Δυσκολίες που συναντούν οι μαθητές της Στ Δημοτικού στην κατανόηση της λειτουργίας του Συγκεντρωτικού Φακού

ΜΟΥΡΑΤΙΔΗΣ ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΣ Δυσκολίες που συναντούν οι μαθητές της Στ Δημοτικού στην κατανόηση της λειτουργίας του Συγκεντρωτικού Φακού Μεταπτυχιακή Εργασία Ειδίκευσης που υποβλήθηκε στο πλαίσιο του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών «Επιστήμες της Αγωγής» του Παιδαγωγικού Τμήματος Δημοτικής Εκπαίδευσης του Δημοκρίτειου Πανεπιστημίου Θράκης Αλεξανδρούπολη, χειμερινό εξάμηνο 2006

2

MOURATIDIS CHARALAMBOS Difficulties of 6th grade students concerning the understanding of the functioning of converging lens Dissertation Submitted for the Master's degree on the Sciences of Education of the Primary Education Department at Democritus University of Thrace Alexandroupolis, 2006 3

4

ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Κος Μίχας Παύλος, Αναπληρωτής Καθηγητής ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ Κος Παπαγεωργίου Γεώργιος, Καθηγητής Κος Μίχας Παύλος, Αναπληρωτής Καθηγητής Κος Σακονίδης Χαράλαμπος, Αναπληρωτής Καθηγητής 5

6

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Πρόλογος.. Περίληψη και λέξεις κλειδιά Abstract and Key Words.. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ. 2. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ... 2.1. Για τις ιδέες των παιδιών γενικότερα 2.2. Οι απόψεις των παιδιών για τα οπτικά φαινόμενα 2.3. Οι απόψεις των παιδιών για το φως... 2.4. Οι απόψεις των παιδιών για την όραση... 2.5. Οι απόψεις των παιδιών για τη σκιά... 2.6. Οι απόψεις των παιδιών για το σχηματισμό ειδώλων... 3. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ 3.1. Ερευνητικό πρόβλημα και ερευνητικά ερωτήματα... 3.2. Μέθοδος έρευνας... 3.3. Το δείγμα... 3.4. Το μέσο (εργαλείο) της έρευνας 3.5. Τα δεδομένα της έρευνας... 4. ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ... 4.1. Ομάδα 1 η - Πειραματική διάταξη 1α. 4.2. Ομάδα 2 η Πειραματική διάταξη 1α 11 15 17 19 23 23 26 27 28 30 32 37 37 40 41 42 47 49 49 54 7

4.3. Ομάδα 1 η - Πειραματική διάταξη 1β 4.4. Ομάδα 2 η - Πειραματική διάταξη 1β 4.5. Ομάδα 1 η - Πειραματική διάταξη 1γ 4.6. Ομάδα 2 η - Πειραματική διάταξη 1γ... 4.7. Ομάδα 1 η - Πειραματική διάταξη 2... 4.8. Ομάδα 2 η - Πειραματική διάταξη 2... 4.9. Ομάδα 1 η - Πειραματική διάταξη 3α... 4.10. Ομάδα 2 η - Πειραματική διάταξη 3α... 4.11. Ομάδα 1 η - Πειραματική διάταξη 3β... 4.12. Ομάδα 2 η - Πειραματική διάταξη 3β... 4.13. Ομάδα 1 η και Ομάδα 2 η - Πειραματική διάταξη 4... 5. ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 5.1. Πρώτο ερευνητικό ερώτημα.. 5.2. Δεύτερο ερευνητικό ερώτημα 5.3. Τρίτο ερευνητικό ερώτημα 5.4. Διδακτική Πρόταση....... 5.4.1. Λόγοι που απαιτούν την εισαγωγή μιας νέας διδακτικής πρότασης 5.4.2. Διατύπωση της διδακτικής πρότασης. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... Α) ΕΛΛΗΝΟΓΛΩΣΣΗ. Β) ΞΕΝΟΓΛΩΣΣΗ... ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1. Ερωτήσεις συνέντευξης... 56 65 68 73 76 81 84 90 92 94 95 97 97 99 100 102 102 104 109 109 111 119 119 8

2. Ομάδα 1 η Απομαγνητοφώνηση 1 η. 3. Ομάδα 2 η Απομαγνητοφώνηση 5 η. 4. Διερευνήσεις 1 η ς ομάδας.. 5. Διερευνήσεις 2 ης ομάδας.. 121 131 137 149 9

10

ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η πτυχιακή αυτή εργασία εκπονήθηκε στα πλαίσια του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών «Επιστήμες της Αγωγής» του Παιδαγωγικού Τμήματος Δημοτικής Εκπαίδευσης του Δημοκρίτειου Πανεπιστημίου Θράκης, που βρίσκεται στην Αλεξανδρούπολη. Στην έρευνά μας ασχοληθήκαμε με την έννοια της Διάθλασης και τις δυσκολίες που έχουν οι μαθητές στην κατανόησή της. Ο προβληματισμός μας ξεκίνησε όταν αναρωτηθήκαμε εάν οι μαθητές αντιλαμβάνονται τη λειτουργία του «ματιού και της όρασης» καθώς και τη λειτουργία των άλλων «οπτικών οργάνων» (μικροσκόπιο, φωτογραφική μηχανή, κ.α.). Η λειτουργία της ανθρώπινης όρασης βασίζεται στην παρουσία ενός συγκεντρωτικού φακού στο μάτι, του «κρυσταλλοειδούς φακού», ο οποίος είναι ένας συγκλίνων φακός και κατά συνέπεια το γεγονός ότι «βλέπουμε» οφείλεται στη διαθλαστική ικανότητα του φακού αυτού. Το ίδιο συμβαίνει και με τη λειτουργία των περισσοτέρων οπτικών οργάνων οι οποίοι βασίζονται στην παρουσία ενός ή και παραπάνω συγκλινόντων φακών. Θεωρήσαμε πως θα ήταν χρήσιμο να κάνουμε λίγα βήματα πίσω στην έρευνά μας και να ασχοληθούμε με το αν η δυσκολία στην κατανόηση των «οπτικών οργάνων» θα μπορούσε να ερμηνευτεί ως δυσκολία στην κατανόηση της έννοιας της Διάθλασης. Σκοπός της έρευνας ήταν να ψάξουμε και να βρούμε αν οι μαθητές, αφενός προβληματίζονται με την έννοια της Διάθλασης, και αφετέρου εάν διατηρούν και μετά τη διδασκαλία της ενότητας για το «Φως» τις ιδέες που είχαν πριν διδαχθούν τη σχετική ενότητα για τη «διάθλαση». Έτσι, αποφασίσαμε με συνεντεύξεις να αναζητήσουμε τις δυσκολίες στην έννοια της «Διάθλασης» που η κατανόησή τους δημιουργεί προβλήματα στους μαθητές. Η προσπάθειά μας πέρασε από κάποια στάδια αναζήτησης και προβληματισμού, κυρίως για τον τρόπο με τον οποίο θα προσεγγίζαμε το πρόβλημα. Θεωρήσαμε πως ο καλύτερος τρόπος για να δούμε και να ακούσουμε 11

τις ιδέες των παιδιών, ήταν η συνέντευξη. Με τον τρόπο αυτό μας δόθηκε η δυνατότητα να κατασκευάσουμε πειραματικές διατάξεις που θα προβλημάτιζαν τους μαθητές και θα τους έβαζαν στη διαδικασία έκφρασης και αποκάλυψης των ιδεών τους για τη Διάθλαση. Παράλληλα, υπήρξε ανάγκη θεωρητικής προσέγγισης της έννοιας που μελετήσαμε και των ιδεών των μαθητών για την έννοια αυτή, η οποία θεωρία αποτέλεσε και τον οδηγό για την πραγμάτωση και ολοκλήρωση αυτής της προσπάθειας. Πέρα, όμως, από κάθε θεωρία και κάθε πειραματισμό, για την πραγματοποίηση και την ολοκλήρωση μιας εργασίας σημαντικότατη είναι η συμβολή κάποιων ανθρώπων που στέκονται πολύτιμοι βοηθοί και συμπαραστάτες, και σε επιστημονικό αλλά, και σε ψυχολογικό επίπεδο, αφού η διαρκής ενίσχυση είναι κι αυτή συστατικό μιας ολοκληρωμένης προσπάθειας. Στο σημείο αυτό, θα πρέπει να εκφράσω την ευγνωμοσύνη μου και τις ευχαριστίες μου στον επιβλέποντα καθηγητή, κ. Μίχα Παύλο, Αναπληρωτή Καθηγητή της Διδακτικής της Φυσικής, στο πρόσωπο του οποίου τρέφω μεγάλη εκτίμηση. Η διαρκής επιστημονική του καθοδήγηση και η εμπιστοσύνη στην προσπάθεια που έγινε ήταν και ο λόγος της ευόδωσης αυτής της μελέτης. Ταυτόχρονα, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον κ. Σακονίδη Χαράλαμπο, Αναπληρωτή Καθηγητή της Διδακτικής των Μαθηματικών, για τις πολύτιμες συμβουλές του κυρίως σε θέματα που αφορούν τη μεθοδολογία αυτής της έρευνας. Θα ήταν παράλειψη εάν δεν εξέφραζα τις ευχαριστίες μου στους Δ/ντες των δύο σχολείων όπου και υπηρέτησα τα δύο τελευταία χρόνια, τον κ. Μελισσόπουλο Σάββα, Δ/ντη του Δημοτικού Σχολείου Γενισέας Ξάνθης και τον κ. Καλυβιώτη Αθανάσιο, Δ/ντη του Δημοτικού Σχολείου Μελισσοκομείου Καβάλας, που μου επέτρεψαν να πραγματοποιήσω τις συνεντεύξεις με τους μαθητές και μου παραχώρησαν πρόθυμα αίθουσες των σχολείων για το σκοπό αυτό. Επίσης, είμαι ευγνώμων στους μαθητές των δύο παραπάνω σχολείων που συμμετείχαν στις συνεντεύξεις και που χάρη σ αυτούς πραγματοποιήθηκε η 12

έρευνα. Ήταν μεγάλη χαρά και ικανοποίηση το γεγονός ότι οι μαθητές αυτοί αγκάλιασαν από την αρχή την προσπάθεια που έγινε και έδωσαν τον καλύτερό τους εαυτό για τη διεξαγωγή και την ολοκλήρωση της έρευνας. Τέλος, ευχαριστώ τη γυναίκα μου και την κόρη μου για τη συμπαράστασή τους και την υπομονή που έδειξαν όλο αυτό το διάστημα της προετοιμασίας, σχεδιασμού και υλοποίησης αυτής της έρευνας. Καβάλα, Φεβρουάριος 2006 Μουρατίδης Χαράλαμπος 13

14

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην εργασία αυτή γίνεται μια προσπάθεια να ερευνηθούν οι ιδέες μαθητών Στ Δημοτικού σχετικές με την έννοια της Διάθλασης. Το εργαλείο που επιλέχθηκε είναι η συνέντευξη με χρήση πειραματικών διατάξεων, στη διάρκεια των οποίων καταγράφηκαν οι απόψεις των μαθητών για τη Διάθλαση. Οι συνεντεύξεις έγιναν σε μαθητές που είχαν διδαχθεί τη σχετική ενότητα για το «Φως» μέσα από το σχολικό εγχειρίδιο και σε μαθητές που δεν είχαν παρακολουθήσει μαθήματα Οπτικής. Η έρευνα περιλαμβάνει βιβλιογραφική ανασκόπηση των ιδεών των μαθητών, ανάλυση των δεδομένων όπως αυτά προέκυψαν από συνεντεύξεις με τους μαθητές της Στ Δημοτικού (αρχάριους και προχωρημένους) και συζήτηση συμπεράσματα πάνω στα δεδομένα. Τέλος, παρουσιάζεται μια διδακτική πρόταση που βασίζεται στην εισαγωγή και τη χρήση νέων εννοιών, όπως η «μέθοδος της Παράλλαξης» και το «αέρινο είδωλο», που θεωρούμε πως θα μπορούσαν να συμβάλλουν θετικά στην καλύτερη διδασκαλία της έννοιας της Διάθλασης. Ανάμεσα στα ευρήματα της έρευνας είναι η δυσκολία αντίληψης του ανεστραμμένου ειδώλου, η παρανόηση της έννοιας της φωτεινής πηγής με χαρακτηριστική την εμμονή στις άμεσες και όχι στις έμμεσες πηγές φωτός και το γεγονός ότι συγχέεται η απομάκρυνση του ειδώλου με την απομάκρυνση του αντικειμένου. Λέξεις κλειδιά: διάθλαση - «μέθοδος Παράλλαξης» - «αέρινο είδωλο» - άμεσες και έμμεσες πηγές φωτός 15

16

ABSTRACT In this work we tried to research the ideas of 6th Grade students of Public school concerning the concept of Refraction. The tool that was selected is the interview with use of experimental setups, during which were recorded the opinions of students for the Refraction. Students that had been taught the relative unit about the "Light" through the school handbook were interviewed and also students that had not taken courses in Optics. The research includes bibliographic examination of ideas of students, analysis of data as these resulted from interviews with the students of 6th Grade of Public school (pre-instruction and post-instruction students) and discussion - conclusions on the data. Finally, is presented a proposal for a teaching approach that is based on the introduction and the use of new concepts, as the "Parallaxes method" and the "aerial image", that we consider that they could contribute positively to the better teaching of the concept of Refraction. Within the findings of the research are included the difficulty of perception of reversed image, the misconception that luminous source are only the direct sources, but not the indirect sources of light and the image behaves like of an object. Key Words: refraction- Parallaxes Method - aerial image - direct and indirect light sources 17

18

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Είναι φανερό πως οι μαθητές εκφράζουν από πολύ νωρίς τις ιδέες τους και τις αντιλήψεις τους για όλα όσα βλέπουν γύρω τους. Οι πρώτες εκφράσεις για τον κόσμο και οι πρώτες προσπάθειες ερμηνείας των φυσικών φαινομένων εντοπίζονται γύρω στα 3 χρόνια (Selley, 1997). Απόψεις για το ηλεκτρικό φως που πρωτοεμφανίζονται γύρω στην ηλικία των 4, μένουν για πολλά χρόνια αργότερα (Fleer, 1996). Οι σημαντικές ηλικιακές διαφορές που εντοπίζονται στις ιδέες των μαθητών φαίνεται πως επηρεάζονται από τις καθημερινές εμπειρίες, οι οποίες μπορούν και να προκαλέσουν εννοιολογικές αλλαγές (Osborne & Black, 1993). Αυτές οι ίδιες οι καθημερινές εμπειρίες είναι και ο λόγος που οι μαθητές σχηματίζουν εικόνες του κόσμου και εναλλακτικές αντιλήψεις γι αυτόν (Langley et al., 1997). Καταγραφές των ιδεών των μαθητών έχουν γίνει και μάλιστα με συστηματική ομαδοποίηση, ανάλογα με την έννοια ή το επιστημονικό πεδίο που ενδιέφερε (Driver κ.α., 1998). Ένας τρόπος ομαδοποίησης και κατηγοριοποίησης των ιδεών των μαθητών είναι οι «πλευρές της γνώσης» (facets of knowledge) και τα «σχήματα» (schemes). Σύμφωνα με τον Minstrell (1992), ο οποίος εισήγαγε τους δύο παραπάνω όρους : οι πλευρές (facets) συνιστούν στοιχειώδεις μονάδες γνώσης με αιτιώδη πρότυπα με τα οποία οι μαθητές ερμηνεύουν ιδιαίτερες φυσικές καταστάσεις. Οι πλευρές συχνά αντιπροσωπεύουν εναλλακτικές προτάσεις σε σχέση με την επιστήμη. Μπορούν να εκφραστούν με ρόλους, σχέδια, ιδέες ή στρατηγικές που χρησιμοποιούνται για να εξηγήσουν την κάθε περίπτωση Ενώ με τον όρο σχήματα (schemes)εκφράζεται ένας κοινός αιτιώδης μηχανισμός που αποτελείται από μια ομάδα πλευρών (Galili & Lavrik, 1998). Η Οπτική είναι αρκετά δύσκολή στην κατανόησή της από τους μαθητές και γι αυτό ο μετασχηματισμός των αρχικών ιδεών των μαθητών σε περισσότερο επιστημονικές αντιλήψεις γίνεται ιδιαίτερα δύσκολα. Κατά συνέπεια και οι εννοιολογικές αλλαγές στην Οπτική δεν είναι εύκολη υπόθεση, επειδή, κυρίως, οι μαθητές δομούν έννοιες μέσα από τις καθημερινές τους 19

εμπειρίες. Αυτός ο τρόπος δόμησης εννοιών είναι αποτελεσματικός, μια και οι ιδέες που εκφράζονται είναι και ευχάριστες στους ίδιους τους μαθητές, αλλά και σύμφωνες με την πραγματικότητα, όπως αυτήν τη ζουν και την παρατηρούν γύρω τους (Galili, 1996). Οι Galili & Hazan (2000a) αναφέρουν 7 παράγοντες που αποτελούν εμπόδια στην δόμηση των επιστημονικών εννοιών της Οπτικής. Περιληπτικά αναφέρουμε: 1. Οι φυσικές παράμετροι και τα χαρακτηριστικά του φωτός (π.χ. ταχύτητα) δε γίνονται άμεσα αντιληπτά από τις αισθήσεις μας. Ακόμη και φαινόμενα όπως η διάθλαση, έχουν περισσότερο στιγμιαίο χαρακτήρα. 2. Η επίδραση των μέσων (αέρας, νερό, γυαλί) που αλλάζουν την πορεία του φωτός σε σχέση με το κενό, δεν γίνεται αντιληπτή. Η έκθεση των παιδιών στα φαινόμενα τα οδηγεί στη δημιουργία ιδεών για αυτά. 3. Η διαδικασία της όρασης γίνεται υποσυνείδητα, χωρίς προσπάθεια και έτσι ο ρόλος του παρατηρητή γίνεται ανενεργός. Το μάτι θα έπρεπε να θεωρείται μέρος του κάθε οπτικού συστήματος. 4. Φράσεις όπως: «μάτια που λάμπουν», «δωμάτιο γεμάτο φως», «έριξε μια ματιά», «καρφώνει με το βλέμμα του» κ.α., έρχονται σε αντίθεση με την οπτική. Οι φράσεις αυτές προϋπάρχουν της ερμηνείας των φαινομένων. 5. Η κοινή λογική ερμηνεύει τα φαινόμενα μέσα από τη σχέση αιτίας αποτελέσματος. Οι ιδέες των παιδιών μοιάζουν με αυτές των πρώτων επιστημόνων που βασίζονταν στην παραπάνω σχέση. 6. Ο χαρακτήρας της οπτικής είναι διεπιστημονικός. Ένα οπτικό σύστημα ερμηνεύεται με τη βοήθεια της Φυσικής (χαρακτηριστικά του φωτός), της Φυσιολογίας (λειτουργία του ματιού), της Ψυχολογίας (αντίληψη των χρωμάτων και θέσης του ειδώλου) κ.α.. 20

7. Η διδασκαλία της οπτικής απαιτεί συμβολισμούς (βέλη, ακτίνες) που συχνά και αυτοί δημιουργούν προβλήματα κατανόησης και τίθενται υπό αμφισβήτηση. Μία από τις έννοιες που παρουσιάζει ιδιαίτερες δυσκολίες στην κατανόησή της από τους μαθητές είναι η έννοια της Διάθλασης του φωτός. Η εργασία αυτή περιγράφει τον τρόπο με τον οποίο προσεγγίσαμε τις δυσκολίες αυτές καθώς και τις δικές μας προτάσεις για την καλύτερη αντιμετώπιση και διαχείριση της έννοιας της Διάθλασης μέσα στην τάξη και σε μαθητές Στ Δημοτικού. Στην εργασία αυτή αρχικά γίνεται μια βιβλιογραφική ανασκόπηση των ιδεών των μαθητών που έχουν σχέση με το φως και τα αποτελέσματά του. Στη συνέχεια παρουσιάζεται η μεθοδολογία της όλης έρευνας. Το κύριο μέρος της εργασίας αυτής είναι η ανάλυση των δεδομένων της έρευνας που έγινε σε 2 ομάδες μαθητών Στ Δημοτικού (αρχάριους και προχωρημένους) με χρήση συνέντευξης και πειραματικών διατάξεων. Για την καλύτερη μελέτη των δεδομένων κρίθηκε σκόπιμο μέσα στο κείμενο να περιληφθούν χαρακτηριστικά αποσπάσματα των συνεντεύξεων των μαθητών. Ακολουθούν σχόλια και συμπεράσματα πάνω στην ανάλυση των δεδομένων. Έπειτα, παρουσιάζεται μια πρόταση που έχει να κάνει με τη διδακτική αξιοποίηση εννοιών όπως η «παράλλαξη» και το «αέρινο» είδωλο, που πιστεύουμε πως μπορεί να συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση της έννοιας της Διάθλασης. Τέλος, ακολουθεί παράρτημα στο οποίο βρίσκονται οι ερωτήσεις της συνέντευξης, δύο αντιπροσωπευτικές συνεντεύξεις (μία για κάθε ομάδα) και οι απαντήσεις όλων των μαθητών ομαδοποιημένες κατά ερώτηση και ομάδα. 21

22

2. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ Οι απόψεις των παιδιών για το φως, την όραση και άλλες έννοιες της Οπτικής παρουσιάζουν πολύ μεγάλο ενδιαφέρον και κρίνουν σε μεγάλο βαθμό την ικανότητα αντίληψης που μπορούν να αναπτύξουν οι μαθητές για τους κυρίαρχους Νόμους της Γεωμετρικής Οπτικής, δηλαδή, της Διάθλασης και της Ανάκλασης. Η βιβλιογραφία παρουσιάζεται ιδιαίτερα πλούσια και πλήθος ερευνών σε όλο τον κόσμο αποδεικνύουν και την ανάγκη της διερεύνησης των ιδεών των μαθητών αλλά και τη σημαντικότητα των ευρημάτων της έρευνας και των αποτελεσμάτων αυτής, γενικότερα. Οι έρευνες που έγιναν τα τελευταία χρόνια, και που συνεχίζονται ακόμα και σήμερα, έχουν σαν σκοπό να αναδείξουν τις ιδέες που έχουν τα παιδιά πάνω σε θέματα οπτικής καθώς και τον τρόπο με τον οποίο προσπαθούν να δώσουν ερμηνείες για τα οπτικά φαινόμενα που καλούνται να διαπραγματευτούν και να εξηγήσουν. 2.1. Για τις ιδέες των παιδιών γενικότερα Οι μαθητές έχουν κάποιες ιδέες για τα φαινόμενα που παρατηρούν γύρω τους και δημιουργούν αναπαραστάσεις για όσα βλέπουν καθημερινά και προσπαθούν να τα ερμηνεύσουν (Langley et al., 1997). Τα πρώτα ίχνη των ιδεών των παιδιών εντοπίζονται στην ηλικία των 4-5 ετών (Sprod, 1997), ενώ θεωρείται πως δεν υπάρχει παιδί άνω των 3 ετών που να μην αποκτά έννοιες σχετικές με τα φυσικά φαινόμενα (Selley, 1997), αντίθετα με ό,τι πιστευόταν παλιότερα (Osborne & Black, 1993). Αυτή η διαισθητική κατανόηση των φαινομένων προϋποθέτει τεμάχια γνώσης από τις καθημερινές εμπειρίες που λαμβάνονται ως «φαινομενολογικά αρχέτυπα» με την έννοια ότι δε χρειάζονται ερμηνεία, αλλά απλά είναι έτσι, όπως συμβαίνουν (DiSessa, 1988). Το ποιες ιδέες των παιδιών θα υπερισχύσουν από τον πλούτο των εναλλακτικών ιδεών που είναι διαφορετικές από το μοντέλο της διδασκαλίας εξαρτάται από τη 23

«φαινομενογραφία», δηλαδή, τον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι αντιλαμβάνονται και βιώνουν τον κόσμο γύρω τους (Selley, 1996). Όταν οι ιδέες των μαθητών αντιπαραβάλλονται με τις επιστημονικές αλήθειες τότε χαρακτηρίζονται ως εναλλακτικές ιδέες, παρανοήσεις, πρότερες αντιλήψεις, επιστήμη των παιδιών (Gilbert & Watts, 1983). Οι απόψεις των παιδιών για την επιστήμη είναι αντίθετες με τις επιστημονικές (Stead & Osborne, 1980 Goldberg & McDermott, 1987 Fetherstonhaugh & Treagust, 1992), είναι αρκετά ισχυρές και οχυρωμένες (Stead & Osborne, 1980 Andersson & Karrqvist, 1983 La Rosa et al., 1984 Watts, 1985 Jung, 1987 Goldberg & McDermott, 1987 Rice & Feher, 1987 Ramadas & Driver, 1989 Bendall et al., 1993 Galili et al., 1993 Ronen & Eylon, 1993), δεν καθοδηγούνται από τις θεωρίες (Brickhouse, 1994) και αλλάζουν δύσκολα (White & Gunstone, 1989 Fetherstonhaugh & Treagust, 1992), είναι υποκειμενικές, καλά οργανωμένες και λογικές αλλά με διαφορετική οργάνωση από την επιστημονική (Galili, 1996), ενώ βασίζονται στο πλαίσιο και την εμφάνιση του φαινομένου αφού οι ιδέες αναπτύσσονται σύμφωνες και ανάλογες με τις αισθήσεις τους (Galili & Hazan, 2000a), ενώ η Brickhouse (1994) αναφέρει ότι τα παιδιά που μπόρεσαν να συνδέσουν τη Φυσική με τα φαινόμενα της καθημερινής ζωής μπόρεσαν να αναπτύξουν κατανοήσεις μεγαλύτερης διάρκειας. Εξάλλου, οι Karmiloff et al.(1975) αιτιολογούν την έκφραση αντιλήψεων από τους μαθητές σαν μια σημαντικότητα συνεπαγομένων «Θεωριών στην πράξη» σε μια προσπάθεια να επιλυθούν προβληματικές οικοδομώντας μια θεωρία που παρουσιάζει την κανονικότητα των καταστάσεων και που επεκτείνεται (η θεωρία) σε άλλες περιπτώσεις και σταδιακά αναγνωρίζει αντίθετες ενδείξεις. Οι Kuhn, Amsel & O Loughlin (1988) βρήκαν ότι οι αντιλήψεις των παιδιών επηρεάζουν των παρουσίαση των ενδείξεων όπως και τις αποφάσεις τους για τις επιστημονικές θεωρίες. Βέβαια, ο Selley (1997) αναρωτιέται αν η δομή των ιδεών των μαθητών είναι πιο πολύτιμη όταν οι πρωταρχικές-γενεσιουργές ιδέες προϋπάρχουν κάθε γνωστικής σκέψης ή κάθε προσπάθειας ερμηνείας των 24

φαινομένων, ή μήπως όταν οι ιδέες διαφαίνονται ύστερα από ένα σύντομο αλλά αρκετό διάστημα «ατομικού συλλογισμού» και συζήτησης. Αυτή η δεύτερη κατηγορία έχει σταθερότητα και διάρκεια και δεν αλλάζει σε μια νύχτα. Ο Posner (1982) υποστηρίζει πως αλλαγή στις ιδέες των μαθητών θα έχουμε μόνο όταν υπάρξει δυσαρέσκεια για τις υπάρχουσες αντιλήψεις, ευκολία στην κατανόηση των νέων εννοιών, αληθοφάνεια και καρποφορία των εννοιών. Ο Linn (1986) θεωρεί πως οι ιδέες των παιδιών έχουν απ τη μια «σκληρό πυρήνα ιδεών» που δεν αλλάζονται πρόθυμα παρά την παρουσία ισχυρών αντιφατικών ενδείξεων, και απ την άλλη «μια ζώνη ασφαλείας από ιδέες» που θα άλλαζαν μόνο σε περίπτωση εμφάνισης νέων ενδείξεων για να ισχυροποιήσουν τις πρώτες. Οι μαθητές έρχονται στο σχολείο με ξεκάθαρες ιδέες (Vosniadou & Brewer, 1987 Eylon & Linn, 1988 Perkins & Simons, 1988 Confrey, 1990), αλλά δεν έχουν συνάφεια και σταθερότητα (DiSessa, 1988). Προσέχουν διαφορετικές όψεις ενός πειράματος και κάνουν παρατηρήσεις ή θυμούνται αυτά που έχουν σχέση με τις αντιλήψεις και τις ιδέες τους και άρα, με τις προσδοκίες τους (Brickhouse, 1994). Πολλοί μαθητές ακολουθούν τις ιδέες του δασκάλου τους όση ώρα κρατάει η διδασκαλία και μετά επιστρέφουν στις δικές τους αντιλήψεις, ιδιαίτερα την ώρα που ακολουθούν οδηγίες σε επίλυση προβλημάτων (Osborne & Freyberg, 1985) και χρησιμοποιούν διαφορετικά σχήματα για να διαπραγματευτούν το περιεχόμενο της διδασκαλίας χωρίς όμως να αλλάξουν τις πρότερες απόψεις τους (Gunstone, 1988). Ο κάθε μαθητής είναι ικανοποιημένος από τις αντιλήψεις που έχει οικοδομήσει μέχρι το σημείο όπου δεν μπορεί πλέον να ερμηνεύσει είτε νέες εμπειρίες της καθημερινής ζωής είτε έννοιες που του δίνονται για διαπραγμάτευση. Τότε αυτό που μπορεί αρχικά να κάνει είναι να διατηρήσει τις αρχικές του αντιλήψεις και να τις εμπλουτίσει με νέα χαρακτηριστικά για να τις κάνει ισχυρότερες. Αυτό, όμως, μπορεί να έχει σαν αποτέλεσμα να παρατηρήσει τις παραφωνίες που δημιουργούνται, αλλά όχι απαραίτητα να αλλάξει τις 25

αντιλήψεις του προς χάρη των νέων δεδομένων (Selley, 1996). Ο Minstrell (1992), προσπαθώντας να ερμηνεύσει και να αποσαφηνίσει την ύπαρξη των ιδεών των μαθητών, εισάγει την έννοια «facets of knowledge» δηλαδή, βολικές και κατάλληλες μονάδες γνώσης ή ευεργετικές στρατηγικές που χρησιμοποιούνται από τους μαθητές για να καθορίσουν συγκεκριμένες καταστάσεις. Τα «facets» είναι στοιχειώδεις μονάδες οργάνωσης της γνώσης ενός πιο σύνθετου πλαισίου σε ένα επιστημονικό πεδίο. Οι απόψεις των μαθητών μπορούν να χωριστούν σε «απλοϊκές απόψεις», που αφορούν τις ιδέες που έχουν οι μαθητές πριν διδαχθούν τη νέα γνώση, και σε «αρχάριες απόψεις» που αφορούν τις ιδέες μετά τη διδασκαλία ενός επιστημονικού πεδίου (Galili, 1996). Άλλοτε γίνεται διαχωρισμός της γνώσης των μαθητών σε «γνώση της κοινής λογικής» (Mariani & Ogborn, 1991), σε «κομματιαστή» (φαινομενολογικά αρχέτυπα) (DiSessa, 1993) και σε «facets of knowledge» (Minstrell, 1992). 2.2. Οι απόψεις των παιδιών για τα οπτικά φαινόμενα Έρευνες έχουν αποκαλύψει ότι οι μαθητές έχουν τα ίδια μοντέλα για την οπτική με τους αρχαίους Έλληνες (Driver κ.α., 1998) ενώ άλλες που ασχολήθηκαν με τη διδασκαλία της Ιστορίας και Φιλοσοφίας της Επιστήμης αποκάλυψαν ότι οι μαθητές έχουν τις ίδιες απόψεις με κορυφαίους πρωτεργάτες της Οπτικής όπως, ο Αριστοτέλης, ο Descartes, ο Newton, ο Kepler, ο Huygens. Για παράδειγμα η άποψη των Πυθαγόρειων για την ενεργή όραση, των Ευκλείδειων για τις ακτίνες του ματιού, τις φωτεινές ακτίνες και τις ακτίνες της όρασης (Galili & Hazan, 2001). 26

2.3. Οι απόψεις των παιδιών για το φως Τα παιδιά της προσχολικής ηλικίας πιστεύουν πως υπάρχουν διάφορα είδη φωτός- ηλεκτρικό, της ημέρας, του ήλιου, υπεριώδες, υπέρυθρο, φθορίζων κ.α.- ενώ το ίδιο το φως το αντιστοιχούν με διάφορα αντικείμενα, καταστάσεις ή και φαινόμενα. Λένε πως ο φακός, η κουρτίνα, το σκοτάδι, το ραδιόφωνο, τα φώτα των οχημάτων, οι αστραπές, το παράθυρο, ο ήλιος, τα μαγαζιά το βράδυ, είναι όλα φως. Όταν είναι νύχτα, λένε τα παιδιά προσχολικής ηλικίας, το φεγγάρι καλύπτει τον ήλιο και γι αυτό σκοτεινιάζει και ζωγραφίζουν το σκοτάδι με μουτζούρες και μαύρες κουκίδες (Fleer, 1996). Το φως είναι κάτι που μας φωτίζει και το φως της μέρας μοιάζει σαν μια θάλασσα φωτός (Osborne & Black, 1993 Ραβανής, 1994 Fleer, 1996) και ότι είναι πανταχού παρόν χωρίς καθορισμένη προέλευση (La Rosa, 1984). Πολλοί μαθητές συνδέουν το φως με την πηγή του (Osborne & Black, 1993 Brickhouse, 1994 Ραβανής, 1994 Fleer, 1996) ή το αποτέλεσμά του (Guesne, 1978 Brickhouse, 1994 Ραβανής, 1994 Selley, 1996). Σε άλλες περιπτώσεις το φως φαίνεται πως χρειάζεται μια ορμή (impetus) για να κινηθεί (Stead & Osborne, 1980) και μάλιστα η αντίληψη της ορμής είναι ισχυρή. Αυτό σημαίνει πως το φως από αμυδρές πηγές δεν πηγαίνει μακριά και θα πάει μακρύτερα τη νύχτα (Guesne, 1978 Andersson & Karrqvist, 1983 Brickhouse, 1994 Selley, 1996), ενώ σημαντική είναι και η αντίληψη ότι το φως εξαντλείται και δεν μπορεί να φτάσει μέχρι το τέλος της διαδρομής του (Fetherstonhaugh & Treagust, 1992 Fleer, 1996) και σε ένα σκοτεινό σημείο το φως δε φαίνεται γιατί έχει σταματήσει (Fleer, 1996). Σε άλλες έρευνες τα παιδιά θεωρούν πως το φως δεν ταξιδεύει τη μέρα και δεν ταξιδεύει καθόλου τη νύχτα ή και ότι η απόσταση που θα διανύσει το φως εξαρτάται από το αν είναι μέρα ή νύχτα και ότι αν το φως δεν χτυπήσει πουθενά μπορεί να ταξιδέψει σε αμετάβλητες αποστάσεις (Fetherstonhaugh & Treagust, 1992). Ο Selley (1996) διαπιστώνει πως οι μαθητές πιστεύουν ότι το φως θα φύγει από την πηγή, θα ταξιδεύει έξω σε ευθεία και όταν φτάσει σε μια επιφάνεια θα κολλήσει σε αυτήν και θα μείνει εκεί. 27

Οι Osborne & Black (1993) διαπίστωσαν τη γνώση των παιδιών για την ευθύγραμμη κίνηση του φωτός και βρήκαν πως οι σημαντικότερες αναπαραστάσεις του φωτός γίνονται με γραμμές γύρω από τη λάμπα, με κοντές και διακεκομμένες γραμμές, με αρμαθιές από μικρές μπίλιες, με σκίαση γύρω από την πηγή (θάλασσα φωτός), με βέλη και με δέσμες φωτός. Όσο για την κίνηση του φωτός στο κενό και στον χώρο τα παιδιά δε θεωρούν ότι κινείται κάτω από αυτές τις συνθήκες (Brickhouse, 1994 Ραβανής, 1994) αλλά οι Bendall, Goldberg & Galili (1993) και Ραβανής (1994) βρίσκουν ότι οι μαθητές θεωρούν το φως σαν κάτι στο χώρο αλλά όχι ως δυναμική και αυτόνομη οντότητα και ότι δεν μπορεί να αλληλεπιδράσει με τα αντικείμενα στο χώρο. Η Guesne (1978) διαπιστώνει την άποψη των παιδιών πως το φως είναι κάτι που μας βοηθάει να βλέπουμε (Ραβανής, 1994). Η φύση του φωτός διαπιστώνεται και από τους Galili & Hazan (2000b) που βρήκαν ότι για τους μαθητές το φως γεμίζει το χώρο και έτσι μας βοηθάει να βλέπουμε ακόμα και από το πλάι, το φως παραμένει σαν φεγγοβόλημα (άλως) γύρω από μια πηγή, το φως είναι πιο λαμπερό στο σκοτάδι και ότι το φως αποτελείται από πολλές ακτίνες που γεμίζουν το χώρο. Η φωτεινή πηγή οριοθετείται και αυτή μέσα από τις αντιλήψεις των παιδιών που θεωρούν τη διάδοση του φωτός από την πηγή ως οντότητα που τοποθετείται γύρω από τη λάμπα ως στατικό μοντέλο, ίσως επηρεασμένο από τη ζωγραφική τέχνη (Galili & Hazan, 2000a), την ακτινωτή φυγή του φωτός ως μοντέλο αναλαμπής που είναι κοντά στο επιστημονικό πρότυπο και στη γραμμική φυγή του φωτός από την πηγή που είναι και πάλι μοντέλο αναλαμπής με φυγή, όμως, του φωτός προς μία κατεύθυνση (Galili, 1996). 2.4. Οι απόψεις των παιδιών για την όραση Οι ιδέες των παιδιών για την όραση παρουσιάζουν πολύ μεγάλο ενδιαφέρον. Η ανάλυση του επιστημονικού πεδίου της Οπτικής γίνεται κυρίως 28

με συμβολική αναπαράσταση της πραγματικότητας και γι αυτό υπάρχει δυσκολία από μέρους των μαθητών να κατανοήσουν την αντιστοιχία συμβολικού-πραγματικού και να συνδυάσουν τα τρισδιάστατα πραγματικά φαινόμενα με τη δισδιάστατη πειραματική και συμβολιστική διάταξη. Ο ρόλος του ματιού δεν είναι προφανής για τα παιδιά που δεν θεωρούν το μάτι ως ένα οπτικό όργανο, δηλαδή ένα φακό, που σχηματίζει είδωλα. αλλά ως ένα αντικείμενο που σχεδιάζεται στο χαρτί (Ronen & Eylon, 1993). Για να δούμε κάτι χρειάζεται φως, αλλά πρέπει και να το κοιτάξουμε (Fetherstonhaugh & Treagust, 1992), να είναι το αντικείμενο στο πεδίο της όρασής μας, έστω κι αν είναι στο πλάι (Galili & Hazan, 2000b). Η δυσκολία των παιδιών στην κατανόηση και την ερμηνεία της όρασης ερευνήθηκε από τον Jung (1981,1987) που αναφέρει πως είναι δύσκολο τα παιδιά να κάνουν η διάκριση ανάμεσα στο «βλέπω κάτι» και στο «παίρνω φως στα μάτια από κάτι» και τους Osborne & Black (1993) που βρήκαν πως κάποια παιδιά δε δικαιολόγησαν την όραση, κάποια τη δικαιολόγησαν χωρίς τη σύνδεση ματιού-αντικειμένου και άλλα έδωσαν τις σχέσεις πηγή - αντικείμενο μάτι. Ο Selley (1996) θεωρεί ως το πιο στοιχειώδες και καθαρά φαινομενολογικό στάδιο την επίγνωση των μαθητών ότι η όραση προϋποθέτει ανοιχτά μάτια, απρόσκοπτη γραμμή όρασης και κάποια μορφή φωτισμού. Επίσης, αναφέρει στα ευρήματά του, ότι αναγνωρίζεται η αναγκαιότητα συνύπαρξης δυο ευθύγραμμων ακτινών (μια από την πηγή και μια από το μάτι) που θα συναντηθούν στο αντικείμενο και θα δώσουν ορατά αποτελέσματα. Το μοντέλο αυτό ικανοποιεί εμπειρικά δεδομένα που είναι διαθέσιμα στους μαθητές και καταλήγει στην αποδοχή της θεωρίας ότι το μάτι δέχεται φως και από κάποιες δευτερεύουσες πηγές. Η Guesne (1978) αναφέρει πως ένα πλαίσιο αμυδρού φωτισμού δεν ενεργοποιεί κάτι που να συνδέσει το μάτι με το ορατό αντικείμενο. Οι Fetherstonhaugh & Treagust (1992) προχώρησαν την έρευνα λίγο παρακάτω, πειραματίστηκαν σε απόλυτο σκοτάδι και βρήκαν ότι οι μαθητές πιστεύουν πως οι άνθρωποι ίσα που βλέπουν στο σκοτάδι (κάποια παιδιά 29

έβλεπαν σχήματα και σιλουέτες) και αρκούσαν λίγα λεπτά υπομονής μέχρι τα μάτια τους να συνηθίσουν στο σκοτάδι, ενώ οι γάτες βλέπουν πολύ καλά. Για τα περισσότερα παιδιά η όραση έχει το χαρακτήρα της «ενεργούς όρασης». Πιο συγκεκριμένα, η φλόγα του κεριού φεύγει και μπαίνει στο μάτι (Osborne et al., 1990), το να δεις ένα δέντρο προϋποθέτει ενεργό κοίταγμα και ότι για να δούμε κάτι φεύγει από το μάτι μας και χτυπά στο αντικείμενο (Fetherstonhaugh & Treagust, 1992), το μάτι δέχεται την ακτίνα και όχι το αντικείμενο και σε άλλη περίπτωση το φως φωτίζει ένα αντικείμενο και συνεργάζεται με την οπτική ακτίνα του ματιού (Selley, 1996), τα μάτια στέλνουν ακτίνες που επιστρέφουν με πληροφορίες (Osborne & Black, 1993). Είναι αξιοσημείωτο το γεγονός ότι η γλώσσα παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στη δημιουργία αντιλήψεων και στην οικοδόμηση εννοιών για τα φαινόμενα. Στην περίπτωση που εξετάζουμε, δηλαδή τα οπτικά φαινόμενα, οι φράσεις που έχουν σχέση με την όραση όπως, «τα μάτια που λάμπουν», το βλέμμα που ρίχνει φωτιές», «ρίξε μια ματιά» (Galili & Hazan, 2000a) και «κοιτάζω άγρια», «διώχνω το βλέμμα», «ατενίζω κάτι», επίσης κινούμενα σχέδια και τηλεοπτικές σειρές με βιονικά μάτια και διαπεραστικές ακτίνες Χ (Osborne & Black, 1993) δείχνουν πως κάτι πηγάζει από τα μάτια μας και μας παραπέμπουν σε εποχές που ακόμη και η επιστημονική ερμηνεία των οπτικών φαινομένων ήταν ανάλογη της «ενεργούς όρασης». Σύμφωνα με τον Jung (1987), η χρήση των φράσεων αυτών δείχνει πως υπάρχει σαφής φαινομενολογική προσέγγιση των παιδιών στις έννοιες της όρασης. 2.5. Οι απόψεις των παιδιών για τη σκιά Τα παιδιά από την προσχολική τους ηλικία έχουν λόγο και για τις σκιές που, άλλωστε, είναι κάτι που το παρατηρούν κάθε φορά που ένα έντονο φως πέφτει πάνω σε ένα αντικείμενο. Οι σκιές στις μικρές ηλικίες φαίνονται σαν εικόνες σκοτεινού φωτός και, δεδομένου ότι δεν υπάρχει κατανόηση της 30

διάδοσης του φωτός, δε γίνονται και προσπάθειες για την ερμηνεία της ομοιότητας του σχήματος της σκιάς με το σχήμα του αντικειμένου (Fleer, 1996). Οι Segel & Cosgrove (1993) παρατηρούν πως τα παιδιά πολύ συχνά προσωποποιούν τις σκιές του λέγοντας πως «μας ακολουθούν», «δεν κοιμούνται», «σκαρφαλώνουν δέντρα μαζί μας» ή τις συγκρίνουν με ανθρώπους, ψάχνουν τα ιδιαίτερα ανθρώπινα χαρακτηριστικά και παρατηρούν πως «δεν έχουν μάτια και μύτες». Η Guesne (1978) βρήκε πως κάποια από τα παιδιά ηλικίας 7-11 ετών έχουν αποκτήσει αντίληψη της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός και με αυτήν την ιδιότητα ερμηνεύουν και τις σκιές, ενώ σε άλλο σημείο αναφέρει πως τα παιδιά θεωρούν τις σκιές αντανακλάσεις των αντικειμένων. Το ίδιο αναφέρει και ο Selley (1996) για την ευθύγραμμη διάδοση του φωτός που, όπως υποστηρίζουν τα παιδιά, κινείται μέχρι να εμποδιστεί από κάποιο αντικείμενο και να δημιουργηθεί σκιά. Οι Ramadas & Driver (1989) βρήκαν πως η έκφραση «αντανάκλαση» χρησιμοποιείται ασαφώς για να περιγράψει την ομοιότητα του σχήματος. Οι μαθητές αυτοί θα μπορούσαν να περιγράψουν και να προβλέψουν σωστά το σχήμα της σκιάς ενός αντικειμένου αλλά όχι και το αποτέλεσμα της αλλαγής της σχέσης απόστασης ανάμεσα στην πηγή, το αντικείμενο και την οθόνη, όπου παρατηρείται με την απομάκρυνση της οθόνης την αύξηση του μεγέθους της σκιάς. Η Brickhouse (1994) διαπιστώνει κι αυτή την πεποίθηση των μαθητών πως η σκιές είναι αντανακλάσεις των αντικειμένων που έχουν όμοιο σχήμα με το αντικείμενο. Επίσης, αναφέρει πως οι θεωρίες που βοηθούν τις παρατηρήσεις για το φως δεν βοηθούν τις παρατηρήσεις για τις σκιές. Ελάχιστοι μαθητές κατακτούν την έννοια της σκιάς και αυτοί δεν την εκφράζουν δημόσια. Πολλοί μαθητές θεώρησαν τις σκιές ως αποδείξεις για την παρουσία του φωτός και άλλοι αναφέρθηκαν σε αντικείμενα που «μπλοκάρουν» το φως (Selley, 1996) και προκαλούν τις σκιές. Αυτό έδειξε την αντίληψη πως όταν το φως «εμποδίζεται» τότε η σκιά εξαναγκάζεται να βγει από το αντικείμενο σε 31

οποιαδήποτε κατεύθυνση. Για τα παιδιά, μια μαύρη κουκίδα δεν είναι σκιά. Πρέπει σαφώς να έχει κάποιο σχήμα ανάλογο ενός αντικειμένου (Brickhouse, 1994). Το φως συνδέεται με τις σκιές αλλά υπάρχει αδυναμία ερμηνείας του φαινομένου με βάση τη διάδοση του φωτός. Η σκιά θεωρείται αυτόνομη οντότητα που μπορεί να προβληθεί σε μια οθόνη (Langley et al., 1997) ενώ βρέθηκε πως πάντα οι σκιές συνδέονται με ένα εμπόδιο (Ronen & Eylon, 1993). Η κατανόηση των σκιών από τους μαθητές αποτελεί κι αυτή μέρος μοντέλων που αναγνωρίζονται ως στοιχεία «φαινομενογραφίας» αφού οι έννοιες που σχηματίζονται βασίζονται στα εμπειρικά δεδομένα όπως τα βιώνουν οι μαθητές στην καθημερινή τους ζωή και μέσα από την παρατήρηση των φυσικών φαινομένων. 2.6. Οι απόψεις των παιδιών για το σχηματισμό ειδώλων Ιδιαίτερος λόγος γίνεται σε όλες τις έρευνες για τις απόψεις των παιδιών για το σχηματισμό των ειδώλων. Οι Galili & Hazan (2000b) μιλούν για «ολιστική» προσέγγιση και προσέγγιση «προβολής ειδώλου» (που είναι και πιο κοντά στην επιστημονική άποψη) προσέγγιση των παιδιών. Πιο συγκεκριμένα οι πλευρές της γνώσης (facets of knowledge) τις ολιστικής προσέγγισης που έχουν τα παιδιά είναι πως αν η οθόνη κινείται προς και πέρα από τους φακούς το είδωλο μικραίνει ή μεγαλώνει, αλλά παραμένει το ίδιο ακριβές, «καθαρό»(sharp) (Galili & Hazan, 2000a), όταν ένας συγκλίνων φακός μετακινείται ένα πραγματικό ορθό είδωλο αντικαθιστά στην οθόνη το προηγούμενο ανεστραμμένο, πάντα σχηματίζεται είδωλο με έναν φακό και μπορεί να προβληθεί στην οθόνη, ο φακός γυρνάει ανάποδα ένα είδωλο, το είδωλο ταξιδεύει στον καθρέπτη και ανακλά πάνω του σε όμοια γωνία και ότι αν καλύψουμε το μισό φακό θα σχηματιστεί το μισό είδωλο (Galili, 1996). Αυτή η παρανόηση των μαθητών συναντάται πολύ συχνά και σε άλλους ερευνητές ( Goldberg & McDermott, 1987 Fetherstonhaugh & Treagust, 1992 Ronen & 32

Eylon, 1993 Galili & Hazan, 2000a). Οι πλευρές της γνώσης στην προσέγγιση της «προβολής ειδώλου» που έχουν οι μαθητές είναι πως όταν ο μισός φακός καλύπτεται από ένα εμπόδιο οι μισές ακτίνες μπλοκάρονται, οι συγκλίνοντες φακοί αντιστρέφουν το χώρο που περνούν οι ακτίνες και έτσι αντιστρέφεται το είδωλο, οι ακτίνες φωτός φέρνουν το είδωλο στο φακό, όπου κάμπτονται και το είδωλο εμφανίζεται ανεστραμμένο, όταν σχεδιάζουν είδωλα φέρουν ακτίνες από το αντικείμενο προς το είδωλό του σαν να είναι μια ακτίνα από κάθε σημείο (point to point), οι ακτίνες φέρνουν το είδωλο στον καθρέπτη και το είδωλο ανακλάται με την ίδια γωνία και φέρνουν το είδωλο στα μάτια μας (Ronen & Eylon, 1993) και σχεδιάζουν το είδωλο στον καθρέπτη πάλι point to point. Σε προηγούμενη μελέτη τους την ίδια χρονιά οι Galili & Hazan (2000a) βρήκαν πως τα παιδιά πιστεύουν ότι το είδωλο παραμένει στον καθρέπτη είτε το κοιτάζουμε είτε όχι, επειδή μπορεί να το βλέπει κάποιος άλλος, το είδωλο μετακινείται από το αντικείμενο προς τον καθρέπτη όπου και μένει. Οι Goldberg & McDermott (1987) και Fetherstonhaugh & Treagust (1992) βρήκαν πως πολλοί μαθητές δεν αντιλαμβάνονται πως ο φακός είναι απαραίτητος για το σχηματισμό του ειδώλου και πιστεύουν πως ο ρόλος του φακού είναι να αντιστρέφει και να αλλάζει το σχήμα των ειδώλων, ενώ ο ρόλος της οθόνης είναι να πιάνει ή να ανακλά το φως για να φανεί το είδωλο που δεν χρειάζεται φακός ή καθρέπτης για να υπάρχει και που δεν μπορεί να φανεί στον κενό χώρο. Επίσης, πιστεύουν πως αν αφαιρεθεί η οθόνη το είδωλο θα σχηματιστεί απέναντι στον τοίχο και πως αν αλλάξει θέση η οθόνη το είδωλο θα παραμείνει πάνω της. Δεν κατανοούν ότι για δεδομένη απόσταση ενός αντικειμένου από το φακό η θέση του ειδώλου είναι σταθερή και ότι χρειάζεται να έχουμε κάποια απόσταση από την οθόνη έτσι ώστε η ανάκλαση του ειδώλου να φτάσει στο μάτι μας. Ακόμη, είναι δύσκολο να κατανοήσουν πως απ τη μια το μάτι μας και η οθόνη δεν έχουν σχέση με τη δημιουργία των ειδώλων πάνω στην οθόνη και απ την άλλη πως οι ακτίνες που σχεδιάζουμε είναι εργαλεία για την καλύτερη κατανόηση των ιδιοτήτων του φωτός και όχι πραγματικές 33

οντότητες. Για τα παιδιά οι μεγεθυντικοί φακοί φαίνεται σαν να κάνουν το φως μεγαλύτερο κι έτσι υπάρχει περισσότερο φως μετά το φακό παρά πριν απ αυτόν (Osborne & Freeman, 1989). Άλλες συχνές παρερμηνείες είναι πως τα είδωλα βρίσκονται κατά μήκος της προσπίπτουσας ακτίνας στον καθρέπτη και ότι το είδωλο σχηματίζεται πάνω στον καθρέπτη (Ronen & Eylon, 1993) και παραμένουν εκεί (Fetherstonhaugh & Treagust, 1992). Έτσι, διαπιστώνεται πως οι μαθητές αποδίδουν το σχηματισμό ειδώλων σε καθρέπτη σαν μια αποκλειστική ιδιότητα των καθρεπτών (Ramadas & Driver, 1989). Οι Harrison & Treagust (1993) και Harrison (2002) μελετώντας τις αναλογίες που μπορεί να είναι χρήσιμες για τη γνωστική σύγκρουση στην τάξη, βρήκαν πως οι απόψεις των μαθητών για την διάθλαση είναι αρκετά μακριά από την επιστημονική άποψη. Χρησιμοποιώντας μια κατασκευή με δυο ρόδες που κυλά από μια λεία επιφάνεια σε μια πιο τραχιά ζήτησαν από τους μαθητές να προβλέψουν την αλλαγή διεύθυνσης των ροδών και να αντιπαραβάλλουν την αλλαγή αυτή με τη διάθλαση του φωτός. Τα παιδιά χαρακτήρισαν τις ρόδες ως «ακτίνες» κάνοντας απλούστευση και θεώρησαν πως η ακτίνα που χτυπά σε ένα τζάμι με γωνία 90 ο δεν κάμπτεται, πως μια ακτίνα που πηγαίνει αργά κάμπτεται, σε αντίθεση με άλλη πρόταση που έλεγε πως η ακτίνα-ρόδα κάμπτεται επειδή επιβραδύνεται, και τελικά έφτασαν στο συμπέρασμα πως η αλλαγή του μέσου θα προκαλέσει και τη διάθλαση του φωτός. Οι Singh & Butler (1990) διαπίστωσαν πως οι περισσότεροι μαθητές δεν κατανοούν πλήρως τις έννοιες διάθλαση και ανάκλαση και πως όταν μια φωτεινή ακτίνα προσπίπτει σε μια επιφάνεια κατά ένα μέρος ανακλάται και κατά ένα άλλο διαθλάται. Δεν διαπιστώνουν τη διάθλαση του φωτός στο γυαλί, τον αέρα και το νερό, ενώ είδαν την ανάκλαση πιθανή μόνο στη λεία επιφάνεια ενός καθρέπτη. Εμφανίστηκαν αδύναμοι να σχεδιάσουν την πορεία ακτινών που περνούν από έναν φακό ή ένα πρίσμα, και δεν θεώρησαν τους φακούς υπαίτιους της διάθλασης αλλά σαν ένα κλειστό σύστημα με δικούς του ξεχωριστούς 34

κανόνες και διαφορετικές αρχές. Αντιλήφθηκαν, όμως, τη ανάγκη χρήσης φακών, οθόνης και φωτός για το σχηματισμό ειδώλων. Οι Galili, Bendall & Goldberg (1993) καταλήγουν πως τα πιθανά συμπεράσματα από τις έρευνες θα μπορούσαν να είναι πως, άλλοτε οι μαθητές διατηρούν για τα οπτικά φαινόμενα ολιστική αντίληψη και στην ερμηνεία των φαινομένων της καθημερινής ζωής, αλλά στο σχολείο χρησιμοποιούν τους σχολικούς αλγόριθμους για να σχεδιάσουν ακτίνες, άλλοτε χρησιμοποιούν κάποιες μόνον όψεις της επιστημονικής γνώσης για να υποστηρίξουν μια πάλι ολιστική αντίληψη και που αυτό το μείγμα δε λειτουργεί πάντα σωστά, και τέλος, κάποιες φορές οι μαθητές χρησιμοποιούν τις επιστημονικές απόψεις σωστά για να ερμηνεύσουν τα φαινόμενα. 35

36

3. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ 3.1. Ερευνητικό πρόβλημα και ερευνητικά ερωτήματα Η έρευνα αυτή επικεντρώνεται στις δυσκολίες στην κατανόηση της έννοιας της «Διάθλασης» που αντιμετωπίζουν μαθητές της Στ Δημοτικού. Στη διάρκεια της επεξεργασίας του ερευνητικού μας προβλήματος μας απασχόλησαν κάποια ερωτήματα τα οποία και προσπαθήσαμε να αποσαφηνίσουμε με την έρευνά μας. Το πρώτο ερευνητικό μας ερώτημα είχε να κάνει με την αναζήτηση των ιδεών που έχουν οι μαθητές της Στ Δημοτικού για τη διάθλαση του φωτός μέσα από έναν συγκεντρωτικό φακό και για το σχηματισμό ειδώλων, όταν έχουν μπροστά τους μια σειρά πειραματικών διατάξεων. Στο δεύτερο ερευνητικό ερώτημα μας ενδιέφερε να διαπιστώσουμε αν και κατά πόσο οι ιδέες των μαθητών αλλάζουν ή παραμένουν ίδιες, ακόμη και μετά την ολοκλήρωση της ενότητας της «Οπτικής» μέσα από το σχολικό εγχειρίδιο. Με το τρίτο ερευνητικό ερώτημα ήταν σημαντικό για μας να δούμε, εάν οι ιδέες και οι παρανοήσεις που έχουν οι μαθητές για την έννοια της «Διάθλασης» συνδέονται με δυσκολίες στην κατανόηση των εννοιών του φωτός και των άμεσων και έμμεσων φωτεινών πηγών. Ταυτόχρονα, αναρωτηθήκαμε αν θα μπορούσε να γίνει κάτι, σε επίπεδο διδακτικής, για να ξεπεραστούν κάποια από τα εμπόδια που συναντούν οι μαθητές στην κατανόηση της έννοιας της «Διάθλασης». Έτσι, προσπαθήσαμε να χρησιμοποιήσουμε νέες έννοιες όπως, η «παράλλαξη» και το «αέρινο είδωλο», με σκοπό να πειραματιστούμε πάνω σ αυτές και να αποτελέσουν μέρος μιας διδακτικής πρότασης. 37

Αναζητώντας, λοιπόν, τις ιδέες των μαθητών για τη «Διάθλαση» προέκυψαν ερωτήματα που στόχευαν στη συγκέντρωση περισσότερων πληροφοριών που να σχετίζονται με τα ερευνητικά μας ερωτήματα. Για το πρώτο ερευνητικό ερώτημα έπρεπε να δούμε εάν γνωρίζουν οι μαθητές τι χρειάζεται να υπάρχει για να δημιουργηθεί και να προβληθεί ένα είδωλο; Μήπως συγχέουν τη λειτουργία του συγκεντρωτικού φακού με τη λειτουργία του προβολέα; Μπορούν να υποθέσουν ποιοι παράγοντες επηρεάζουν την προβολή και το είδος ενός ειδώλου(καθαρό ή θολό) και τη φορά του ειδώλου (ορθό ή ανεστραμμένο); Αντιλαμβάνονται εύκολα την πραγματική θέση του ειδώλου; Για να αποσαφηνίσουμε τις ιδέες των μαθητών για τη διάθλαση και, έτσι να απαντήσουμε στο πρώτο μας ερευνητικό ερώτημα, θεωρήσαμε σωστό πρώτα να ρωτήσουμε τους μαθητές εάν γνωρίζουν, από ποιες συσκευές και όργανα αποτελείται η πειραματική διάταξη που έχουν μπροστά τους και ποια η λειτουργία και η χρήση του καθενός από αυτά. Επίσης, ζητήσαμε να δικαιολογήσουν τη συγκεκριμένη διάταξη, δηλαδή, τη σειρά με την οποία είχαν αρχικά τοποθετηθεί οι συσκευές και τα όργανα. Στη συνέχεια, αποκτήσαμε μια καλύτερη εικόνα των ιδεών των μαθητών για τη Διάθλαση με ερωτήσεις, όπως: τι θα συμβεί στο είδωλο σε περίπτωση που είτε μετακινηθεί η οθόνη μπροστάπίσω, είτε αφαιρεθεί τελείως και τι θα συμβεί στο είδωλο, αν καλύψουμε με ένα χαρτί, είτε το μισό φακό, είτε το μισό φωτιστικό σώμα. Συμπληρωματικά στοιχεία των ιδεών των μαθητών θα αποκτούσαμε με ερωτήσεις που αφορούσαν σε παράγοντες που πιθανώς να επηρέαζαν τη δημιουργία ειδώλου. Έτσι, ρωτήσαμε τους μαθητές εάν θα μπορούσε να προβληθεί πάνω στην οθόνη ένα μακρινό αντικείμενο με τη βοήθεια του φακού, αλλά όχι του φωτιστικού σώματος, αν θα μπορούσε να προβληθεί ένα είδωλο πάνω σε μια στενή επιφάνεια και αν μέσα στην πειραματική διάταξη θα μπορούσε να βρεθεί και δεύτερο «καθαρό» είδωλο, σε περίπτωση που μετακινούσαμε το φακό. Κατόπιν, ρωτήσαμε αν το είδωλο κάθε φορά που προβάλλεται είναι ορθό ή ανεστραμμένο, και τέλος, αν το είδωλο σχηματίζεται μπροστά ή πίσω από το φακό. 38

Το δεύτερο ερευνητικό μας ερώτημα είχε να κάνει με τη διατήρηση ή όχι των ιδεών των μαθητών για τη διάθλαση, ακόμα και μετά τη διδασκαλία του κεφαλαίου της «Οπτικής» και της ενότητας για τη «Διάθλαση», όπως αυτά διδάσκονται στην Στ Δημοτικού. Για το λόγο αυτό κάναμε τις ίδιες ερωτήσεις με τις ίδιες πειραματικές διατάξεις σε δύο διαφορετικές ομάδες μαθητών, δηλαδή, σε μια ομάδα που είχε παρακολουθήσει τα σχετικά μαθήματα και σε μια ομάδα που δεν είχε ακόμα διδαχθεί τις σχετικές έννοιες της «Οπτικής». Στη συνέχεια, θα έπρεπε να συγκρίνουμε τις απαντήσεις των δύο ομάδων για να διαπιστώσουμε αν και κατά πόσο υπάρχει η διατήρηση των ιδεών, για τις συγκεκριμένες έννοιες που εξετάζουμε. Το επόμενο ερευνητικό ερώτημα ήταν ιδιαίτερα σημαντικό, επειδή θα μας έδινε τη δυνατότητα να αναζητήσουμε αν οι παρανοήσεις των μαθητών είναι εμπόδιο για την καλύτερη κατανόηση των εννοιών του φωτός και άμεσων και έμμεσων φωτεινών πηγών. Έτσι, οι αρχικές ερωτήσεις για την αναγνώριση των συσκευών και οργάνων, καθώς και, για τη χρήση και λειτουργία τους θα μας έδινε μια πρώτη εντύπωση στο ερώτημά μας, μια και πιστεύουμε πως, εάν ένας μαθητής συγχέει μια συσκευή με μια άλλη, λογικό θα είναι η σύγχυση αυτή να του δημιουργεί πρόσθετες δυσκολίες στην κατανόηση μιας έννοιας. Γι αυτό ρωτήσαμε τους μαθητές: Από ποιες συσκευές και εργαλεία αποτελείται η διάταξη, γιατί μπήκαν στη συγκεκριμένη θέση, ποιος είναι ο ρόλος της οθόνης, του φακού και του φωτιστικού. Ακόμη, για περισσότερη διερεύνηση θέσαμε ερωτήσεις που αφορούσαν, απ τη μια στην δυνατότητα προβολής ενός μακρινού αντικειμένου πάνω σε μια οθόνη με τη βοήθεια του φακού αλλά όχι και του φωτιστικού, και από την άλλη στην πραγματική θέση του ειδώλου σε σχέση με το φακό, δηλαδή, αν το είδωλο βρίσκεται μπροστά ή πίσω από το φακό. Τέλος, θελήσαμε να μελετήσουμε αν θα μπορούσαν διδακτικές παρεμβάσεις ή νέες έννοιες να προσανατολίσουν καλύτερα τις ιδέες των μαθητών για τη διάθλαση και τη θέση του ειδώλου και έτσι να συμβάλλουν στο ξεπέρασμα κάποιων δυσκολιών τους στην κατανόηση της διάθλασης. 39

Αναρωτηθήκαμε αν η «Μέθοδος της Παράλλαξης» θα μπορούσε να βοηθήσει στην καλύτερη διδασκαλία της «Διάθλασης». Για το λόγο αυτό ζητήσαμε από τους μαθητές να παρατηρήσουν την αντίθετη ή αντίστοιχη κίνηση του ειδώλου σε σχέση και με ένα άλλο αντικείμενο και σε σχέση με την κίνηση του κεφαλιού τους. Έτσι, τους ρωτήσαμε: Όταν κουνάς το κεφάλι σου δεξιά-αριστερά ποιο κινείται αντίθετα, το αντικείμενο ή το είδωλο; Πού πιστεύεις ότι βρίσκεται το είδωλο, μπροστά ή πίσω από το φακό; Όταν κουνάς το κεφάλι σου ποιο κινείται, το στυλό ή το καλαμάκι; Ποιο από τα δύο είναι πιο κοντά σε σένα; 3.2. Μέθοδος έρευνας Οι ιδέες των παιδιών για έννοιες της Φυσικής αποτελούν αντικείμενο έρευνας πολλών επιστημόνων εδώ και πολλά χρόνια. Παράλληλα, είναι διαρκής η αναζήτηση της γνώσης του τρόπου με τον οποίο μαθαίνουν τα παιδιά, καθώς και των τρόπων ή και των μέσων που θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν για να βελτιώνονται οι στόχοι της εκπαίδευσης και να πετυχαίνονται οι σκοποί της. Επειδή επιθυμία είναι τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας να αποτελέσουν πιθανό στοιχείο εμβάθυνσης, θεωρήθηκε ως περισσότερο πρόσφορη η προσέγγιση με τη μέθοδο της «μελέτης περίπτωσης». Η μέθοδος αυτή δεν αφορά μελέτη ενός ατόμου ή μιας ατομικής και ειδικής περίπτωσης, αλλά τη μελέτη περιορισμένου δείγματος με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά, σε ιδιάζουσες συνθήκες, όχι με την έννοια των «ειδικών προβληματικών» συνθηκών, αλλά με την έννοια των «ξεχωριστών-διακριτών» συνθηκών όπως αυτές υφίστανται σε κάθε σχολική τάξη (Cohen, Manion, 1994). Τα χαρακτηριστικά του δείγματος που επιλέξαμε, πιστεύουμε πως είναι αντιπροσωπευτικά μιας τυπικής ομάδας μαθητών, που κατοικούν σε αγροτικές περιοχές της Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης. 40

3.3. Το δείγμα Ο αρχικός σχεδιασμός της έρευνας προέβλεπε μια σειρά συνεντεύξεων σε μαθητές Στ Δημοτικού που είχαν διδαχθεί το κεφάλαιο «ΦΩΣ» από το σχολικό βιβλίο. Στη συνέχεια, όμως, και αφού είχε ολοκληρωθεί η σχολική χρονιά, θεωρήθηκε καλό να ακολουθήσει και μια δεύτερη σειρά συνεντεύξεων σε μαθητές Στ Δημοτικού που δεν είχαν παρακολουθήσει την ενότητα για το φως. Ο λόγος που μας οδήγησε στην απόφαση αυτή ήταν πως θεωρήσαμε ενδιαφέρουσα τη σύγκριση των δύο διαφορετικών ομάδων. Η σύγκριση αυτή θα μπορούσε να δώσει απαντήσεις στους προβληματισμούς μας, όπως αυτοί εκφράστηκαν με το δεύτερο ερευνητικό μας ερώτημα που είχε να κάνει με τη διατήρηση ή όχι των ιδεών των μαθητών και μετά τη διδασκαλία της «Οπτικής». Έτσι, έγινε επιλογή άλλης ομάδας μαθητών. Έγινε, όμως, προσπάθεια ώστε τα χαρακτηριστικά τους να ταιριάζουν σε όσο το δυνατόν μεγαλύτερο βαθμό με τα χαρακτηριστικά της πρώτης ομάδας. Το σχολείο, στο οποίο διεξήχθη η πρώτη σειρά συνεντεύξεων είναι 6/θέσιο και βρίσκεται σε αγροτική περιοχή, αλλά σε μικρή απόσταση από την πρωτεύουσα του νομού. Τα παιδιά που πήραν μέρος στη συνέντευξη ήταν 8 μαθητές της Στ Δημοτικού του ίδιου σχολείου και του ίδιου τμήματος. Από αυτά τέσσερα (4) είναι αγόρια και τέσσερα (4) είναι κορίτσια. Από τα αγόρια τα δύο είναι 12 ετών, το ένα 13 και το άλλο 14. Τα κορίτσια βρίσκονται όλα στην ίδια ηλικία. Οι 8 αυτοί μαθητές δεν αποτελούσαν το σύνολο της τάξης τους. Όσοι δεν πήραν μέρος στην συνέντευξη δεν αποκλείστηκαν από τον ερευνητή, αλλά δήλωσαν την επιθυμία τους να μην συμμετέχουν. Όταν έγινε η έρευνα οι μαθητές είχαν ήδη διδαχθεί το κεφάλαιο: «ΦΩΣ», από το σχολικό βιβλίο με τίτλο: «Ερευνώ και Ανακαλύπτω». Το κεφάλαιο αυτό του σχολικού βιβλίου περιλαμβάνει την ενότητα: «Διάθλαση του φωτός». Ο ερευνητής δεν ήταν και ο δάσκαλος αυτής της τάξης και, κατά συνέπεια, δε δίδαξε ο ίδιος το κεφάλαιο για το φως. 41

Το σχολείο, στο οποίο διεξήχθη η δεύτερη σειρά συνεντεύξεων βρίσκεται σε άλλο νομό, είναι 10/θέσιο, επίσης σε αγροτική περιοχή και κοντά στην πρωτεύουσα του νομού. Οι μαθητές που πήραν μέρος είναι και εδώ 8. Είναι και πάλι μαθητές της Στ Δημοτικού από το ίδιο τμήμα που όμως, δεν έχουν διδαχθεί το κεφάλαιο «ΦΩΣ» από το σχολικό βιβλίο. Από τα παιδιά αυτά τέσσερα (4) είναι κορίτσια και τέσσερα (4) είναι αγόρια. Όλοι οι μαθητές είναι στην ίδια ηλικία των 11 ετών. Και στην περίπτωση αυτή δεν αποτελούν το σύνολο της τάξης, αλλά μέρος αυτής. Όσοι δε συμμετείχαν δεν αποκλείστηκαν από τη διαδικασία, αλλά κάποιοι δεν επιθυμούσαν να πάρουν μέρος και κάποιοι δεν έλαβαν τη σχετική άδεια από τους γονείς / κηδεμόνες τους. Στην περίπτωση αυτή ο ερευνητής είναι ο δάσκαλος της τάξης. Τέλος, σημειώνεται ότι, για τη διεξαγωγή της έρευνας και επειδή θα υπήρχε βιντεοσκόπηση των μαθητών, κρίθηκε απαραίτητη η ακολουθία κανόνων δεοντολογίας στην έρευνα (Cohen, Manion, 1994). Για το σκοπό αυτό ζητήθηκε, στο μεν πρώτο σχολείο προφορικά και στο δεύτερο γραπτά, οι γονείς / κηδεμόνες των μαθητών να εκφράσουν την επιθυμία τους ή την άρνησή τους στη βιντεοσκόπηση των παιδιών τους, και άρα στη συμμετοχή τους στη διαδικασία. 3.4. Το μέσο (εργαλείο) της έρευνας Για τους σκοπούς και τη διεξαγωγή της έρευνας επιλέχθηκε η «ημιδομημένη συνέντευξη». Χρειάστηκε να διατυπωθεί ένας συγκεκριμένος αριθμός ερωτήσεων, που ήταν ίδιες κάθε φορά για κάθε παιδί και που χωρίστηκαν σε 7 ομάδες ανάλογα με την πειραματική διάταξη που ήταν σχετική με το φαινόμενο που εξέταζε. Οι ερωτήσεις αυτές προσδιόριζαν το πλαίσιο μέσα στο οποίο κινήθηκαν οι συνεντεύξεις. Για το λόγο αυτό συχνά δεν γίνονταν με την ίδια σειρά ή με την ίδια ακριβώς διατύπωση για κάθε μαθητή. Κατά τη διάρκεια των συνεντεύξεων εκτός από τις ερωτήσεις του ερωτηματολογίου 42

γίνονταν και άλλες από το ερευνητή κάθε φορά που προέκυπτε ανάγκη διευκρίνησης μιας απάντησης ή ερμηνείας από το μαθητή. Χρησιμοποιήθηκαν κάποια όργανα και εργαλεία για τις πειραματικές διατάξεις πάνω στις οποίες γίνονταν κάθε φορά διαφορετικές ερωτήσεις. Πιο συγκεκριμένα χρησιμοποιήθηκαν ένας συγκεντρωτικός (συγκλίνων) φακός σε βάση, ένας φωτιστικό σε βάση με ρύθμιση φωτεινότητας, μια αυτοσχέδια ημιδιαφανής οθόνη από ριζόχαρτο, ένας χάρακας, ένα ξύλινο καλαμάκι και ένα στυλό. Το φωτιστικό σώμα ήταν μία ευθύγραμμη λάμπα, στενόμακρη, με κάθετο νήμα πυρακτώσεως. Επιλέχθηκε αυτός ο τύπος φωτισμού για δύο λόγους. Ο πρώτος λόγος ήταν το πλάτος της ευθύγραμμης λάμπας, που ήταν πολύ μικρό και έτσι θα είχαμε μεγαλύτερη ακρίβεια στην εστίαση και προβολή του ειδώλου. Αντίθετα, αν χρησιμοποιούσαμε κοινό λαμπτήρα το μεγάλο του πάχος δε θα μας επέτρεπε να εστιάζουμε το είδωλο με ακρίβεια. Ο δεύτερος λόγος ήταν η απουσία της βάσης που έχουν οι κοινοί λαμπτήρες για να βιδώνουν στο ντουί. Με τον τρόπο αυτό το φωτιστικό σώμα ήταν ίδιο και στις δυο του πλευρές και έτσι το είδωλό του δε θα φαινόταν αν ήταν ορθό ή ανεστραμμένο. Αντίθετα, στους κοινούς λαμπτήρες βλέπουμε αμέσως το ανεστραμμένο είδωλο, όταν το προβάλλουμε σε μια οθόνη. Η ρύθμιση φωτεινότητας κρίθηκε απαραίτητη για λόγους ασφαλείας, αφού η μικρότερη ευθύγραμμη λάμπα που βρίσκεται στο εμπόριο έχει μεγάλη φωτεινότητα και θα μπορούσε να είναι επιβλαβής για τα μάτια των μαθητών. Το ξύλινο καλαμάκι επιλέχθηκε, ως επιφάνεια προβολής ειδώλου, λόγω του πολύ στενού του πλάτους και λόγω του ότι θα μπορούσε εύκολα να στηριχθεί παράλληλα με το φωτιστικό σώμα. Συνολικά πραγματοποιήθηκαν 16 συνεντεύξεις, σε αίθουσες που ήταν ξένες στους μαθητές και των δύο σχολείων. Για την καταγραφή της διαδικασίας χρησιμοποιήθηκε βιντεοκάμερα σε τρίποδα. Έπειτα έγινε αντιγραφή των κασετών σε DVD και με τη βοήθεια Η/Υ έγινε η απομαγνητοφώνηση και καταγραφή του οπτικοακουστικού υλικού. 43