ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΑΝΘΡΩΠΙΣΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΔΗΜΟΤΙΚΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΤΙΤΛΟΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΑΝΘΡΩΠΙΣΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΔΗΜΟΤΙΚΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΤΙΤΛΟΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΩΝ ΑΝΤΙΛΗΨΕΩΝ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ ΤΗΣ Γ ΚΑΙ ΣΤ ΔΗΜΟΤΙΚΟΥ ΓΙΑ ΤΟ ΗΛΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ ΦΟΙΤΗΤΡΙΑΣ ΠΑΝΑΓΙΩΤΑ ΣΩΤΗΡΙΟΥ ΡΟΔΟΣ, ΜΑΙΟΣ 2015 1

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΑΝΘΡΩΠΙΣΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΔΗΜΟΤΙΚΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ ΦΟΙΤΗΤΡΙΑΣ ΠΑΝΑΓΙΩΤΑ ΣΩΤΗΡΙΟΥ Α.Μ. 411/2011208 ΤΙΤΛΟΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΩΝ ΑΝΤΙΛΗΨΕΩΝ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ ΤΗΣ Γ ΚΑΙ ΣΤ ΔΗΜΟΤΙΚΟΥ ΓΙΑ ΤΟ ΗΛΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: ΜΙΧΑΗΛ ΣΚΟΥΜΙΟΣ, ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ, ΠΑΝ/ΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΥΜΒΟΥΛΕΥΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ: ΕΥΓΕΝΙΟΣ ΑΥΓΕΡΙΝΟΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ, ΠΑΝ/ΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΕΜΜΑΝΟΥΗΛ ΦΩΚΙΔΗΣ, ΛΕΚΤΟΡΑΣ, ΠΑΝ/ΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΡΟΔΟΣ, ΜΑΙΟΣ 2015 2

ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα διπλωματική εργασία έγινε στα πλαίσια των σπουδών μου στο Πανεπιστήμιο Αιγαίου και συγκεκριμένα, στο Παιδαγωγικό τμήμα Δημοτικής Εκπαίδευσης Ρόδου. Νιώθω την ανάγκη, να ευχαριστήσω όλους αυτούς που με την υποστήριξη και την βοήθεια τους συνέβαλλαν στην πραγματοποίηση της εργασίας αυτής. Ευχαριστώ ιδιαίτερα, τον Επίκουρο Καθηγητή της Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών του Παιδαγωγικού τμήματος Δημοτικής Εκπαίδευσης του Πανεπιστημίου Αιγαίου, κ. Σκουμιό Μιχαήλ και πρώτο επιβλέποντα καθηγητή της διπλωματικής εργασίας για τη βοήθεια, τη συστηματική καθοδήγηση και υποστήριξη σε όλη τη διάρκεια της εργασίας. Επιπρόσθετα, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον κ. Αυγερινό Ευγένιο, Καθηγητή Μαθηματικών και Διδακτικής των Μαθηματικών του Παιδαγωγικού τμήματος Δημοτικής εκπαίδευσης του Πανεπιστημίου Αιγαίου αλλά και τον κ. Φωκίδη Εμμανουήλ, Λέκτορα του Παιδαγωγικού τμήματος Δημοτικής Εκπαίδευσης Ρόδου για την συμπαράσταση και βοήθεια τους στην εκπόνηση της εργασίας αυτής. Ακόμη, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον διευθυντή του 17 ου Δημοτικού σχολείου Ρόδου, τον διευθυντή του 2 ου Δημοτικού σχολείου, την διευθύντρια του 8 ου Δημοτικού και τη διευθύντρια του 10ου Δημοτικού σχολείου παλαιάς πόλεως Ρόδου για την βοήθεια που μου προσέφεραν κατά τη διάρκεια της έρευνας μου. Τέλος, θα ήθελα να ευχαριστήσω όλα τα παιδιά που πήραν μέρος στην συμπλήρωση των ερωτηματολογίων της έρευνας και αποσκοπούσαν στην διερεύνηση των αντιλήψεων τους σχετικά με το ηλιακό σύστημα. 3

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Μολονότι έχουν διερευνηθεί επαρκώς οι αντιλήψεις των μαθητών της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης για το ηλιακό σύστημα, είναι περιορισμένη η έρευνα που μελετά τις αντίστοιχες αντιλήψεις των μαθητών της πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης. Επίσης, απουσιάζουν έρευνες που να ερευνούν τις αντιλήψεις για το ηλιακό σύστημα των μαθητών των μικρότερων τάξεων του δημοτικού σχολείου. Επιπρόσθετα, δεν εντοπίζονται έρευνες που να μελετούν την εξέλιξη των αντιλήψεων των μαθητών για το ηλιακό σύστημα κατά τη διάρκεια της μετάβασης των μαθητών από τις κατώτερες στις ανώτερες τάξεις του δημοτικού σχολείου. Η παρούσα εργασία εστιάζεται στη διερεύνηση των αντιλήψεων των μαθητών των Γ και ΣΤ τάξεων του δημοτικού σχολείου για το ηλιακό σύστημα και ειδικότερα για τα ακόλουθα θέματα: (α) έννοια του ηλιακού συστήματος, (β) συστατικά στοιχεία του ηλιακού συστήματος, (γ) κίνηση της γης, (δ) κίνηση της σελήνης, (ε) κίνηση του ήλιου, (στ) κέντρο του ηλιακού συστήματος και (ζ) αιτία της αλλαγής της ημέρας και της νύχτας. Επιπλέον, επιδιώκει τη διερεύνηση των νοητικών μοντέλων που έχουν και χρησιμοποιούν οι μαθητές για το ηλιακό σύστημα. Ως ερευνητικό εργαλείο συλλογής των δεδομένων χρησιμοποιήθηκε το ερωτηματολόγιο. Το ερωτηματολόγιο που συγκροτήθηκε, συμπληρώθηκε από 240 μαθητές συνολικά (120 μαθητές της Γ τάξης και 120 της ΣΤ τάξης) από τέσσερα δημοτικά σχολεία της Ρόδου. Προσδιορίστηκαν οι συχνότητες και οι εκατοστιαίες συχνότητες των απαντήσεων των μαθητών και διερευνήθηκε, μέσω του τεστ x², η συσχέτιση ανάμεσα στις αντιλήψεις των μαθητών και στην τάξη φοίτησής τους. Η ανάλυση των δεδομένων επέτρεψε τον εντοπισμό και τη καταγραφή των αντιλήψεων των μαθητών. Διαπιστώθηκε, ότι αρκετοί μαθητές και των δύο τάξεων εκδηλώνουν αντιλήψεις για το ηλιακό σύστημά διαφορετικές από τη σχολική γνώση. Επίσης, προέκυψε ότι ορισμένες αντιλήψεις των μαθητών δεν διαφοροποιούνται σε σχέση με την τάξη φοίτησης. Τα ευρήματα της εργασίας παρέχουν δυνατότητες αξιοποίησής τους, τόσο στο πεδίο της έρευνας όσο και στο πεδίο της διδακτικής πράξης. 4

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ...3 ΠΕΡΙΛΗΨΗ...4 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ...5 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ...7 1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1. Οριοθέτηση του προβλήματος και αναγκαιότητα της εργασίας...9 1.2. Σκοπός, στόχοι και ερευνητικά ερωτήματα...11 1.3. Σημασία της εργασίας...12 1.4. Δομή της εργασίας...12 1.5. Ανακεφαλαίωση...13 2 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ 2.1. Εισαγωγή...15 2.2. Αντιλήψεις μαθητών για έννοιες και φαινόμενα των Φυσικών Επιστημών..15 2.2.1 Συμπεράσματα από έρευνες για τις αντιλήψεις των μαθητών...15 2.2.2 Γενικά χαρακτηριστικά των αντιλήψεων των μαθητών...17 2.3. Το ηλιακό σύστημα...20 2.3.1 Περιγραφή του ηλιακού συστήματος...20 2.3.2 Γενικά χαρακτηριστικά των μεγάλων πλανητών...21 2.3.3 Κινήσεις των πλανητών γύρω από τον ήλιο...22 2.4. Ανακεφαλαίωση...22 3 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ: ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ 3.1.Εισαγωγή...24 3.2 Βιβλιογραφική ανασκόπηση σχετικά με τις αντιλήψεις των μαθητών για το ηλιακό σύστημα... 24 3.3. Συζήτηση Πρωτοτυπία εργασίας...30 3.4. Ανακεφαλαίωση...31 4 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ: ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ 4.1 Εισαγωγή. 33 4.2 Ερευνητική Διαδικασία..33 4.3 Συμμετέχοντες..34 4.4 Συλλογή δεδομένων..34 4.4.1.Η επιλογή του ερωτηματολογίου...34 4.4.2.Διαδικασία σύνταξης του ερωτηματολογίου... 35 4.4.3 Δομή του ερωτηματολογίου... 37 4.5 Ανάλυση δεδομένων 38 4.6 Ανακεφαλαίωση..39 5

5 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 5.1 Εισαγωγή... 41 5.2 Αντιλήψεις των μαθητών για την έννοια του ηλιακού συστήματος...41 5.3 Αντιλήψεις των μαθητών για τα συστατικά μέρη του ηλιακού συστήματος.44 5.4 Αντιλήψεις των μαθητών για την κίνηση της γης...46 5.5 Αντιλήψεις των μαθητών για την κίνηση της σελήνης...49 5.6 Αντιλήψεις των μαθητών για την κίνηση του ήλιου... 51 5.7 Αντιλήψεις των μαθητών για το κέντρο του ηλιακού συστήματος... 53 5.8 Αντιλήψεις των μαθητών για το τι προκαλεί την ημέρα και τη νύχτα...56 5.9 Νοητικά μοντέλα μαθητών για το ηλιακό σύστημα...58 5.10 Ανακεφαλαίωση... 62 6 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ: ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 6.1 Εισαγωγή... 64 6.2 Κύρια ευρήματα και σχολιασμός τους..... 65 6.2.1. Οι αντιλήψεις των μαθητών της Γ' τάξης του δημοτικού σχολείου για το ηλιακό σύστημα...65 6.2.2. Οι αντιλήψεις των μαθητών της ΣΤ' τάξης του δημοτικού σχολείου για το ηλιακό σύστημα...71 6.2.3. Σύγκριση των αντιλήψεων των μαθητών της Γ' και ΣΤ' τάξης του δημοτικού σχολείου για το ηλιακό σύστημα...74 6.3 Συνέπειες των αποτελεσμάτων της έρευνας στη διδασκαλία του ηλιακού συστήματος...76 6.4 Περιορισμοί της έρευνας...77 6.5 Προτάσεις για περαιτέρω έρευνα......77 6.6 Ανακεφαλαίωση....78 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΕΛΛΗΝΟΓΛΩΣΣΗ......79 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΞΕΝΟΓΛΩΣΣΗ....80 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ....86 6

ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 5.1. Οι αντιλήψεις των μαθητών των Γ και ΣΤ τάξεων του δημοτικού σχολείου για την έννοια του ηλιακού συστήματος Πίνακας 5.2: Οι συχνότητες εμφάνισης των κατηγοριών των αντιλήψεων των μαθητών των Γ και ΣΤ τάξεων του δημοτικού σχολείου που είναι σε συμφωνία ή όχι με τη σχολική γνώση για την έννοια του ηλιακού συστήματος Πίνακας 5.3. Οι αντιλήψεις των μαθητών των Γ και ΣΤ τάξεων του δημοτικού σχολείο για τα συστατικά μέρη του ηλιακού συστήματος Πίνακας 5.4: Οι συχνότητες εμφάνισης των κατηγοριών των αντιλήψεων των μαθητών των Γ και ΣΤ τάξεων του δημοτικού σχολείου που είναι σε συμφωνία ή όχι με τη σχολική γνώση για τα συστατικά μέρη του ηλιακού συστήματος. Πίνακας 5.5. Οι αντιλήψεις των μαθητών των Γ και ΣΤ τάξεων του δημοτικού σχολείο για την κίνηση της γης. Πίνακας 5.6: Οι συχνότητες εμφάνισης των κατηγοριών των αντιλήψεων των μαθητών των Γ και ΣΤ τάξεων του δημοτικού σχολείου που είναι σε συμφωνία ή όχι με τη σχολική γνώση για την κίνηση της γης. Πίνακας 5.7. Οι αντιλήψεις των μαθητών των Γ και ΣΤ τάξεων του δημοτικού σχολείο για την κίνηση της σελήνης Πίνακας 5.8: Οι συχνότητες εμφάνισης των κατηγοριών των αντιλήψεων των μαθητών των Γ και ΣΤ τάξεων του δημοτικού σχολείου που είναι σε συμφωνία ή όχι με τη σχολική γνώση για την κίνηση της σελήνης Πίνακας 5.9. Οι αντιλήψεις των μαθητών των Γ και ΣΤ τάξεων του δημοτικού σχολείο για την κίνηση του ήλιου Πίνακας 5.10: Οι συχνότητες εμφάνισης των κατηγοριών των αντιλήψεων των μαθητών των Γ και ΣΤ τάξεων του δημοτικού σχολείου που είναι σε συμφωνία ή όχι με τη σχολική γνώση για την κίνηση του ήλιου Πίνακας 5.11. Οι αντιλήψεις των μαθητών των Γ και ΣΤ τάξεων του δημοτικού σχολείο για το κέντρο του ηλιακού συστήματος Πίνακας 5.12: Οι συχνότητες εμφάνισης των κατηγοριών των αντιλήψεων των μαθητών των Γ και ΣΤ τάξεων του δημοτικού σχολείου που είναι σε συμφωνία ή όχι με τη σχολική γνώση για το κέντρο του ηλιακού συστήματος Πίνακας 5.13. Οι αντιλήψεις των μαθητών των Γ και ΣΤ τάξεων του δημοτικού σχολείο για το τι προκαλεί την ημέρα και τη νύχτα. Πίνακας 5.14: Οι συχνότητες εμφάνισης των κατηγοριών των αντιλήψεων των μαθητών των Γ και ΣΤ τάξεων του δημοτικού σχολείου που είναι σε συμφωνία ή όχι με τη σχολική γνώση για το τι προκαλεί την ημέρα και τη νύχτα. Πίνακας 5.15. Οι αντιλήψεις των μαθητών των Γ και ΣΤ τάξεων του δημοτικού σχολείο μέσα από τα νοητικά τους μοντέλα. Πίνακας 5.16: Οι συχνότητες εμφάνισης των κατηγοριών των αντιλήψεων των μαθητών των Γ και ΣΤ τάξεων του δημοτικού σχολείου που είναι σε συμφωνία ή όχι με τη σχολική γνώση μέσα από τα νοητικά τους μοντέλα. Πίνακας 6.1: Οι κυριότερες εναλλακτικές αντιλήψεις των μαθητών για το ηλιακό σύστημα. Πίνακας 6.2:Τα εναλλακτικά νοητικά μοντέλα των μαθητών για το ηλιακό σύστημα 7

1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ 8

1.1. Οριοθέτηση του προβλήματος και αναγκαιότητα της εργασίας Τα τελευταία σαράντα χρόνια στο χώρο της Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών το ερευνητικό ενδιαφέρον εστιάζεται σε μεγάλο βαθμό στις αντιλήψεις των μαθητών για έννοιες και φαινόμενα των Φυσικών Επιστημών (Driver, Guesne, & Tiberghien, 1993; Driver, Leach, Millar, Scott, 1996; Driver, Squires, Rushworth, & Wood- Robinson, 1998). Σε αυτό το πεδίο της έρευνας της Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών εντάσσεται και η παρούσα εργασία που μελετά τις αντιλήψεις των μαθητών της πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης για το ηλιακό σύστημα. Είναι αναγκαία η πραγματοποίηση συστηματικής έρευνας σχετικά με τις αντιλήψεις των μαθητών για έννοιες και φαινόμενα των Φυσικών Επιστημών (ΦΕ) αφού αυτές επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό τη διαδικασία μάθησης (Driver, Guesne, & Tiberghien, 1993). Από σειρά εμπειρικών ερευνών προέκυψε ότι οι μαθητές πριν ξεκινήσουν την εκπαίδευση τους στο σχολικό πλαίσιο, έχουν ήδη διαμορφώσει τις δικές τους αντιλήψεις για τις έννοιες και τα φαινόμενα που μελετούν οι φυσικές επιστήμες (Driver, 1989; Driver, Guesne, & Tiberghien, 1993; Driver, Squires, Rushworth & Wood-Robinson, 1998; Κουλαϊδής, 1994; Χατζηνικήτα & Χρηστίδου, 2001α). Επιπλέον, σύμφωνα με την εποικοδομητική άποψη για τη μαθησιακή διαδικασία, η μάθηση είναι μια λειτουργία κατασκευής νοημάτων βασιζόμενη πάνω στην όλη εμπειρία του ατόμου (Driver, 1989; Havu-Nuutinen, 2005; Driver, & Bell, 1986; Tytler, 2002; Widodo, Duit & Müller, 2002). Ειδικότερα, οι μαθητές κατασκευάζουν μόνοι τους την καινούρια γνώση μέσα από μια διαδικασία αλληλεπίδρασης των πρότερων βιωματικών τους αντιλήψεων και αυτών που προέρχονται από το εκπαιδευτικό περιβάλλον (Driver, 1989; Havu-Nuutinen, 2005; Driver & Bell, 1986; Tytler, 2002; Widodο, Duit & Müller, 2002). Με αυτήν την αλληλεπίδραση επιδιώκεται οι μαθητές να τροποποιήσουν τις αντιλήψεις τους (εννοιολογική αλλαγή). Συνήθως, όταν η διδασκαλία στο σχολείο αντιμετωπίζει τη γνώση φορμαλιστικά και δεν τη συνδέει με τις αντιλήψεις των μαθητών δεν μπορεί να επηρεάσει τον τρόπο που οι μαθητές αντιλαμβάνονται τα φαινόμενα και τις έννοιες που διδάσκονται (Χατζηνικήτα & Χρηστίδου, 2001α). 9

Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στη διερεύνηση των αντιλήψεων των μαθητών για το ηλιακό σύστημα. Ο Piaget (1929) έγραψε, ότι το να διδάξεις στα νέα παιδιά αστρονομία πολύ νωρίς, θα ήταν «εντελώς άχρηστο», αφού πιθανόν δε θα μπορούσαν να την καταλάβουν. Σήμερα, όμως τα δεδομένα έχουν αλλάξει. Η αστρονομία τώρα εμφανίζεται στα αναλυτικά προγράμματα της πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης σε πολλές χώρες του κόσμου και θεωρείται βασικός παράγοντας του επιστημονικού εγραμματισμού (Σιμιτζόγλου, & Χαλκιά, 2007). Το ηλιακό σύστημα επιλέχθηκε σαν αντικείμενο αυτής της εργασίας κυρίως για τρεις λόγους. Ο πρώτος λόγος σχετίζεται με το ότι το ηλιακό σύστημα συγκαταλέγεται στα θέματα που εξάπτουν συνήθως το ενδιαφέρον των μαθητών, αφού πολλά παιδιά εκφράζουν ερωτήματα αναφορικά με το τι υπάρχει έξω από τη γη. Ακόμη, το ηλιακό σύστημα περιλαμβάνεται στο αναλυτικό πρόγραμμα του Δημοτικού και συγκεκριμένα στη Γεωγραφία της Στ Δημοτικού στην Α ενότητα στο 4 ο, 5 ο και 6 ο κεφάλαιο (Κουτσόπουλος, Σωτηράκου, Ταστσόγλου & Ζωγόγιαννης, 2013). Επιπρόσθετα, έρευνες καταδεικνύουν ότι οι μαθητές εκδηλώνουν αντιλήψεις για το ηλιακό σύστημα διαφορετικές από τη σχολική και την επιστημονική γνώση (Driver, Squires, Rushworth & Wood-Robinson, 2000; Σιμιτζόγλου & Χαλκιά, 2007). Σχετικά με το ηλιακό σύστημα, όπως έχει αναφερθεί, έχουν πραγματοποιηθεί αρκετές έρευνες (Jones, Lynch & Reesink, 1987; Sadler, 1987; Treagust & Smith, 1989; Finegold & Pundack, 1990 ; Samarapungavan, Vosniadou & Brewer 1996; Dunlop, 2000; Driver, Squires, Rushworth, Wood-Robinson, 2000; McKinnon, Geissinger, Danaia, 2001; Sharp, Kuerbis, 2005; Shu-Chiu LIU, 2005). Οι παραπάνω έρευνες εστιάζονται κυρίως σε μαθητές των μεγαλύτερων τάξεων του δημοτικού ή της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης, ενώ είναι ιδιαίτερα περιορισμένη η έρευνα σε μαθητές των μικρότερων τάξεων του δημοτικού. Επιπλέον, στον ελληνικό χώρο, η έρευνα για αυτό το ζήτημα είναι ιδιαίτερα περιορισμένη (Spiliotopoulou & Ioannidis, 1995; Βοσνιάδου κ.α, 1996; Σιμιτζόγλου, & Χαλκιά, 2007). Επίσης, δεν έχουν πραγματοποιηθεί έρευνες που να μελετούν την εξέλιξη των αντιλήψεων των μαθητών της πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης, καθώς αυτοί μεταβαίνουν από τις πρώτες στις τελευταίες τάξεις του δημοτικού σχολείου. 10

Από τα παραπάνω αναδύεται η αναγκαιότητα πραγματοποίησης μιας εργασίας η οποία να μελετά τις αντιλήψεις των μαθητών του δημοτικού σχολείου στην Ελλάδα για το ηλιακό σύστημα και την εξέλιξη αυτών των αντιλήψεων. 1.2. Σκοπός, στόχοι και ερευνητικά ερωτήματα Επιδίωξη της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη των αντιλήψεων των μαθητών του δημοτικού σχολείου για το ηλιακό σύστημα. Πιο συγκεκριμένα, θα διερευνηθούν οι αντιλήψεις των μαθητών των Γ και ΣΤ τάξεων του δημοτικού σχολείου για το ηλιακό σύστημα και πιο συγκεκριμένα για την έννοια του ηλιακού συστήματος, τα συστατικά του στοιχεία, την κίνηση της γης, της σελήνης και του ήλιου, ποιό είναι το κέντρο του ηλιακού συστήματος, τι δημιουργεί την αλλαγή της ημέρας και της νύχτας. Επιπρόσθετα, επιδιώκεται ο εντοπισμός των νοητικών μοντέλων των μαθητών για το ηλιακό σύστημα. Ως επιμέρους ερευνητικοί στόχοι της εργασίας τίθενται: (α) Ο εντοπισμός και η καταγραφή των αντιλήψεων που εκδηλώνουν οι μαθητές της Γ Δημοτικού για το ηλιακό σύστημα. (β) Ο εντοπισμός και η καταγραφή των αντιλήψεων που εκδηλώνουν οι μαθητές της ΣΤ Δημοτικού για το ηλιακό σύστημα. (γ) Η μελέτη της ύπαρξης διαφοροποιήσεων ανάμεσα στις αντιλήψεις των μαθητών της Γ και ΣΤ δημοτικού για το ηλιακό σύστημα. Σε σχέση με τους στόχους που τέθηκαν παραπάνω, τα ερευνητικά ερωτήματα καθορίζονται ως εξής: (α) Ποιες είναι οι αντιλήψεις που εκδηλώνουν οι μαθητές της Γ Δημοτικού για το ηλιακό σύστημα; (β) Ποιες είναι οι αντιλήψεις που εκδηλώνουν οι μαθητές της Στ Δημοτικού για το ηλιακό σύστημα; (γ) Διαφοροποιούνται οι αντιλήψεις των μαθητών της Γ και Στ Δημοτικού για το ηλιακό σύστημα; 11

1.3. Σημασία της εργασίας Η πρωτοτυπία αυτής της εργασίας έγκειται στο ότι μελετά τις αντιλήψεις των μαθητών της πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης για το ηλιακό σύστημα και ειδικότερα το ζήτημα της εξέλιξής τους, καθώς οι μαθητές μεταβαίνουν από τη Γ στη ΣΤ δημοτικού στην Ελλάδα, για το οποίο δεν υπήρχαν ερευνητικά δεδομένα. Το έργο που θα παραχθεί από την προτεινόμενη εργασία μπορεί να αξιοποιηθεί σε δύο επίπεδα, στο επίπεδο των ερευνητικών δραστηριοτήτων και στο επίπεδο της συγκρότησης διδακτικού υλικού και οργάνωσης διδασκαλίας. Ειδικότερα, θα συμβάλλει: 1. Στον προσδιορισμό κατάλληλων δραστηριοτήτων σχετικά με το ηλιακό σύστημα, που να αποσκοπούν την αποσταθεροποίηση των αντιλήψεων των μαθητών. 2. Στην αποσαφήνιση των γνωστικών στόχων της διδασκαλίας αναφορικά με το ηλιακό σύστημα (εφόσον από το πλήθος των στόχων ουσιώδεις είναι αυτοί που σχετίζονται με τις αντιλήψεις των μαθητών) με γνώμονα την επέκταση ή την τροποποίηση των αντιλήψεων των μαθητών. 3. Στην επανασχεδίαση των τμημάτων των αναλυτικών προγραμμάτων που αναφέρονται στο ηλιακό σύστημα. 4. Στην κατάλληλη τροποποίηση της εκπαίδευσης και της επιμόρφωσης των εκπαιδευτικών για το ηλιακό σύστημα ώστε να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις των τροποποιημένων αναλυτικών προγραμμάτων. 1.4. Δομή της εργασίας Η παρούσα εργασία αποτελείται από έξι κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο οριοθετείται το πρόβλημα της εργασίας. Επίσης παρουσιάζονται ο σκοπός, οι στόχοι, τα ερευνητικά ερωτήματα, η σημασία της εργασίας, και η δομή της. Στο δεύτερο κεφάλαιο, παρουσιάζεται το θεωρητικό πλαίσιο της εργασίας. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται η βιβλιογραφική ανασκόπηση των ερευνών που αφορούν στις αντιλήψεις των μαθητών για το ηλιακό σύστημα και τεκμηριώνεται η πρωτοτυπία της εργασίας. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε στην εργασία (δείγμα, ερευνητική διαδικασία, συλλογή δεδομένων, μέθοδος ανάλυσης των δεδομένων). 12

Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της έρευνας. Στο έκτο κεφάλαιο εξάγονται τα συμπεράσματα της εργασίας και διατυπώνονται προτάσεις για περαιτέρω έρευνα. Η εργασία ολοκληρώνεται με την παράθεση της βιβλιογραφίας και το παράρτημα. 1.5. Ανακεφαλαίωση Αντικείμενο της εργασίας αποτελεί η διερεύνηση των αντιλήψεων των μαθητών της Γ και Στ τάξης του δημοτικού σχολείου για το ηλιακό σύστημα. Τα συμπεράσματα της εργασίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε επόμενες ερευνητικές δραστηριότητες και στην συγκρότηση διδακτικού υλικού. 13

2o ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ 14

2.1. Εισαγωγή Σε αυτό το κεφάλαιο αρχικά παρουσιάζονται τα κυριότερα ευρήματα της ερευνητικής βιβλιογραφίας που αφορά στις αντιλήψεις των μαθητών για έννοιες και φαινόμενα των Φυσικών Επιστημών (βλ. ενότητα 2.2) και στη συνέχεια, αποσαφηνίζονται συνοπτικά ζητήματα που αφορούν στο ηλιακό σύστημα (βλ. ενότητα 2.3) 2.2. Αντιλήψεις μαθητών για έννοιες και φαινόμενα των Φυσικών Επιστημών Η ενότητα αυτή απαρτίζεται από δύο υπο-ενότητες. Στην πρώτη υπο-ενότητα παρουσιάζονται τα συμπεράσματα από μια σειρά ερευνών που αφορούν στις αντιλήψεις των μαθητών για έννοιες και φαινόμενα των φυσικών επιστημών (βλ. ενότητα 2.2.1). Στη δεύτερη υπο-ενότητα παρουσιάζονται τα γενικά χαρακτηριστικά των αντιλήψεων των μαθητών από μία σειρά εμπειρικών ερευνών (βλ. ενότητα 2.2.2). 2.2.1. Συμπεράσματα από έρευνες για τις αντιλήψεις των μαθητών για έννοιες και φαινόμενα των Φυσικών Επιστημών Σύμφωνα με τον Κουλαϊδή (2001), ως αντίληψη ορίζεται η λειτουργική γνώση που πηγάζει από την καθημερινή εμπλοκή με τη ζωή και για τη χρήση της χρησιμοποιούνται συγκεκριμένοι γλωσσικοί κώδικες. Πρόκειται για δίκτυα σημασιών με σταθερούς κανόνες λειτουργίας και ισχυρά ερμηνευτικά συστήματα με βάση τα οποία «μεταφράζονται» οι εμπειρίες και αφομοιώνονται οι προσλαμβανόμενες πληροφορίες (Driver, Guesne, & Tiberghien, 1993). Από το 1970 και μέχρι σήμερα ένα μεγάλο μέρος της έρευνας στη Διδακτική των Φυσικών Επιστημών έχει εστιάσει στη διερεύνηση των αντιλήψεων των μαθητών για διάφορα φαινόμενα και έννοιες των Φυσικών επιστημών (Driver, Guesne, & Tiberghien, 1993; Driver, Leach, Millar, & Scott, 1996; Osborne & Freyberg, 1985; Χατζηνικήτα, & Χρηστίδου, 2001β). Τα συμπεράσματα που προέκυψαν και έχουν κοινά γνωρίσματα σε μεγάλο αριθμό ερευνών είναι τα παρακάτω: (α) Τα παιδιά επηρεάζονται σε μεγάλο βαθμό από το οικογενειακό και κοινωνικό τους περιβάλλον, κυρίως, πριν πάνε σχολείο. Έτσι, μπαίνοντας στη σχολική τάξη έχουν ήδη διαμορφώσει τις δικές τους αντιλήψεις για τις έννοιες και τα φαινόμενα των φυσικών επιστημών (Driver, Guesne, & Tiberghien, 1993; Driver, Squires, 15

Rushworth, & Wood-Robinson, 1998). Οι αντιλήψεις αυτές δημιουργούνται στην προσπάθεια των μαθητών να κατανοήσουν τον κόσμο γύρω τους και συνήθως διαφέρουν από την επιστημονική γνώση αλλά και από τη σχολική της εκδοχή (Osborne, 1985; Wandersee, Mintzes, & Novak, 1994) (β) Αυτές οι αντιλήψεις των μαθητών είναι τόσο ανθεκτικές ώστε δεν επηρεάζονται πολλές φορές ούτε από τη διδασκαλία στην τάξη (Wandersee, Mintzes, & Novak, 1994). Αυτό έχει ως αποτέλεσμα, οι μαθητές να διατηρούν τις αντιλήψεις τους και μετά τη διδασκαλία σχεδόν αμετάβλητες (Driver, Guesne, & Tiberghien, 1993). (γ) Πολλές φορές οι μαθητές μετά τη διδασκαλία υιοθετούν τη σχολική εκδοχή της επιστημονικής γνώσης ενώ παράλληλα διατηρούν και τις δικές τους αντιλήψεις (Joung, 2009; Wandersee, Mintzes, & Novak, 1994). Χρησιμοποιούν και τα δύο σώματα αντιλήψεων ανάλογα με το πλαίσιο αναφοράς. Κάποιες φορές αυτές οι διαφορετικές αντιλήψεις συγχωνεύονται ή αλληλεπιδρούν κι έτσι οι μαθητές υιοθετούν το αποτέλεσμα αυτής της συγχώνευσης, για να ερμηνεύσουν τα φαινόμενα και τις έννοιες των Φυσικών επιστημών (Wandersee, Mintzes, & Novak, 1994). (δ) Οι αντιλήψεις των μαθητών ισχύουν για όλες τις χώρες παγκοσμίως. Οι αντιλήψεις των μαθητών ανά τον κόσμο έχουν πολλά κοινά χαρακτηριστικά ανεξάρτητα από τον αριθμό των μαθητών, τη χώρα προέλευσης, την ηλικία ή το φύλο.(driver, Guesne, & Tiberghien, 1993; Driver, Squires, Rushworth & Wood- Robinson, 1998; Vosniadou & Brewer, 1992; Wandersee, Mintzes & Novak, 1994; Χατζηνικήτα, & Χρηστίδου, 2001β). (ε) Επιπρόσθετα, το κοινωνικό και πολιτισμικό πλαίσιο στο οποίο εντάσσονται οι μαθητές επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό τις αντιλήψεις τους καθώς και η γλώσσα που χρησιμοποιούν στην καθημερινή τους ζωή (Joung, 2009; Χατζηνικήτα, & Χρηστίδου, 2001β). Λέξεις όπως ενέργεια, δύναμη, πίεση, πλεύση, βύθιση χρησιμοποιούνται στην καθημερινή ζωή με διαφορετική σημασία από αυτήν που έχουν ως επιστημονικοί όροι. Έτσι, δημιουργείται ακόμη μεγαλύτερη απόσταση ανάμεσα στους μαθητές και την επιστημονική γνώση. 16

2.2.2. Γενικά χαρακτηριστικά των αντιλήψεων των μαθητών Οι εμπειρικές έρευνες, σχετικά με τις αντιλήψεις των μαθητών όλων των βαθμίδων, για μια ποικιλία θεμάτων της Φυσικο-επιστημονικής γνώσης, έχουν δείξει ότι οι αντιλήψεις των μαθητών έχουν ορισμένα κοινά χαρακτηριστικά (Driver et al. 1985; Driver et al. 1994; Χατζηνικήτα, & Χρηστίδου, 2001). Τα κυριότερα συμπεράσματα, κοινά σε μεγάλο αριθμό αυτών των ερευνών είναι τα εξής: (α) Κυριάρχηση της σκέψης από αντιληπτά δεδομένα Οι μαθητές χρησιμοποιούν τις περισσότερες φορές τις αισθήσεις τους, για να κατανοήσουν και να διαχειριστούν ένα πρόβλημα της Φυσικής. Με άλλα λόγια ερμηνεύουν και παρατηρούν τα φαινόμενα των Φυσικών επιστημών με βάση τα δεδομένα που τους είναι αντιληπτά και ορατά. (Driver, Guesne, & Tiberghien, 1993; Χατζηνικήτα, & Χρηστίδου, 2001β). Για παράδειγμα, οι μαθητές συνδέουν τη θερμοκρασία με την αίσθηση θερμού-ψυχρού που έχουν όταν έρχονται σε επαφή με ένα σώμα (Σκουμιός, & Χατζηνικήτα, 2008). (β) Περιορισμένη εστίαση Παρατηρήθηκε, επίσης, ότι οι μαθητές τείνουν να εστιάζουν σε ορισμένα χαρακτηριστικά των σωμάτων ή των συστημάτων που μελετούν, ενώ παραμερίζουν άλλα, εξίσου σημαντικά.(driver, Guesne, & Tiberchien, 1993). Συνήθως, επηρεάζονται από τα πιο έντονα και πιο προφανή χαρακτηριστικά όπως για παράδειγμα η φωτιά, ο καπνός, το χρώμα ή το μέγεθος (Χατζηνικήτα, & Χρηστίδου, 2001β). Επίσης, εστιάζουν την προσοχή τους στις μεταβολές και όχι στις σταθερές καταστάσεις (Driver, Guesne, & Tiberghien, 1993; Χατζηνικήτα, & Χρηστίδου, 2001β). Για παράδειγμα, οι μαθητές θεωρούν ότι η θερμοκρασία σε δύο διαφορετικού μεγέθους παγάκια, τα οποία βρίσκονται σε θερμική ισορροπία με το περιβάλλον, εξαρτάται από το μέγεθος τους (Σκουμιός, & Χατζηνικήτα, 2005). (γ) Εξάρτηση των αντιλήψεων από το πλαίσιο Από έρευνες προκύπτει, ότι οι μαθητές ενεργοποιούν διαφορετικές αντιλήψεις, για να ερμηνεύσουν καταστάσεις, που η επιστημονική γνώση τις θεωρεί ισοδύναμες. Οι μαθητές για πανομοιότυπες καταστάσεις σύμφωνα με την επιστημονική άποψηδιαμορφώνουν διαφορετικά ή και αντιφατικά μεταξύ τους νοήματα (Driver, Guesne, & Tiberghien, 1993; Tiberghien, 1984). Έτσι, υπάρχει μια αλληλεπίδραση ανάμεσα 17

στις αντιλήψεις των μαθητών και στο πλαίσιο χρήσης τους (Alurralde, & Salinas, 2006). Έχει εντοπιστεί μια σειρά από παραμέτρους του πλαισίου, οι οποίες διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο σε αυτήν την αλληλεπίδραση και παρουσιάζονται παρακάτω (Χατζηνικήτα & Χρηστίδου, 2001β). (γ1) Καταστάσεις - προβλήματα που διαφοροποιούνται μόνο σε επίπεδο αντιληπτικών δεδομένων Οι μαθητές αντιμετωπίζουν με διαφορετικό τρόπο και σχηματίζουν διαφορετικές αντιλήψεις για φαινόμενα, τα οποία ερμηνεύονται με τον ίδιο ακριβώς τρόπο από την επιστημονική κοινότητα (Tiberghien, 1984). Το γεγονός αυτό οφείλεται στο ότι οι μαθητές βασίζονται μόνο στα αντιληπτικά δεδομένα των φαινομένων αυτών. (Χατζηνικήτα & Χρηστίδου, 2001β). Για παράδειγμα, όσον αφορά στις χημικές αντιδράσεις οι μαθητές αναγνωρίζουν ως χημικές αντιδράσεις κυρίως αυτές στις οποίες τα αντιδρώντα και τα προϊόντα των αντιδράσεων είναι ορατά (Χατζηνικήτα, & Χρηστίδου, 2001β). (γ2) Τύπος κατάστασης-προβλήματος: σχολική ή μη σχολική κατάστασηπρόβλημα Ακόμη, όταν ένα πρόβλημα έχει χαρακτηριστικά σχολικού προβλήματος, τότε οι μαθητές ενεργοποιούν τις επιστημονικές τους γνώσεις, τις οποίες έχουν αποκτήσει στη σχολική τάξη, για να το επεξεργαστούν. Αντίθετα, όταν ένα πρόβλημα δεν έχει τα χαρακτηριστικά ενός σχολικού, οι μαθητές το αντιμετωπίζουν πολύ διαφορετικά χρησιμοποιώντας τις αντιλήψεις που είχαν πριν την επιστημονική γνώση, τις οποίες όπως φαίνεται, δεν έχουν ακόμη αποβάλλει. (Driver, Squires, Rushworth, & Wood- Robinson, 1998) Από την παρατήρηση αυτή συμπεραίνεται ότι οι μαθητές συνειδητά ή ασυνείδητα αντιμετωπίζουν τα προβλήματα των Φυσικών Επιστημών διαφορετικά ανάλογα με την διατύπωση και τον τύπο τους.(χατζηνικήτα, & Χρηστίδου, 2001β). (γ3) Βαθμός εξοικείωσης με την εξεταζόμενη κατάσταση-πρόβλημα Επίσης, σημαντικό ρόλο στην αντιμετώπιση των προβλημάτων Φυσικής διαδραματίζει και ο βαθμός εξοικείωσης των μαθητών με την εξεταζόμενη κατάσταση πρόβλημα. Έρευνες δείχνουν ότι ο βαθμός εξοικείωσης των μαθητών ενεργοποιεί διαφορετικές αντιλήψεις στον τρόπο που σκέφτονται οι μαθητές, να λύσουν ένα πρόβλημα. Δηλαδή, όσο λιγότερο είναι εξοικειωμένοι οι μαθητές με το 18

φαινόμενο που αντιμετωπίζουν καταφεύγουν σε αναλογικούς συλλογισμούς ή επικεντρώνουν την προσοχή τους σε εξέχοντα χαρακτηριστικά του φαινομένου (Χατζηνικήτα, & Κουλαϊδής, 2000; Χατζηνικήτα & Χρηστίδου, 2001β). (δ) Έννοιες που δεν διαχωρίζονται Ένα άλλο μεγάλο πρόβλημα των μαθητών είναι η σύγχυση των επιστημονικών εννοιών. Οι μαθητές έχουν την τάση να χρησιμοποιούν έννοιες αδιάκριτα οι οποίες έχουν διαφορετική σημασία στην επιστημονική γλώσσα (Χατζηνικήτα & Χρηστίδου, 2001β). Τα αίτια του φαινομένου αυτού οφείλονται στην αδυναμία έκφρασης και στο φτωχό λεξιλόγιο των μαθητών αλλά και στο γεγονός ότι οι αντιλήψεις τους διακατέχονται από συγκεχυμένες έννοιες που διαφοροποιούνται από τη σχολική και την επιστημονική γνώση (Driver, Guesne, & Tiberghien, 1993; Χατζηνικήτα & Χρηστίδου, 2001β). Για παράδειγμα, οι μαθητές συγχέουν την έννοια της θερμοκρασίας με την έννοια της θερμότητας (Σκουμιός, & Χατζηνικήτα, 2000). (ε) Γραμμικός αιτιατός συλλογισμός Επιστημονικές έρευνες μας έχουν δείξει ακόμη, ότι οι μαθητές δεν βλέπουν ολικά ένα πρόβλημα προς εξέταση αλλά το περιγράφουν και το ερμηνεύουν συνήθως με τη βοήθεια γραμμικών, χρονικών, τοπικών ή αιτιατών συλλογισμών, όπου κάθε τμήμα αναφέρεται σε ένα απλό φαινόμενο (Driver, Guesne, & Tiberghien, 1993, Χατζηνικήτα & Χρηστίδου, 2001β). Για παράδειγμα όταν σκέφτονται τη θέρμανση ενός δοχείου πραγματοποιείται ο συλλογισμός, πως η πηγή παρέχει θερμότητα σε έναν υποδοχέα, ενώ σύμφωνα με την επιστημονική γνώση τα συστήματα αλληλεπιδρούν και το ένα χάνει ενέργεια ενώ το άλλο την κερδίζει (Driver, Guesne, & Tiberghien, 1993). (στ) Οι αντιλήψεις είναι ανθεκτικές στην αλλαγή Τέλος, επισημαίνεται από ερευνητικά πορίσματα, ότι οι αντιλήψεις των μαθητών πριν έρθουν σε επαφή με την σχολική γνώση αλλά και κατά τη διάρκεια της σχολικής φοίτησης διακατέχονται από σταθερότητα και ανθεκτικότητα (Driver, Guesne, & Tiberghien, 1993; Σκουμιός, & Ψυχάρης, 2008; Χατζηνικήτα, & Χρηστίδου, 2001β). Έτσι, η αλλαγή από την καθημερινή στην επιστημονική γνώση όποτε συμβαίνει είναι αργή και μακρόχρονη διαδικασία (Driver, Guesne, & Tiberghien, 1993; Χατζηνικήτα & Χρηστίδου, 2001β). Η ανθεκτικότητα των αντιλήψεων των μαθητών μπορεί να 19

αποδοθεί και στην ύπαρξη εννοιολογικών εμποδίων που αποτελούν το «σκληρό πυρήνα» των αντιλήψεων των μαθητών (Σκουμιός & Χατζηνικήτα, 2006). 2.3. Το ηλιακό σύστημα Στην ενότητα αυτή αποσαφηνίζονται συνοπτικά ζητήματα που αφορούν στο ηλιακό σύστημα, τα οποία θα μας απασχολήσουν κατά την διάρκεια της έρευνας. Πιο συγκεκριμένα, η ενότητα αυτή περιλαμβάνει τρεις υποενότητες. Στην πρώτη υποενότητα παρουσιάζονται στοιχεία που αφορούν στην περιγραφή του ηλιακού συστήματος (βλ. υποενότητα 2.3.1). Στη δεύτερη υποενότητα γίνεται λόγος για τα γενικά χαρακτηριστικά των μεγάλων πλανητών (βλ. υποενότητα 2.3.2) και στην τρίτη δίνονται πληροφορίες για την κίνηση των πλανητών γύρω από τον Ήλιο (βλ. υποενότητα 2.3.3). 2.3.1 Περιγραφή του ηλιακού συστήματος Το ηλιακό µας σύστημα αποτελείται από ένα μεγάλο αριθμό ουράνιων σωμάτων που κάτω από τη βαρυτική επίδραση του Ήλιου κινούνται γύρω του. Ο Ήλιος συγκεντρώνει το 99,8% της µάζας του όλου συστήματος, ενώ αντίθετα η κινητική του ροπή είναι µόλις το 0,02 της κινητικής ροπής των ουρανίων σωµάτων (κυρίως των πλανητών) που περιφέρονται γύρω απ αυτόν (Warren, 1988). Τα άλλα ουράνια σώµατα που, εκτός από τον Ήλιο, αποτελούν το ηλιακό µας σύστηµα είναι (Warren, Collins, & Skobelin, 1992): Οι οκτώ µεγάλοι πλανήτες και οι δορυφόροι τους Οι νάνοι πλανήτες και οι δορυφόροι τους Οι χιλιάδες µικροί πλανήτες ή αστεροειδείς Τα σώµατα της ζώνης του Kuiper Άγνωστος αριθµός από κοµήτες Τα απειράριθμα µετέωρα και Η µεσοπλανητική ύλη Οι οκτώ µεγάλοι πλανήτες του ηλιακού µας συστήµατος είναι κατά σειρά απόστασης από τον Ήλιο οι εξής: Ερµής, Αφροδίτη, Γη, Άρης, ίας, Κρόνος, Ουρανός & Ποσειδώνας. 20

2.3.2. Γενικά χαρακτηριστικά των μεγάλων πλανητών Οι µεγάλοι πλανήτες του ηλιακού µας συστήµατος είναι σχεδόν σφαιρικά ουράνια σώµατα µε διαµέτρους µεταξύ 103-105 Κm. Περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο σε σχεδόν κυκλικές τροχιές µε εξαίρεση τον Ερµή και τον Πλούτωνα, οι οποίοι έχουν εκκεντρότητες e=0,206 και e=0,247 αντίστοιχα. Τα επίπεδα των τροχιών τους σχηµατίζουν πολύ µικρές γωνίες ως προς το επίπεδο της Εκλειπτικής µε εξαίρεση και πάλι τον Ερµή και τον Πλούτωνα για τους οποίους i=7º και i=17º, αντίστοιχα (Warren, Collins & Skobelin, 1992). Περιστρέφονται γύρω από τους άξονές τους µε την ίδια φορά µε την οποία περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο µε εξαίρεση την Αφροδίτη. Η ιεθνής Αστρονοµική Ένωση (I.A.U., International Astronomical Union) κατά τη διάρκεια της 26ης Γενικής Συνέλευσης στην Πράγα, (14-26 Αυγούστου 2006), επαναπροσδιόρισε τις προϋποθέσεις που πρέπει να πληροί ένα ουράνιο σώµα για να είναι πλανήτης και εισηγήθηκε τη δηµιουργία µιας νέας κατηγορίας, αυτής των νάνων πλανητών, στην οποία και τον κατέταξε (Χαλκιά, 2006). Σύµφωνα µε το νέο ορισµό, για να χαρακτηρισθεί κάποιο ουράνιο σώµα ως µεγάλος πλανήτης του ηλιακού µας συστήµατος θα πρέπει όχι µόνο να περιφέρεται γύρω από αυτόν και να έχει αρκετή µάζα ώστε να έχει γίνει σφαιρικό, αλλά θα πρέπει επιπλέον η µάζα του να είναι τέτοια ώστε να έχει «ξεκαθαρίσει» και την τροχιά του (Χαλκιά, 2006). ηλαδή, η τροχιά του να µην «τέµνει» αυτήν άλλων µεγάλων πλανητών. Τα σώµατα τα οποία δεν πληρούν την τελευταία ιδιότητα κατατάχθηκαν σε µια νέα ιδιαίτερη κατηγορία αυτή των νάνων πλανητών. Για τον Πλούτωνα, ήταν ήδη γνωστό ότι η τροχιά του έτεµνε αυτήν του Ποσειδώνα, χωρίς να υπάρχει κίνδυνος σύγκρουσης, δεδοµένου ότι οι τροχιές δεν είναι συνεπίπεδες. Επιπλέον, τα βασικά του χαρακτηριστικά που είναι περισσότερο γήινα και δεν µοιάζουν µε αυτά των µεγάλων εξωτερικών πλανητών του ηλιακού µας συστήµατος αποτελούσαν γρίφο για τους αστρονόµους. Έτσι ο Πλούτωνας µε βάση το νέο ορισµό έγινε το πρώτο µέλος της νέας κατηγορίας, αυτής των νάνων πλανητών. 21

2.3.3. Κινήσεις των Πλανητών γύρω από τον Ήλιο Σήμερα γνωρίζουμε ότι οι πλανήτες περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο από τα δυτικά προς τα ανατολικά (ηλιοκεντρικό σύστηµα) (Warren, Collins & Skobelin, 1992). Στην αρχαιότητα όµως δέχονταν ότι οι 5 από τους τότε γνωστούς µεγάλους πλανήτες Ερµής, Αφροδίτη, Άρης, ίας, Κρόνος και επί πλέον ο Ήλιος και η Σελήνη, που θεωρούνταν κι αυτοί πλανήτες, περιφέρονται σε κυκλικές τροχιές γύρω από την ακίνητη Γη (Warren, 1988). Το σύστηµα αυτό είναι γνωστό ως γεωκεντρικό. Επειδή το γεωκεντρικό σύστηµα υποστηρίχτηκε από τους µεγάλους Μαθηµατικούς και Φιλόσοφους της αρχαιότητας (Πλάτωνα, Αριστοτέλη, Κλαύδιο Πτολεµαίο, κ.α.) επικράτησε και επέζησε µέχρι τον 16ο αιώνα παρόλο που µερικοί άλλοι όπως ο Αρίσταρχος ο Σάµιος υποστήριζαν το ηλιοκεντρικό σύστηµα. Ο Ιταλός µαθηµατικός Γαλιλαίος και ο Πολωνός αστρονόµος Κοπέρνικος έπαιξαν αποφασιστικό ρόλο στην καθιέρωση του ηλιοκεντρικού συστήµατος (Warren, 1988). Για τον λόγο αυτό λέγεται και «Κοπερνίκειο» και όχι «Αριστάρχειο». Η από τα δυτικά προς τα ανατολικά κίνηση των πλανητών γύρω από τον Ήλιο είναι πραγµατική. Η κίνηση αυτή σε συνδυασµό µε την κίνηση της Γης απ όπου τους παρατηρούµε έχει ως αποτέλεσµα τη φαινόµενη κίνησή τους πάνω στην ουράνια σφαίρα (Warren, Collins & Skobelin, 1992). 2.4 Ανακεφαλαίωση Οι μαθητές έχουν αντιλήψεις για τις έννοιες και τα φαινόμενα των Φυσικών Επιστημών οι οποίες συνήθως διαφέρουν από την επιστημονική γνώση. Εμπειρικές μελέτες έδειξαν πως υπάρχουν και κοινά γενικά χαρακτηριστικά στις αντιλήψεις των μαθητών. 22

3o ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ 23

3.1. Εισαγωγή Το κεφάλαιο αυτό στοχεύει στη βιβλιογραφική ανασκόπηση των ερευνών που αφορούν στις αντιλήψεις των μαθητών για το ηλιακό σύστημα. 3.2. Βιβλιογραφική ανασκόπηση των ερευνών σχετικά με τις αντιλήψεις των μαθητών για το ηλιακό σύστημα Η ενότητα αυτή στοχεύει στη βιβλιογραφική ανασκόπηση των ερευνών που αφορούν στις αντιλήψεις των μαθητών, φοιτητών και εκπαιδευτικών για την εννοιολογική περιοχή του ηλιακού συστήματος. Η ανασκόπηση αυτή καλύπτει έρευνες, οι οποίες έχουν δημοσιευτεί σε διεθνή και εθνικά επιστημονικά περιοδικά και σε πρακτικά επιστημονικών συνεδρίων την τελευταία τριακονταετία. Στις έρευνες που έχουν πραγματοποιηθεί διερευνήθηκαν οι αντιλήψεις των μαθητών, φοιτητών και εκπαιδευτικών για την έννοια του ηλιακού συστήματος και τη δομή του. Μία από τις πρώτες έρευνες για τις αντιλήψεις των παιδιών για το ηλιακό σύστημα ήταν του Sharp (1995). Στην έρευνα αυτή πήραν μέρος είκοσι αγόρια και κορίτσια 6 με 7 ετών προκειμένου να μελετηθεί το σχήμα της γης, του ήλιου, της σελήνης, των αστεριών, τι προκαλεί την ημέρα και τη νύχτα, τις όψεις της σελήνης και γενικότερα το ηλιακό σύστημα και το σύμπαν. Οι αντιλήψεις των παιδιών αναλύθηκαν βάση των κατηγοριών που είχε προτείνει η Vosniadou (1991). Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι οι πλανήτες ήταν τα πρώτα στοιχεία, τα οποία τα παιδιά αναγνώρισαν σαν μέρη του διαστήματος και συγκεκριμένα ο πλανήτης Δίας ήταν αυτός που ανέφεραν πιο συχνά. Γενικά, τα παιδιά θυμούνταν τρεις με τέσσερις πλανήτες, ενώ τέσσερις στους είκοσι μαθητές είπαν ότι δεν ήξεραν περισσότερα ουράνια σώματα στο διάστημα εκτός από τον ήλιο, το φεγγάρι και τα αστέρια. Αν και στις συνεντεύξεις τα παιδιά δεν έδωσαν περισσότερες πληροφορίες για τα στοιχεία που νόμιζαν ότι βρίσκονταν πέραν του ηλιακού συστήματος, πρόσθεταν στοιχεία στις ζωγραφιές τους, τα οποία οι υπεύθυνοι ερμήνευαν σαν αντιπροσωπευτικά ευρύτερης γνώσης του ηλιακού συστήματος. Αυτές οι ζωγραφιές ή αλλιώς αυτά τα διαισθητικά μοντέλα όπως οι υπεύθυνοι τα ονόμαζαν, περιελάμβαναν αστέρια, πλανήτες, αστροναύτες κ.τ.λ 24

Οι Finegold και Pundack (1990) χρησιμοποίησαν ένα ερωτηματολόγιο 15 ερωτήσεων πολλαπλής επιλογής, για να ερευνήσουν τις αντιλήψεις των μαθητών στην Αυστραλία, για τους πλανήτες του ηλιακού συστήματος. Διαπιστώθηκαν τέσσερις κατηγορίες αντιλήψεων: α) προ-επιστημονική άποψη, η οποία αναφέρεται σε μια επίπεδη Γη, που βρίσκεται σε ένα ακίνητο σύμπαν, β) ένα γεωκεντρικό μοντέλο στο οποίο παρατηρούνται κάποιες αλλαγές, γ) ένα ηλιοκεντρικό μοντέλο, όπου οι αλλαγές συμβαίνουν έξω από αυτό, δ) ένα ηλιοκεντρικό μοντέλο, που βρίσκεται σε ένα ευρύτερο σύμπαν. Σε μια έρευνα ο Sharp (1996) πήρε συνέντευξη από παιδιά 10 με 11 ετών και αποφάσισε ότι αυτοί οι μαθητές ήταν ικανοί να εκθέσουν τα στοιχεία από τα οποία αποτελείται το ηλιακό σύστημα. Τέτοια στοιχεία ήταν οι πλανήτες (πιο συχνά ο Άρης, ο Κρόνος και ο Δίας), οι μετεωρίτες, οι κομήτες, οι μαύρες τρύπες και οι γαλαξίες. Ωστόσο οι μαθητές δεν μπορούσαν εξ' ολοκλήρου να εξηγήσουν την κίνηση των ουράνιων σωμάτων και δεν παρουσίαζαν συγκεκριμένες ιδέες για τις αιτίες των κινήσεων αυτών. Ο Sharp (1996), όμως βρήκε ότι η πλειοψηφία των παιδιών ήξερε πως η γη, η σελήνη και ο ήλιος είναι σφαιρικά σώματα και είχαν τη δυνατότητα να τα εντοπίσουν στη σωστή σειρά και στο σωστό μέγεθος. Ωστόσο, οι μαθητές είχαν αόριστες και ασαφείς αντιλήψεις για τα αστέρια. Γενικά, τα αποτελέσματα του Sharp υποδεικνύουν ότι πάνω από το 50% των παιδιών που πάνε στο σχολείο φαίνεται ότι έχει ακόμη αντιλήψεις για το ηλιακό σύστημα που βρίσκονται προς την κατεύθυνση της επιστημονικής γνώσης. Ο μεγαλύτερος αριθμός των παιδιών έχει μια σειρά από συνθετικά μοντέλα στο μυαλό του (Vosniadou, 1994a & 1994b). Επίσης, σε μια μελέτη που έγινε στο Μεξικό (Candela 1991), οι ιδέες των παιδιών αναλύθηκαν μέσα από συζήτηση που πραγματοποιήθηκε στη σχολική τάξη. Η μελέτη αυτή έγινε σε παιδιά της Ε' δημοτικού δηλαδή 10 με 11 ετών. Το ηλιακό σύστημα είχε ήδη διδαχθεί στα παιδιά και ακολουθήθηκε ένας μήνας παρατήρησης τους στην τάξη, έτσι ώστε μέσα από την αλληλεπίδραση δασκάλου μαθητή, να διερευνηθούν οι αντιλήψεις των μαθητών για το ηλιακό σύστημα. Στο πλαίσιο αυτό η Candela (1991) παρατήρησε, ότι οι αντιλήψεις των παιδιών βασίζονταν περισσότερο στις ατομικές προσωπικές τους διαδικασίες σκέψεων παρά στη δυναμική και τις απαιτήσεις των δασκάλων (Candela 2001). Στη δουλειά της παρουσίασε ποικίλα μέρη 25

από την ομιλία με τα παιδιά, στα οποία μπορεί κάποιος να παρατηρήσει, ότι όταν τα παιδιά έθεταν ερωτήσεις, αυτές είτε ακολουθούσαν τη δυναμική που προέταζε ο/η δάσκαλος/α, είτε ήταν ερωτήσεις, οι οποίες δημιουργούσαν ρήγματα στη λογική της τάξης, διότι είχαν σχέση με προσωπικές ατομικές τους έννοιες. Για παράδειγμα οι μαθητές έκαναν ερωτήσεις, όπως: 'γιατί δεν πέφτουμε' και 'τι είναι αυτό που κρατάει τη γη;' Οι ερευνητές McKinnon, Geissinger, & Danaia (2001); Dunlop (2000); Samarapungavan, Vosniadou, & Brewer (1996); Treagust & Smith (1989); Jones, Lynch, & Reesink (1987); Sharp & Kuerbis (2003), μελέτησαν τις αντιλήψεις των παιδιών, ηλικίας 9-12 χρονών, για το ηλιακό σύστημα και συγκεκριμένα τις αντιλήψεις τους για το σχήμα, το μέγεθος και την κίνηση της γης, της σελήνης και του ήλιου. Η διερεύνηση των αντιλήψεων έγινε με τη χρήση γραπτών ερωτηματολογίων. Από την ανάλυση των δεδομένων προέκυψε ότι τα παιδιά χρησιμοποιούν διάφορα μοντέλα σχετικά με την κίνηση των πλανητών. Πιο συγκεκριμένα, χρησιμοποιούν: (α) το γεωκεντρικό «μαγικό» μοντέλο : στο μοντέλο αυτό η γη είναι ακίνητη στο κέντρο του κόσμου, ενώ ο ήλιος και η σελήνη βρίσκονται εκατέρωθεν της και κινούνται ευθύγραμμα άλλοτε ξεμακραίνοντας και άλλοτε πλησιάζοντας σε αυτή. Το μοντέλο αυτό δεν εξηγεί το φαινόμενο της ημέρας και της νύχτας (Χαλκιά, 2006). (β) το περιστρεφόμενο γεωκεντρικό μοντέλο: στο μοντέλο αυτό η γη περιστρέφεται γύρω από το νοητό της άξονα στο κέντρο του κόσμου, ενώ ο ήλιος και η σελήνη είναι ακίνητοι σε σταθερές θέσεις εκατέρωθεν αυτής. Εδώ εξηγείται η μέρα και η νύχτα αλλά όχι το φαινόμενο της αλλαγής των εποχών (Χαλκιά, 2006). (γ) το γεωκεντρικό μοντέλο με περιστρεφόμενο τον ήλιο ή και το φεγγάρι σε κυκλική τροχιά: σε αυτό το μοντέλο, η γη θεωρείται ακίνητη στο κέντρο του κόσμου και ο ήλιος καθώς και η σελήνη περιστρέφονται γύρω από αυτή. Επίσης, εδώ εξηγείται η μέρα και η νύχτα αλλά όχι το φαινόμενο της αλλαγής των εποχών (Χαλκιά, 2006). (δ) το ηλιοκεντρικό μοντέλο με περιστρεφόμενη τη γη ή και το φεγγάρι: σε αυτό το ηλιοκεντρικό μοντέλο, ο ήλιος θεωρείται ακίνητος στο κέντρο του κόσμου και η γη όπως και η σελήνη διαγράφουν τροχιά γύρω από τον ήλιο. Ακόμη, με το μοντέλο αυτό εξηγείται η μέρα και η νύχτα (Χαλκιά, 2006). 26

(ε) το ηλιοκεντρικό μοντέλο με περιστρεφόμενη τη γη και τη σελήνη να περιστρέφεται γύρω από αυτή: στο μοντέλο αυτό η γη διαγράφει τροχιά γύρω από τον ήλιο και η σελήνη γύρω από τη γη (οι μαθητές όμως δεν αναγνωρίζουν την περιστροφή της γης γύρω από τον άξονα της)(χαλκιά, 2006). Σε μια άλλη μελέτη, οι Sharp & Kuerbis (2005) στην Αγγλία μελέτησαν το εννοιολογικό πλαίσιο των νοητικών μοντέλων στην αστρονομία (Vosniadou, 1991, 1994a). Οι συμμετέχοντες της μελέτης ήταν 31 παιδιά 9-11 ετών. Ένα μέρος της μελέτης αυτής ήταν ένα τεστ πνευματικής ωριμότητας και ένα τεστ επιστημονικής περιέργειας, τα οποία καλούνταν τα παιδιά να συμπληρώσουν. Το ερωτηματολόγιο περιελάμβανε ένα σχέδιο, όπου έπρεπε τα παιδιά να ζωγραφίσουν το ηλιακό σύστημα σύμφωνα με τις αντιλήψεις τους και μια δραστηριότητα με ένα διάγραμμα, στο οποίο καλούνταν να ταυτοποιήσουν κάποια ουράνια σώματα. Επιπρόσθετα, μελετούνταν οι αντιλήψεις των παιδιών για το ηλιακό σύστημα μέσω της συζήτησης και πώς αυτές αλλάζουν μετά από μια σειρά μαθημάτων (διδακτικών παρεμβάσεων) διάρκειας 10 εβδομάδων. Εντοπίστηκαν από τα σχέδια των μαθητών τα παρακάτω μοντέλα: (α) Ηλιοκεντρικό : όπου δεν περιλαμβάνει όλους τους πλανήτες και κάποιοι από αυτούς δεν έχουν τοποθετηθεί σωστά (Χαλκιά, 2006). (β) Σπειροειδές: το ηλιακό σύστημα περιλαμβάνει τον ήλιο και εννιά πλανήτες, οι οποίοι τοποθετούνται στις σωστές θέσεις, αλλά ακολουθούν μια σπειροειδή διαδρομή κατά την περιφορά τους γύρω από τον ήλιο (Χαλκιά, 2006). (γ) Γεωκεντρικό: περιλαμβάνει τον ήλιο, τη σελήνη και έως εννιά πλανήτες, οι οποίοι τοποθετούνται σε μια σειρά και περιστρέφονται γύρω από τη γη (Χαλκιά, 2006). δ) Τυχαίο: το ηλιακό σύστημα περιλαμβάνει τον ήλιο και μέχρι εννιά πλανήτες. Τα σώματα τοποθετούνται σε εντελώς τυχαίες θέσεις και είτε είναι ακίνητα ή κινούνται λανθασμένα (Χαλκιά, 2006). ε) Σύστημα γη σελήνη ήλιος : το ηλιακό σύστημα περιλαμβάνει μόνο τα τρία αυτά σώματα, τα οποία μένουν ακίνητα (Χαλκιά, 2006). 27

στ) Στατικός Ήλιος με τη Γη να περιφέρεται γύρω από αυτόν και τη Σελήνη να είναι στατική. ζ) Στατικός Ήλιος με τη Γη και τη Σελήνη να ακολουθούν διαφορετικές τροχιές. η) Στατικός Ήλιος με τη Γη να περιφέρεται γύρω από αυτόν και τη Σελήνη να περιφέρεται γύρω από αυτήν, με τυχαία κατανομή πλανητών. Τα αποτελέσματα έδειξαν ακόμη ότι μετά την παρέμβαση, τα παιδιά παρήγαγαν τα ηλιοκεντρικά μοντέλα πιο συχνά και ενσωμάτωναν περισσότερα στοιχεία στο ηλιακό σύστημα από ότι πριν δεχθούν την παρέμβαση. Για τους υπευθύνους, οι αλλαγές στις απαντήσεις των μαθητών μετά τη παρέμβαση αντιπροσώπευε μια ριζική αλλά αδύναμη εννοιολογική αλλαγή (Vosniadou, & Brewer, 1987).Οι απαντήσεις αντιπροσώπευαν αδύναμο μετασχηματισμό, γιατί οι μαθητές ήξεραν τα ονόματα των πλανητών ή μπορούσαν να αναφέρουν τα χαρακτηριστικά τους και ριζικό μετασχηματισμό, γιατί οι μαθητές ήταν ικανοί να αναγνωρίσουν ότι το ηλιακό σύστημα είναι ηλιοκεντρικό και όχι γεωκεντρικό. Παράλληλα, σε τμήμα της συγκριτικής έρευνας που πραγματοποίησε η Shu-Chiu Liu (2005) με 64 μαθητές (Γ έως ΣΤ τάξης δημοτικού σχολείου) από την Ταϊβάν και τη Γερμανία (δύο χώρες με διαφορετικό πολιτισμικό υπόβαθρο που αντανακλούν το κινέζικο και το ευρωπαϊκό εκπαιδευτικό σύστημα αντίστοιχα), έγινε προσπάθεια να αποτυπωθούν οι αντιλήψεις τους για το διάστημα, τα ουράνια σώματα και κάποια οικεία αστρονομικά φαινόμενα με τη βοήθεια ημι-δομημένων συνεντεύξεων. Όσον αφορά τις διαφορές μεταξύ των μαθητών διαπιστώθηκε από τα αποτελέσματα της έρευνας, ότι οι Γερμανοί μαθητές δείχνουν περισσότερο την πρόθεση ή τουλάχιστον έχουν μεγαλύτερη επίγνωση για την ανάγκη εξήγησης των διάφορων αστρονομικών φαινομένων και παρουσιάζουν πιο ακριβή μοντέλα με μεγαλύτερη ερμηνευτική δυνατότητα από τους μαθητές της Ταϊβάν, οι οποίοι φάνηκαν να έχουν μεγαλύτερη φαντασία και παρουσίασαν μεγαλύτερη εννοιολογική ευελιξία. 28

Στην εργασία της Σιμιτζόγλου και Χαλκιά (2007), στην οποία πραγματοποιήθηκε έρευνα τον Απρίλιο και το Μάιο του 2006, συμμετείχαν 48 μαθητές της Ε τάξης (10-11 χρονών) και 62 μαθητές της Στ τάξης (11-12 χρονών) δύο Δημοτικών σχολείων της Αθήνας. Οι μαθητές των τάξεων αυτών προέρχονταν από ποικίλα κοινωνικά στρώματα και τα τμήματα είχαν χαρακτήρα διαπολιτισμικό. Σε αυτή την έρευνα ένα τμήμα της Ε τάξης και δύο τμήματα της Στ τάξης, ορίστηκαν ως οι πειραματικές ομάδες και τα υπόλοιπα (1 τμήμα Ε τάξης και 1 τμήμα Στ τάξης) ως οι ομάδες ελέγχου. Οι μαθητές, πριν τη διδασκαλία της ενότητας «ηλιακό σύστημα» και μετά την πραγματοποίησή της, απάντησαν σε ερωτηματολόγιο και ορισμένοι από αυτούς - δέκα μαθητές από κάθε πειραματική ομάδα - που επιλέχθηκαν με κλήρωση, συμμετείχαν σε συνεντεύξεις. Το επίκεντρο αυτής της έρευνας εστιάζει στο πώς τα παιδιά ηλικίας 10-12 χρονών, αντιλαμβάνονται τη δομή του ηλιακού συστήματος. Όσον αφορά τις έρευνες στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση, ο Sadler (1987), πραγματοποιώντας μια έρευνα με μαθητές της τρίτης τάξης του γυμνασίου, για την αλλαγή των εποχών και των φάσεων της σελήνης, διαπίστωσε ότι τα παιδιά είχαν δυσκολία να αντιληφθούν τα σχετικά μεγέθη της γης, του ήλιου και της σελήνης αλλά και τις μεταξύ τους αποστάσεις. Παρατήρησε, ότι οι μαθητές δεν έχουν αναπαραστάσεις που να αποδίδουν το σχετικό μέγεθος και τις σχετικές αποστάσεις μεταξύ γης, σελήνης και ήλιου. Ο Sadler (1987) υποστηρίζει, ότι αυτή η δυσκολία που αντιμετωπίζουν οι μαθητές μπορεί να οφείλεται στα τεχνητά μοντέλα που χρησιμοποιούνται στην αίθουσα διδασκαλίας ή και στα διαγράμματα των βιβλίων, όπου δεν χρησιμοποιούν την πραγματική κλίμακα για το μέγεθος και την απόσταση. Έρευνες που έχουν γίνει στον χώρο της αστρονομίας, όχι με μαθητές αλλά με φοιτητές και ενήλικες, όπως των Hollingworth, & Mcloughlin, (2001); Bisard et al., (1994); Ojala, (1992); Targan, (1987); Lightman et al., (1987) δείχνουν τις ιδιαιτερότητες και τις δυσκολίες στην κατανόηση των εννοιών της γνωστικής αυτής περιοχής. Παρατηρήθηκε ότι 55% των ενηλίκων πίστευε, ότι ο Ήλιος είναι ένα αστέρι ενώ ένα ποσοστό 25% θεωρούσαν, πως ο Ήλιος είναι πλανήτης. Διαπιστώθηκε, ότι ακόμα και υποψήφιοι δάσκαλοι που συμμετείχαν στις έρευνες, είχαν σχεδόν την ίδια βαθμολογία με του μαθητές της β/θμιας εκπαίδευσης στα τεστ που συμπλήρωσαν. Αυτό οδηγεί στο συμπέρασμα ότι οι γνώσεις των μαθητών 29

σχετικά με την αστρονομία, δεν αναπτύσσονται σημαντικά μετά τη β/θμια εκπαίδευση. 3.3. Συζήτηση πρωτοτυπία της εργασίας Από τη μελέτη της συναφούς υπάρχουσας βιβλιογραφίας σε σχέση με τις αντιλήψεις των μαθητών για το ηλιακό σύστημα προκύπτει, ότι έχουν διερευνηθεί οι αντιλήψεις των μαθητών, εκπαιδευτικών και φοιτητών για την έννοια του ηλιακού συστήματος και συγκεκριμένα για το σχήμα, το μέγεθος και την κίνηση της γης, της σελήνης, του ήλιου και των υπόλοιπων σωμάτων που περιλαμβάνει το ηλιακό σύστημα. Επιπρόσθετα, έχουν διερευνηθεί και οι αντιλήψεις για την αλλαγή των εποχών και των φάσεων της Σελήνης, καθώς και για τις αποστάσεις των πλανητών μεταξύ τους. Επισημαίνεται, ότι οι έρευνες που έχουν πραγματοποιηθεί για τη μελέτη των αντιλήψεων των μαθητών σχετικά με το ηλιακό σύστημα εστιάζουν κυρίως σε μαθητές της πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης, αφορούν όμως αποκλειστικά μαθητές των δύο μεγαλύτερων τάξεων και είναι πολύ περιορισμένες στον ελλαδικό χώρο (Σιμιτζόγλου & Χαλκιά 2007). Απουσιάζουν έρευνες που να μελετούν τις αντιλήψεις των μαθητών μικρότερων τάξεων του δημοτικού. Επιπρόσθετα, οι εργασίες που έχουν πραγματοποιηθεί εστιάζονται σε μαθητές μιας συγκεκριμένης ηλικίας. Είναι ιδιαίτερα περιορισμένες οι εργασίες που επιδιώκουν, να μελετήσουν την εξέλιξη των αντιλήψεων των μαθητών για το ηλιακό σύστημα, καθώς οι μαθητές ανέρχονται τις βαθμίδες της εκπαιδευτικής κλίμακας. Πιο συγκεκριμένα, απουσιάζουν έρευνες που να μελετούν την εξέλιξη των αντιλήψεων των μαθητών στις διάφορες τάξεις του δημοτικού σχολείου. Οι παραπάνω διαπιστώσεις εγείρουν το θέμα της πραγματοποίησης έρευνας που να διερευνά τις αντιλήψεις των μαθητών τόσο των μικρότερων όσο και των μεγαλύτερων τάξεων του δημοτικού για το ηλιακό σύστημα και να προβαίνει στη σύγκριση των αποτελεσμάτων τους. Η πρωτοτυπία λοιπόν της παρούσας εργασίας έγκειται στο ότι διερευνά: (α) τις αντιλήψεις που εκδηλώνουν οι μαθητές της Γ Δημοτικού για το ηλιακό σύστημα (ζήτημα για το οποίο δεν υπάρχουν ερευνητικά δεδομένα), (β) τις αντιλήψεις που 30

εκδηλώνουν οι μαθητές της ΣΤ Δημοτικού για το ηλιακό σύστημα και (γ) την ύπαρξη διαφοροποιήσεων ανάμεσα στις αντιλήψεις των μαθητών της Γ και ΣΤ δημοτικού για το ηλιακό σύστημα (ζήτημα για το οποίο δεν υπάρχουν ερευνητικά δεδομένα). 3.4 Ανακεφαλαίωση Στο κεφάλαιο αυτό πραγματοποιήθηκε η βιβλιογραφική ανασκόπηση των ερευνών που αφορούν στις αντιλήψεις των μαθητών, φοιτητών και γενικότερα ενηλίκων σχετικά με το ηλιακό σύστημα. Η ανασκόπηση της βιβλιογραφίας ανέδειξε, πως οι έρευνες για τις αντιλήψεις των παιδιών για το ηλιακό σύστημα εντοπίζονται κυρίως στις μεγάλες τάξεις του δημοτικού και είναι πολύ περιορισμένες στον ελλαδικό χώρο. 31

4o ΚΕΦΑΛΑΙΟ: ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ 32

4.1 Εισαγωγή Στο κεφάλαιο αυτό παρουσιάζεται η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε στην εργασία. Ειδικότερα, παρουσιάζεται η διαδικασία διεξαγωγής της έρευνας (βλ. ενότητα 4.2), οι συμμετέχοντες στην έρευνα (βλ. ενότητα 4.3), η διαδικασία συλλογής των δεδομένων (βλ. ενότητα 4.4), καθώς επίσης και η μέθοδος ανάλυσης των δεδομένων (βλ. ενότητα 4.5). 4.2. Διαδικασία διεξαγωγής της έρευνας Η παρούσα έρευνα πραγματοποιήθηκε σε τρεις φάσεις. Στην πρώτη φάση, συγκροτήθηκε γραπτό ερωτηματολόγιο για τη διερεύνηση των αντιλήψεων των μαθητών για το ηλιακό σύστημα. Στη δεύτερη φάση, το ερωτηματολόγιο μοιράστηκε σε μαθητές της Γ και ΣΤ δημοτικού. Στη τρίτη φάση, αφού ολοκληρώθηκε η διαδικασία της συλλογής των δεδομένων, έγινε η ανάλυση των δεδομένων. Πριν την εφαρμογή του ερωτηματολογίου στους μαθητές, ζητήθηκε άδεια από τη τους διευθυντές των δημοτικών σχολείων. Αφού ενημερώθηκαν για τους στόχους και το περιεχόμενο της έρευνας οι αρμόδιοι φορείς, έδωσαν τη συγκατάθεσή τους. Στη συνέχεια, για να επιτραπεί η συμμετοχή των μαθητών στην έρευνα, συναίνεσαν και οι γονείς των μαθητών, αφού πρώτα ενημερώθηκαν για το περιεχόμενο και τους στόχους της παρούσας έρευνας. Παράλληλα, ενημερώθηκαν αναλυτικά και οι εκπαιδευτικοί των τάξεων που θα συμμετείχαν στη διαδικασία. Η διαδικασία της συμπλήρωσης των ερωτηματολογίων έγινε στις σχολικές τάξεις των δημοτικών και διήρκησε περίπου ενάμισι μήνα (Οκτώβριος και Νοέμβριος 2014). Το ερωτηματολόγιο σχεδιάστηκε από την ερευνήτρια σε συνεργασία με τον επιβλέποντα καθηγητή και δόθηκε στους μαθητές κατά τη διάρκεια του μαθήματος υπό την παρουσία των εκπαιδευτικών τους. Για τη συμπλήρωση του ερωτηματολογίου οι μαθητές χρειάστηκαν περίπου μία διδακτική ώρα. ( πιο συγκεκριμένα, οι μαθητές της Στ' τάξης χρειάζονταν περίπου είκοσι λεπτά για τη συμπλήρωση του ενώ, οι μαθητές της Γ' τάξης όλη τη διδακτική ώρα, καθώς είχαν αρκετές απορίες σχετικά με τις ερωτήσεις του ερωτηματολογίου) Οι οδηγίες που δόθηκαν στους συμμετέχοντες αφορούσαν στο στόχο της έρευνας, την αποσαφήνιση ότι το προσδοκώμενο από αυτούς είναι η καταγραφή των 33