Σχεδιασμός, Κατασκευή και Αξιολόγηση Εκπαιδευτικού Υλικού για την Ερμηνεία του Φαινομένου των Εποχών από Μαθητές της Ε Τάξης του Δημοτικού

Transcript

1 Σχεδιασμός, Κατασκευή και Αξιολόγηση Εκπαιδευτικού Υλικού για την Ερμηνεία του Φαινομένου των Εποχών από Μαθητές της Ε Τάξης του Δημοτικού Στέργιος Γκίτσας Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην παρούσα αναρτημένη εργασία περιγράφεται ο σχεδιασμός, η κατασκευή και η αξιολόγηση εκπαιδευτικού υλικού που αναπτύχθηκε κατά το σχολικό έτος Το υλικό είναι προϊόν μιας ομάδας πέντε μαθητών που φοιτούσαν στην Ε τάξη, σ ένα δημοτικό σχολείο στην περιοχή της Φλώρινας. Κεντρικό ζητούμενο της όλης διαδικασίας ήταν η αναδόμηση των εναλλακτικών ιδεών των μαθητών σε σχέση με το φαινόμενο των εποχών και η παρουσίαση εκπαιδευτικού υλικού σε Φεστιβάλ Φυσικών Επιστημών και Τεχνολογίας (ΦΕ/ΤΧ). Αρχικά, πρόκειται να συζητηθεί το θεωρητικό πλαίσιο, το οποίο αφορά την αναγνώριση του προβλήματος, τα νοητικά μοντέλα των μαθητών και το παιδαγωγικό πλαίσιο. Στη συνέχεια, πρόκειται να περιγραφεί η Διδακτική Μαθησιακή Σειρά, το πείραμα και το εκπαιδευτικό υλικό που κατασκευάστηκε. Τέλος, στην εργασία παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των ιχνογραφημάτων και των ερωτηματολογίων που χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση της διαδικασίας. ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ: Φαινόμενο τεσσάρων εποχών, Εκπαιδευτικό Υλικό, Κονστρουκτιονισμός, Φεστιβάλ Φυσικών Επιστημών και Τεχνολογίας ΕΙΣΑΓΩΓΗ Με τον όρο εποχή ονομάζουμε κάθε μία από τις τέσσερις περιόδους στις οποίες υποδιαιρείται το έτος από τις ισημερίες και τα ηλιοστάσια. Οι εποχές προκαλούνται από την κλίση του άξονα περιστροφής της Γης σε συνδυασμό με την 365 ημερών τροχιά γύρω από τον ήλιο (Χαλκιά, 2006). Το ημισφαίριο που κάθε φορά κλίνει προς τον Ήλιο δέχεται κάθετα -άρα και πιο συγκεντρωμένα- και εκτίθεται πολύ περισσότερο στην ηλιακή ακτινοβολία σε σύγκριση με το ημισφαίριο που αποκλίνει από αυτόν, το οποίο και δέχεται πλάγια, και άρα πιο αραιά τις ακτίνες του (Hewitt, 2004). Το αποτέλεσμα είναι η εμφάνιση του καλοκαιριού και του 1084

2 χειμώνα, που μαζί με τα ενδιάμεσα στάδια της άνοιξης και του φθινοπώρου αποτελούν το φαινόμενο των εποχών (Χαλκιά, 2006). Αναγνώριση του Προβλήματος Είναι τεκμηριωμένο ότι οι μαθητές όλων των ηλικιών, συμπεριλαμβανομένων των φοιτητών και των ενηλίκων, έχουν δυσκολίες στην κατανόηση τις αιτίας των εποχών (Lee, 2008). Τα παιδιά καθώς μεγαλώνουν, «μετακινούνται» από ταυτολογίες, ανθρωποκεντρικές ερμηνείες και ερμηνείες που εμπλέκουν υλικά σώματα και φαινόμενα της καθημερινής τους εμπειρίας (διαισθητικά μοντέλα) σε ερμηνείες που εμπλέκουν κινήσεις και σχετικές θέσεις του συστήματος Ήλιος Γη (συνθετικά μοντέλα) και σπάνια καταφέρνουν να φτάσουν σε ερμηνείες οι οποίες συμβαδίζουν με τις επιστημονικές (επιστημονικά μοντέλα) (Σταράκης & Χαλκιά, 2010). Οι ερευνητές συμπεραίνουν ότι η παραδοσιακή διδακτική προσέγγιση αυτών των φαινομένων, δηλαδή η διδασκαλία που δίνει έμφαση στη δηλωτική γνώση, δεν έχει ικανοποιητικά αποτελέσματα (Posner et al., 1982; Vosniadou, & Brewer, 1992). Έτσι, στην εν λόγω διδακτική παρέμβαση, κρίθηκε σωστό να προσεγγιστεί διαφορετικά το αστρονομικό αυτό φαινόμενο με στόχο την αναδόμηση των εναλλακτικών ιδεών των μαθητών και την ανάπτυξη θετικών συναισθημάτων και στάσεων για τις Φυσικές Επιστήμες (ΦΕ). Η παρέμβαση αυτή θα βασίζεται στις αρχές της μη τυπικής μάθησης, του περιβάλλοντος διερεύνησης και του κονστρουκτιονισμού. Ερευνητικά Ερωτήματα Για να ελεγχθεί η επιτυχία του προγράμματος ως προς τους στόχους που είχαν τεθεί διατυπώθηκαν δύο ερευνητικά ερωτήματα, όπως παρουσιάζονται παρακάτω: 1) Πως εξελίχθηκαν οι απόψεις των μαθητών σχετικά με το φαινόμενο των τεσσάρων εποχών; 2) Τι συναισθήματα δημιουργήθηκαν στους μαθητές για το Φεστιβάλ ΦΕ/ΤΧ ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗ Η Διδακτική Παρέμβαση πραγματοποιήθηκε στο Δημοτικό Σχολείο Αμμοχωρίου Φλώρινας, στα πλαίσια του Φεστιβάλ ΦΕ/ΤΧ. Περιλάμβανε 17 συναντήσεις, από δύο διδακτικές ώρες η κάθε μία. Στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζονται συνοπτικά τα στάδια και οι κύριες δραστηριότητες της παρέμβασης. 1085

3 Πίνακας 1: Τα στάδια της παρέμβασης ΣΤΑΔΙΑ ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ Στάδιο 1 ο καλλιτεχνική προσέγγιση του θέματος δημιουργία ομάδας «αστρονόμων» εισαγωγή στο θέμα δημιουργία ιχνογραφημάτων ανακοίνωση στόχου Στάδιο 2 ο αναζήτηση ιδεών ίντερνετ ιδεοθύελλα δοκιμές - διερεύνηση του φαινομένου πείραμα (εικόνα 1) Στάδιο 3 ο κατασκευή (εικόνα 2) τελειοποίηση του πειράματος Στάδιο 4 ο πρόβα του Φεστιβάλ στο σχολείο δημιουργία τελικών ιχνογραφημάτων Στάδιο 5 ο παρουσίαση της κατασκευής και του πειράματος επίσκεψη των άλλων «επιστημονικών ομάδων» Εικόνα 1: Πείραμα Εικόνα 2: Κατασκευή Μοντέλου Εκπαιδευτικό Υλικό Η κατασκευή (εικόνα 3) που δημιουργήθηκε από τους μαθητές είναι ένα μοντέλο επεξήγησης του φαινομένου των τεσσάρων εποχών και αποτελείται από μία λάμπα (Ήλιος), ντυμένη με κίτρινο χαρτί, στο κέντρο και τέσσερα μοντέλα της Γης γύρω της. Τα υλικά του πειράματος (εικόνα 4) που πραγματοποιήθηκε από τους επισκέπτες στο 2 ο Φεστιβάλ ΦΕ/ΤΧ περιλαμβάνουν μια λάμπα υπέρυθρης ακτινοβολίας, ένα ηλεκτρονικό θερμόμετρο και μία χρωματισμένη μπάλα (μοντέλο της Γης). 1086

4 Εικόνα 3: Μοντέλο 4 Εποχών Εικόνα 4: Τελικό Πείραμα Φεστιβάλ Φυσικών Επιστημών και Τεχνολογίας Το 2 ο Φεστιβάλ ΦΕ/ΤΧ πραγματοποιήθηκε τον Ιούνιο του 2014, την παγκοσμία μέρα για το περιβάλλον, σε ανοιχτό χώρο στο κέντρο της Φλώρινας. Στην επιστημονική μας «γωνιά», οι μαθητές καλωσόριζαν τους επισκέπτες και τους εξηγούσαν το Φαινόμενο των Τεσσάρων Εποχών με τη βοήθεια της κατασκευής (εικόνα 5). Στη συνέχεια τους ρωτούσαν αν θα ήθελαν να πραγματοποιήσουν ένα πείραμα. Το πείραμα πραγματοποιούνταν από τους ίδιους τους επισκέπτες με τη καθοδήγηση των μαθητών. Εικόνα 5: Παρουσίαση κατασκευής εκτέλεση του πειράματος (βάθος) 1087

5 ΜΕΘΟΔΟΣ Συμμετέχοντες Στο πρόγραμμα πήραν μέρος πέντε μαθητές, τρία κορίτσια και δύο αγόρια, οι οποίοι δεν είχαν συμμετάσχει ξανά σε Φεστιβάλ ΦΕ/ΤΧ. Οι μαθητές φοιτούσαν στην Έ τάξη του δημοτικού σχολείου. Ένας από τους μαθητές αντιμετωπίζει σοβαρό πρόβλημα ακοής, ενώ στους υπόλοιπους δεν έχει διαγνωστεί καμία μαθησιακή δυσκολία. Οι μαθητές επιλέχθηκαν έτσι ώστε να υπάρχει ομοιογένεια ως προς το φύλο και τις αποδόσεις στις ΦΕ Μέσα Συλλογής Δεδομένων Τα δεδομένα της έρευνας, σε σχέση και με τα δύο ερευνητικά ερωτήματα, συλλέχθηκαν μέσω ιχνογραφημάτων και ερωτηματολογίων. Το ιχνογράφημα είναι μία από τις κύριες μορφές έκφρασης των μαθητών που μας καταπλήσσει με τον πλούτο των πληροφοριών με γνωστικό περιεχόμενο που μπορούμε να πάρουμε από αυτό αλλά και από την πρωτοτυπία που πολλές φορές χαρακτηρίζεται. (Βαμβακίδου κ.α., 2008; Μπέλλας, 2009). Τα ιχνογραφήματα (αρχικά και τελικά) δόθηκαν στην αρχή και στο τέλος του προγράμματος και χρησιμοποιήθηκαν για να ελεγχθεί το πρώτο ερευνητικό ερώτημα. Το ερωτηματολόγιο συμπληρώθηκε από τους μαθητές τη μέρα του Φεστιβάλ για να μελετηθεί το δεύτερο ερευνητικό ερώτημα. Το εν λόγω ερωτηματολόγιο αποτελούνταν από τρεις ερωτήσεις κλίμακας τριών σημείων (τύπου Λίκερτ), οι οποίες σχετίζονταν με τα συναισθήματα και τη στάση των μαθητών απέναντι στο φετινό Φεστιβάλ και την πιθανότητα συμμετοχής τους στο 3 ο Φεστιβάλ που θα πραγματοποιηθεί την επόμενη χρονιά. Η κλίμακα που χρησιμοποιήθηκε δεν ήταν λεκτική αλλά περιείχε πρόσωπα με διαφορετικά συναισθήματα για να είναι πιο άμεση για τα παιδιά (εικόνα 6). Διαδικασία Συλλογής Δεδομένων Τα ιχνογραφήματα δημιουργήθηκαν από τους μαθητές κατά την 4 η και 15 η συνάντηση. Πιο συγκεκριμένα και στις δύο περιπτώσεις μοιράστηκε στους μαθητές μία λευκή κόλλα χαρτί με την οδηγία να περιγράψουν το πώς δημιουργούνται οι εποχές. Οι τέσσερεις (4) από τους πέντε (5) μαθητές παρέδωσαν αρχικά και τελικά ιχνογραφήματα καθώς ένας απουσίαζε. Το ερωτηματολόγιο συμπληρώθηκε από τους μαθητές την ημέρα του Φεστιβάλ Φυσικών Επιστημών. Στο Φεστιβάλ συμμετείχαν οι τρεις (3) από τους πέντε (5) μαθητές και για αυτό έχουμε στη διάθεσή μας τα δεδομένα από τρία (3) ερωτηματολόγια. 1088

6 Εικόνα 6: Το ερωτηματολόγιο που συμπληρώθηκε από τους μαθητές ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Οι αντιλήψεις των ανθρώπων πάνω στο φαινόμενο των τεσσάρων εποχών μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε τρία νοητικά μοντέλα, τα διαισθητικά, τα συνθετικά και τα επιστημονικά (Σταράκης & Χαλκιά, 2010). Στον παρακάτω, πίνακα παρουσιάζονται τα νοητικά μοντέλα στα οποία κατατάχθηκαν οι μαθητές της έρευνας. 1089

7 Πίνακας 2: Νοητικά Μοντέλα ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΕΜΦΑΝΙΣΗΣ ΝΟΗΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΑΡΧΙΚΑ ΤΕΛΙΚΑ Διαισθητικά 0 0 Συνθετικά 4 0 Επιστημονικά 0 4 Σύνολο 4 4 Και οι τέσσερεις (4) μαθητές αντιλαμβάνονταν το φαινόμενο των εποχών με συνθετικά νοητικά μοντέλα πριν τη Διδακτική Παρέμβαση. Στα τελικά τους ιχνογραφήματα παρατηρήθηκε μια μετατόπισή τους στο επιστημονικό νοητικό μοντέλο με το οποίο εξηγούσαν πια όλοι τους το εν λόγω φαινόμενο, όπως φαίνεται και στον Πίνακα 2. Εικόνα 6: Αρχικό ιχνογράφημα (Συνθετικό Μοντέλο: Εξάρτηση από την απόσταση) 1090

8 Εικόνα 7: Τελικό ιχνογράφημα (Επιστημονικό Μοντέλο) Όσον αφορά την εμπειρία τους στο Φεστιβάλ όλοι οι μαθητές ανταποκρίθηκαν θετικά. ΣΥΖΗΤΗΣΗ Το πρώτο ερευνητικό ερώτημα επικεντρώνεται στη βελτίωση των ιδεών των μαθητών για το φαινόμενο των τεσσάρων εποχών κατά τη διαδικασία της ανάπτυξης και κατασκευής του εκπαιδευτικού υλικού. Σύμφωνα με την βιβλιογραφική έρευνα ήταν πολύ πιθανό οι μαθητές αυτής της ηλικίας να κατασκευάσουν συνθετικά μοντέλα για να εξηγήσουν το φαινόμενο. Τα πιο συνηθισμένα συνθετικά μοντέλα είναι αυτά της εξάρτησης από την απόσταση (Ήλιος κοντά καλοκαίρι, μακριά χειμώνας), το οποίο αναγνωρίστηκε στα αρχικά ιχνογραφήματα Μετά την προσέγγιση της διδασκαλίας, όλοι οι μαθητές υιοθέτησαν το επιστημονικό νοητικό μοντέλο, γεγονός που υποστηρίζει την επιτυχία της ανάπτυξης και κατασκευής του υλικού σε ένα περιβάλλον ανοιχτής διερεύνησης και κονστρουκτιονισμού. Τέλος, αναμένεται να διατηρήσουν αυτή τη γνώση για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, καθώς την «δόμησαν» μόνοι τους, το οποίο βέβαια χρειάζεται περαιτέρω διερεύνηση με την δημιουργία νέων ιχνογραφημάτων από τους ίδιους μαθητές μετά από μεγάλο χρονικό διάστημα. Το δεύτερο ερευνητικό ερώτημα αφορούσε τα συναισθήματα που δημιουργήθηκαν στους μαθητές κατά το Φεστιβάλ. Λαμβάνοντας υπόψη τις θετικές απαντήσεις των μαθητών στο σχετικό ερωτηματολόγιο, συμπεραίνουμε ότι οι βασικοί στόχοι του Φεστιβάλ, που αφορούσαν την ανάπτυξη θετικών συναισθημάτων και στάσεων για τις ΦΕ επετεύχθησαν. Επίσης, αξίζει να σημειωθεί ότι παρατηρήθηκαν επιπλέον θετικές συμπεριφορές στη συμμετοχή των μαθητών στο Φεστιβάλ, όπως παρουσίαση των υλικών με ζήλο στους επισκέπτες, έδιναν με αυτοπεποίθηση απαντήσεις στις ερωτήσεις των επισκεπτών κ.λπ. 1091

9 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Βαμβακίδου, Ι., Δασκαλάκη, Ν., Γκόλια, Π., Κασίδου, Σ., Κεραμυδά, Μ., Παναγιωτίδου, Σ. & Βαλσαμίδου, Λ. (2008). Αναπαραστάσεις της Γυναίκας Ηρωίδας και Όρια στην Παιδική Ζωγραφική. Μπέλλας, Θ. (2009). Το Ιχνογράφημα του Παιδιού ως Μέσο και Αντικείμενο Έρευνας στα Χέρια του Εκπαιδευτικού. Σταράκης, Ι. & Χαλκιά, Κ. (2010). Γιατί κάνει Κρύο το Χειμώνα και Ζέστη το Καλοκαίρι; XIV IOSTE Symposium, Χαλκιά, K. (2006). Το Ηλιακό Σύστημα μέσα στο Σύμπαν σελ.367-8, Αθήνα: Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης. Hewitt, P. (2004). Οι Έννοιες της Φυσικής σελ.323, Ηράκλειο: Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης. Lee, V. (2008). Getting the Picture: A Mixed-methods Inquiry into how Visual Representations are interpreted by students, incorporated within textbooks, and integrated into middle-school science classrooms. Northwestern University. Posner, G., Strike, K., Hewson, P. & Gertzog, W. (1982). Accommodation of a scientific conception: Toward a theory of conceptual change, Science Education, 66 (2), Vosniadou, S. & Brewer, W. (1992). Mental models of the earth: A study of conceptual change in childhood. Cognitive psychology, 24 (4),