Περιλήψεις εργασιών που θα παρουσιασθούν στο συνέδριο «Προσεγγίσεις στη ιδασκαλία της Φύσης της Επιστήµης» (14 16 Μαρτίου 2008)

Περιλήψεις εργασιών που θα παρουσιασθούν στο συνέδριο «Προσεγγίσεις στη ιδασκαλία της Φύσης της Επιστήµης» (14 16 Μαρτίου 2008) (οι εργασίες σε κάθε κατηγορία παρουσιάζονται αλφαβητικά) 1

Α. ΚΕΝΤΡΙΚΕΣ ΟΜΙΛΙΕΣ Η ιαµάχη ανάµεσα στον Pouchet και τον Pasteur για τη δηµιουργία της ζωής: κατασκευή ενός διδακτικού γεγονότος µε βάση ένα ιστορικό γεγονός. Mercè Izquierdo Universitat Autònoma de Barcelona Στα επιστηµονικά εγχειρίδια και στα µαθήµατα των Φυσικών Επιστηµών, ο Louis Pasteur παρουσιάζεται γενικά σαν ένας ήρωας της επιστήµης. Έτσι, παρουσιάζοντάς τον να µετέχει σε µια αντιπαράθεση µε αµφίβολα αποτελέσµατα µπορούµε να προσφέρουµε στους σπουδαστές τη δυνατότητα να αναθεωρήσουν τις ιδέες τους µε έναν κριτικό τρόπο και να αποκτήσουν πρόσβαση σε µια νέα οπτική από την οποία µπορούν να κατανοήσουν καλύτερα την επιστηµονική δραστηριότητα και επίσης τη διαδικασία µέσω της οποίας οι ίδιοι κατακτούν γνώση µέσω πειραµατισµού, διαλόγου και κοινωνικής διαπραγµάτευσης. Αυτή η διαδικασία απαιτεί να παρουσιασθεί στους σπουδαστές µια αφήγηση των γεγονότων που θα αναλυθούν και να τους προσφερθούν «µοντέλα» ανάλυσης. Στην εργασία παρουσιάζονται τα αποτελέσµατα από µια τέτοια εφαρµογή σε φοιτητές των Φυσικών Επιστηµών και της Φιλοσοφίας και αναλύονται οι παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη για να παρουσιαστεί ένα ιστορικό γεγονός µε διδακτικούς σκοπούς. 2

Η Φύση της Επιστήµης: Τι Γνωρίζουµε και τι θα Έπρεπε να Γνωρίζουµε William F. McComas University of Arkansas Στην παρουσίαση αυτή γίνεται µια επισκόπηση της φιλοσοφίας της επιστήµης και του τρόπου µε τον οποίο οι παρανοήσεις σχετικά µε αυτήν επηρεάζουν τη διδασκαλία και τη µάθηση της επιστήµης. Πέραν της αναζήτησης ενός ορισµού για την επιστήµη, θα συζητηθούν ευρέως διαδεδοµένοι µύθοι σχετικά µε τις «αποδείξεις», το ρόλο των δεδοµένων, την αξία της διαψευσιµότητας, τα µοντέλα παραγωγής της γνώσης, την κοινωνική διάσταση της οικοδόµησης των επιστηµονικών µοντέλων και την πλάνη της µιας επιστηµονικής µεθόδου. 3

Γιατί υπάρχουν τα σχολεία; Michael Young University of London Η αρχική µου ερώτηση είναι «Γιατί υπάρχουν τα σχολεία;» Αν και η απάντηση φαίνεται να είναι προφανής κάθε κοινωνία είναι απαραίτητο να εξετάσει τον σκοπό των θεσµών της και θα υποστήριζα ότι τα σχολεία αποτελούν ειδική περίπτωση για δύο λόγους. Αρχικά, χωρίς σχολεία κάθε γενιά θα έπρεπε να ξεκινήσει από την αρχή όπως κάθε γενιά ζώων ή όπως οι κοινωνίες που προϋπήρχαν των σχολείων να παραµείνουν αναλλοίωτες επί σειρά αιώνων. ύο από τους µεγαλύτερους ειδικούς στην εκπαίδευση, οι Emile Durkheim και Lev Vygotsky, µας υπενθυµίζουν πόσο σηµαντικά είναι τα σχολεία. Και οι δύο υποστηρίζουν ότι είναι η ικανότητά µας να ανταποκριθούµε στις παιδαγωγικές απαιτήσεις που µας διαχωρίζει από τα άλλα είδη και ότι τα σχολεία είναι βασικά και πρώτιστα θεσµοί που ειδικεύονται στην παιδαγωγική. εύτερον, θεωρώ ότι υπάρχουν συγκεκριµένοι λόγοι που καθιστούν σηµαντικό το ερώτηµα «Γιατί υπάρχουν τα σχολεία;» σήµερα. Για να βοηθηθούµε όταν θέτουµε ερωτήµατα για τους κοινωνικούς θεσµούς όπως τα σχολεία, αναπόφευκτα στρέφουµε το ενδιαφέρον µας στην κοινωνιολογία. Εξάλλου, από τη δεκαετία του 1970 και τα πρώιµα έργα των Bourdieu, Bowles και Gintis, οι κριτικοί κοινωνιολόγοι που έθεσαν το ερώτηµα είδαν το ρόλο του σχολείου κάτω από ένα αρκετά αρνητικό πρίσµα την ιδέα ότι τα σχολεία αναπαράγουν κοινωνικές ανισότητες οι οποίες κυριαρχούσαν στην κοινωνιολογία της εκπαίδευσης. Θα ισχυριστώ ότι παρόλο που η συγκεκριµένη άποψη παρουσιάζει στοιχεία αλήθειας, τα οποία καλό θα ήταν να µην ξεχνάµε, είναι κατά βάση λανθασµένη. Παραµελεί το πιο θεµελιώδες χαρακτηριστικό των σχολείων το οποίο αναγνώριζαν οι Durkheim και Vygotsky τον ρόλο τους στη µετάδοση της γνώσης από γενιά σε γενιά. Πιο πρόσφατα, ο John White, Άγγλος φιλόσοφος της εκπαίδευσης, εξέφρασε µια πιο θετική, αλλά θα υποστηρίξω εξίσου λανθασµένη απάντηση ότι ο ρόλος των σχολείων είναι η προώθηση της ευηµερίας. Θα ξεκινήσω τη διάλεξή µου από αυτές τις δύο προσεγγίσεις στο ερώτηµα «Γιατί υπάρχουν τα σχολεία» και γιατί οι προαναφερόµενοι, αν και από διαµετρικά αντίθετες πολιτικές θέσεις, παραµελούν το ζήτηµα της γνώσης. Επεκτείνω το θέµα σε ένα ευρύτερο πλαίσιο για τον ιστορικό αγώνα και τη συζήτηση για τη σκοπιµότητα του να πηγαίνει κανείς σχολείο. Συνεχίζω υπογραµµίζοντας µία τελείως διαφορετική προσέγγιση, η οποία ξεκινά µε 4

αυτό που αποτελεί την ιδιαιτερότητα του σχολείου (και γενικά της τυπικής εκπαίδευσης) την προώθηση της απόκτησης της γνώσης. Αυτό µε οδηγεί στο ερώτηµα «Τι είναι γνώση;» όχι τόσο ως φιλοσοφικό ερώτηµα όσο ως εκπαιδευτικό ερώτηµα για το πρόγραµµα σπουδών. Στη συνέχεια κάνω µια διάκριση ανάµεσα σε δύο ιδέες «τη γνώση του ισχυρού» και την «πανίσχυρη γνώση» και η διάκριση αυτή µε οδηγεί στο επιχείρηµα ότι το βασικό ζήτηµα για τους παιδαγωγούς είναι η κοινωνική διαφοροποίηση της γνώσης εάν δεν έχουµε µία θεωρία για τη γνώση, δεν είναι δυνατό να έχουµε για το πρόγραµµα σπουδών µία βάση που να οικοδοµείται γύρω από αρχές. Το επόµενο βήµα µου είναι να στρέψω την προσοχή µου στις ιδέες του Άγγλου κοινωνιολόγου της εκπαίδευσης Β.Bernstein, ο οποίος περισσότερο από τον καθένα ξεκίνησε να αναπτύσσει τη θεωρία της γνώσης. Τέλος, διερευνώ µερικές από τις επιπτώσεις της ανάλυσής του για την διαφοροποίηση του προγράµµατος σπουδών. 5

Γνώσεις και πεποιθήσεις των εκπαιδευτικών της δευτεροβάθµιας εκπαίδευσης για την εξήγηση στην επιστήµη και τη διδασκαλίας της. Ιωάννης Α. Βλάχος, Φυσικός, Ραδιοηλεκτρολόγος, ρ. ιδακτικής Φ.Ε. Σχολικός Σύµβουλος ευτεροβάθµιας Εκπαίδευσης. Οι γνώσεις και οι πεποιθήσεις των εκπαιδευτικών σχετικά µε την φύση της επιστήµης, της οποίας τη σχολική εκδοχή διδάσκουν, επηρεάζουν σηµαντικά τις πρακτικές που ακολουθούν κατά τη διδασκαλία τους. Η εξήγηση ως απάντηση σε απορίες/ ερωτήµατα που θέτουν οι µαθητές ή η διδασκαλία της εξήγησης των φαινοµένων από την επιστήµη είναι µια συνήθης πρακτική των εκπαιδευτικών. Οι γνώσεις τους σχετικά µε τη θέση της εξήγησης στην επιστηµονική δραστηριότητα, µε τον επιστηµολογικό στοχασµό για την εξήγηση, µε την εξήγηση σε σχέση µε την µάθηση, διαπλέκονται µε τα προσωπικά τους πιστεύω σχετικά µε την φύση της επιστήµης. Η παρούσα ερεύνα παρουσιάζει τις απόψεις για την εξήγηση και τις πρακτικές που ακολουθούν εκπαιδευτικοί της δευτεροβάθµιας εκπαίδευσης σχετικά µε την εξήγηση. 6

Φυσικές Επιστήµες για τον Πολίτη: Από την απόκρυψη στην αποκάλυψη της κειµενικότητας του εκπαιδευτικού υλικού στο Σχολείο Κώστας ηµόπουλος Επίκουρος Καθηγητής Πανεπιστηµίου Πελοποννήσου Η εργασία αυτή έχει ως στόχο την παρουσίαση κειµενικών τεχνικών οι οποίες ενισχύουν την σύγχρονη τάση για διδασκαλία των Φυσικών Επιστηµών για τον Πολίτη. Τα τελευταία χρόνια προωθείται µε όλο και µεγαλύτερη ένταση το αίτηµα για επαναπροσανατολισµό της διδασκαλίας των Φυσικών Επιστηµών από µια προσέγγιση η οποία εµπνέεται από επιστηµικές αρχές του εσωτερικού πεδίου των σχετικών γνωστικών αντικειµένων, προς µια προσέγγιση η οποία συγκροτείται µε βάση τους όρους διεπαφής τους µε την κοινωνία και το δηµόσιο πεδίο ευρύτερα. Η δεύτερη αυτή προσέγγιση συνοψίζεται ακριβώς στο σύνθηµα της διδασκαλίας των Φυσικών Επιστηµών για τον Πολίτη. Οι επεξεργασίες ωστόσο σχετικά µε τον εν λόγω επαναπροσανατολισµό, συνήθως εξαντλούνται στη διαµόρφωση διαφορετικών αρχών επιλογής περιεχοµένου για τα Αναλυτικά Προγράµµατα και δεν υπεισέρχονται στη διαφορετική επιστηµολογική υφή της σχολικής επιστήµης και της επιστήµης στο δηµόσιο πεδίο ως διακριτών σωµάτων γνώσης. Η διαφορετικότητα αυτή έγκειται κυρίως στο γεγονός ότι ενώ η σχολική επιστήµη (όπως συνήθως προβάλλεται στα σχολικά εγχειρίδια) παρουσιάζεται ως µια στατική, τελική και υπεράνω οποιασδήποτε αµφισβήτησης γνώση, η επιστήµη στο δηµόσιο πεδίο αντιστοιχεί σε µια µορφή γνώσης εν των γεννάσθαι (in the making) και άρα εξ αντικειµένου δυναµική και συχνά αντικείµενο διαπραγµάτευσης ή/και αντιπαραθέσεων τόσο στο εσωτερικό της επιστηµονικής κοινότητας όσο και µεταξύ τµηµάτων της επιστηµονικής κοινότητας και εκπροσώπων άλλων κοινωνικών θεσµών. Ο επιστηµολογικός χαρακτήρας της σχολικής επιστήµης ως ενός στατικού, τελικού και µάλλον ανιστορικού και υπεράνω διαπραγµάτευσης σώµατος γνώσης στο επίπεδο του εκπαιδευτικού υλικού, ρητορικά κατασκευάζεται µε µια προσπάθεια το υλικό αυτό να είναι µονολογικό, αυτοαναφορικό και να αποκρύπτει την κειµενικότητά του, δηλαδή ότι και το ίδιο αποτελεί µια «κατασκευή». Κατά συνέπεια µια προσπάθεια µε στόχο τη διδασκαλία των Φυσικών Επιστηµών για τον Πολίτη θα πρέπει να συµβάλλει στην αποκάλυψη αυτής της ρητορικής στρατηγικής, µέσω της χρήσης κειµενικών ειδών τα οποία µετατρέπουν το εκπαιδευτικό υλικό σε πολυφωνικό και λιγότερο αυτοαναφορικό, και άρα σε υλικό, το οποίο αποκαλύπτοντας την κειµενικότητά του (τον κατασκευασµένο χαρακτήρα του), επιτρέπει στον µαθητή-αναγνώστη µια 7

πιο αναστοχαστική προσέγγιση των όρων της διαδικασίας διαµόρφωσης και κατασκευής της φυσικο-επιστηµονικής γνώσης. 8

Η κατανόηση της Φύσης της Βιολογικής Επιστήµης ως προϋπόθεση προαγωγής της βιο-επιστηµονικής καλλιέργειας Βασιλική Ζόγκζα Τµήµα Επιστηµών της Εκπαίδευσης και της Αγωγής στην Προσχολική Ηλικία, Πανεπιστήµιο Πατρών Η σύγχρονη καθηµερινότητα περιλαµβάνει πληροφορίες από τη σύγχρονη έρευνα στη βιολογία και βιοτεχνολογία σε άµεση συνάρτηση µε την υγεία και τη ζωή του ανθρώπου πάνω στη γη. Με δεδοµένη τη γενική έλλειψη βιοεπιστηµονικής καλλιέργειας το έργο της εξοικείωσης του κοινού µε προχωρηµένες έννοιες, όπως αυτές της βιοτεχνολογίας, είναι εξαιρετικά δύσκολο. Κινούµενοι προς αυτή την κατεύθυνση, πιστεύω ότι το σηµαντικότερο είναι να αναπτύξουµε την επιστηµολογία των µαθητών µας, δηλαδή να αντιλαµβάνονται ποια είναι η φύση της βιολογικής επιστήµης, πώς παράγεται η γνώση και πώς εγκυροποιείται, πότε και µε ποιους τρόπους πειθόµαστε για την εγκυρότητα µιας επιστηµονικής ανακοίνωσης, πότε η βιο - επιστήµη γίνεται βιο - τεχνολογία και τι τύπου κίνδυνοι εµπερικλείονται στις επιστηµονικές εφαρµογές. Θα προσπαθήσω να δώσω µερικές ιδέες για τη διδασκαλία της φύσης της επιστήµης σε συγκεκριµένα πλαίσια, όπως τα άρθρα των ερευνητών ή των εφηµερίδων, που θεωρείται ότι προάγουν την επιστηµονική καλλιέργεια µεταξύ µαθητών και φοιτητών. 9

Επιµόρφωση των εκπαιδευτικών στη φύση της επιστήµης: Η εµπειρία από τα ευρωπαϊκά προγράµµατα «STeT» και «The MAP prοject». Κόκκοτας Παναγιώτης ΠΤ Ε Πανεπιστηµίου Αθηνών Στις µέρες µας, η έρευνα σχετικά µε την εκπαίδευση στις Φυσικές Επιστήµες δίνει έµφαση στη σηµασία της ενσωµάτωσης στη διδασκαλία των Φυσικών Επιστηµών σηµαντικών στοιχείων από την Ιστορία τους, όπως µελέτες περίπτωσης (π.χ. Stinner et al., 2003; Bevilaqua & Giannetto, 1998; Heering, 2000, Matthews et al., 2001) καθώς επίσης και γεγονότα που αναδεικνύουν τη φύση των Φυσικών Επιστηµών και τη σηµασία τους στη διδασκαλία (π.χ. Osborne et al., 2003; McComas et al., 1998). Η έρευνα έχει επισηµάνει την ανάγκη των εκπαιδευτικών για καλύτερη αντίληψη της φύσης των Φυσικών Επιστηµών από µέρους τους και έχει δώσει έµφαση στον κρίσιµο ρόλο που αυτοί µε τη σειρά τους διαδραµατίζουν στην ανάπτυξη επιθυµητών αντιλήψεων για το θέµα αυτό από τους µαθητές (π.χ. Lederman 2007). Η έρευνα επισηµαίνει την αναγκαιότητα ρητής διδασκαλίας της φύσης των Φυσικών Επιστηµών στην εκπαίδευση των εκπαιδευτικών, η οποία µπορεί να γίνει µε την αξιοποίηση αυθεντικών ιστορικών γεγονότων από τις Φυσικές Επιστήµες, ώστε να αναδεικνύεται η κοινωνική και πολιτισµική διάσταση της φύσης των Φυσικών Επιστηµών. Στην εργασία θα παρουσιαστεί υλικό από τα ευρωπαϊκά προγράµµατα Science Teacher e-training (STeT) - Teaching Science using case studies from History of Science και «The MAP prοject: A teacher training program based on Science Education and History of Science» στα οποία είµαι επιστηµονικός υπεύθυνος και στα οποία µια σηµαντική διάσταση ήταν η σταδιακή εξοικείωση των επιµορφούµενων µε σύγχρονες απόψεις για τη φύση των Φυσικών Επιστηµών. 10

Οι απόψεις του F. Halbwachs για τη φύση της εξήγησης στη φυσική και οι συνέπειές τους για τη σχολική εκδοχή της ηµήτρης Κολιόπουλος Τµήµα Επιστηµών της Εκπαίδευσης και της Αγωγής στην Προσχολική Ηλικία, Πανεπιστήµιο Πατρών Οι επιστηµολογικές απόψεις του F. Halbwachs, ο οποίος υπήρξε συνεργάτης του J. Piaget, και, ειδικότερα, οι απόψεις του για την αιτιακή εξήγηση στη φυσική έχουν, κατά τη γνώµη µας, ιδιαίτερη σηµασία για το σχεδιασµό και την αξιολόγηση προγραµµάτων σχολικής φυσικής καθώς και για την αξιολόγηση των µαθητών στο συγκεκριµένο µάθηµα. Στην εργασία αυτή, περιγράφονται αυτές οι απόψεις, σχολιάζονται υπό το πρίσµα τους οι έρευνες για τις αντιλήψεις των µαθητών για τα φυσικά φαινόµενα και συζητούνται οι επιπτώσεις τους στο σχεδιασµό της διδασκαλίας της φυσικής στις διάφορες εκπαιδευτικές βαθµίδες. 11

Εξηγητικός πλουραλισµός: ένα βασικό χαρακτηριστικό της Φύσης της Επιστήµης Κώστας Καµπουράκης Εκπαιδευτήρια Γείτονα Στη φιλοσοφία της επιστήµης έχουν διατυπωθεί πολλές διαφορετικές θεωρήσεις για την επιστηµονική εξήγηση: α) το παραγωγικό-νοµολογικό µοντέλο, β) η αιτιακή θεώρηση, γ) η ενοποιητική θεώρηση και δ) η καιρετική θεώρηση. Το γεγονός αυτό έχει ως αποτέλεσµα να δίνονται διαφορετικού τύπου εξηγήσεις για τα ίδια φαινόµενα και η επιστήµη να χαρακτηρίζεται από εξηγητικό πλουραλισµό, δηλαδή πολλαπλότητα στις παρεχόµενες εξηγήσεις σε δυο διακριτά επίπεδα: α) στον τύπο των εξηγητέων και β) στον τύπο των εξηγούντων που χρησιµοποιούνται για το ίδιο εξηγητέο. Στην εργασία αυτή παρουσιάζονται οι εξηγήσεις στην εξελικτική βιολογία ως ένα παράδειγµα εξηγητικού πλουραλισµού και υποστηρίζεται ότι αυτός αποτελεί ένα βασικό χαρακτηριστικό της Φύσης της Επιστήµης. 12

Συσχετίσεις ανάµεσα σε φιλοσοφικές και παιδαγωγικές αντιλήψεις εκπαιδευτικών φυσικών επιστηµών Αλέξανδρος Αποστόλου*, Βασίλης Κουλαϊδής** * Εκπαιδευτήρια Γείτονα, ** Πανεπιστήµιο Πελοποννήσου Στην παρούσα έρευνα µελετήθηκαν οι συσχετίσεις ανάµεσα σε φιλοσοφικές και παιδαγωγικές αντιλήψεις εκπαιδευτικών οι οποίοι διδάσκουν Φυσικές Επιστήµες στη δευτεροβάθµια εκπαίδευση. Η έρευνα πραγµατοποιήθηκε µε τη χρήση ηµιδοµηµένων ατοµικών συνεντεύξεων µε 35 έµπειρους εκπαιδευτικούς. Πιο συγκεκριµένα µελετήθηκαν οι αντιλήψεις τους για πέντε φιλοσοφικά ζητήµατα: για τέσσερα επιστηµολογικά και πιο συγκεκριµένα για το ζήτηµα της επιστηµονικής µεθόδου, το ζήτηµα της διάκρισης της επιστηµονικής γνώσης, το ζήτηµα της αλλαγής της επιστηµονικής γνώσης και το ζήτηµα του κύρους της επιστηµονικής γνώσης και για ένα οντολογικό, για το ζήτηµα του οντολογικού κύρους των επιστηµονικών θεωριών. Επίσης µελετήθηκαν οι αντιλήψεις τους για δύο παιδαγωγικά ζητήµατα, για τις αντιλήψεις τους που έχουν να κάνουν µε γενικά χαρακτηριστικά της διδασκαλίας και της µάθησης και για τις αντιλήψεις τους που έχουν να κάνουν µε τον έλεγχο κατά τη διάρκεια της διδασκαλίας. Οι απόψεις των εκπαιδευτικών κατηγοριοποιήθηκαν για το κάθε θέµα και διερευνήθηκαν οι συσχετίσεις των απόψεών τους στα διάφορα θέµατα. Από τη µελέτη των συσχετίσεων φάνηκε πως υπάρχουν δύο οµάδες αντιλήψεων. Η πρώτη οµάδα περιλαµβάνει τις αντιλήψεις εκείνων των εκπαιδευτικών που γενικά δίνουν ιδιαίτερη έµφαση στο διδακτικό αντικείµενο, στη µεταφορά γνώσης, την εξωτερική ενίσχυση των µαθητών και θεωρούν ότι η σκέψη των µαθητών θα αναπτυχθεί και θα διαµορφωθεί από την παρέµβαση του σχολείου ή και του περιβάλλοντος, χωρίς να δίνουν ιδιαίτερη σηµασία στις πρότερες αντιλήψεις των µαθητών. Αυτοί οι εκπαιδευτικοί στην πλειοψηφία τους υπερασπίζονται µορφές διδασκαλίας µε ισχυρή περιχάραξη. Οι ίδιοι εκπαιδευτικοί συνήθως απορρίπτουν τις πραγµατιστικές θέσεις στο οντολογικό ζήτηµα και επιλέγουν εµπειρικο-επαγωγικές ή υποθετικο-παραγωγικές θέσεις στο επιστηµολογικό ζήτηµα της επιστηµονικής αλλαγής. Η δεύτερη οµάδα αποτελείται από τις απόψεις των εκπαιδευτικών που γενικά δίνουν ιδιαίτερη έµφαση στο µαθητή και στον τρόπο µε τον οποίο θα επιτευχθεί η µάθηση και θεωρούν ότι στη σκέψη του µαθητή υπάρχουν δεδοµένες λειτουργίες και απόψεις οι οποίες έχουν βαθύτερες ρίζες και οι οποίες δεν µπορούν να αγνοηθούν από την εκπαιδευτική διαδικασία. Αυτοί οι εκπαιδευτικοί στην πλειοψηφία τους υπερασπίζονται µορφές διδασκαλίας µε ασθενή ή µέτρια περιχάραξη. Οι εκπαιδευτικοί αυτοί συνήθως επιλέγουν πραγµατιστικές θέσεις στο 13

οντολογικό ζήτηµα και συµφραστικές ή σχετικιστικές στο επιστηµολογικό ζήτηµα της αλλαγής της επιστηµονικής γνώσης. 14

Επιστηµολογική επάρκεια: µια θεµελιώδης συνιστώσα των µαθησιακών επιδιώξεων στις Φυσικές Επιστήµες Κώστας Π. Κωνσταντίνου Ερευνητική Οµάδα Μάθησης στις Φυσικές και Περιβαλλοντικές Επιστήµες, Πανεπιστήµιο Κύπρου Η συµβατική διδασκαλία και το πλαίσιο των µαθησιακών επιτευγµάτων τα οποία προδιαγράφονται στα συνήθη Αναλυτικά Προγράµµατα δεν αναφέρονται ρητά στη φύση της επιστήµης. Αυτό µπορεί να συµβαίνει διότι θεωρείται είτε ότι η επιστηµολογική επάρκεια αναπτύσσεται αυθόρµητα µέσα από το ευρύτερο πλαίσιο διδασκαλίας και µάθησης στις Φυσικές Επιστήµες, είτε ότι µπορεί να αναπτυχθεί αργότερα, αφού πρώτα ικανοποιηθούν άλλα προαπαιτούµενα όπως είναι η εννοιολογική κατανόηση, η επιστηµονική σκέψη ή η ποσοτική ανάλυση. Στην αρχή της παρουσίασής µου θα αναφερθώ στις ενδείξεις που προκύπτουν από εµπειρικές µελέτες στη ιδακτική των Φυσικών Επιστηµών οι οποίες καταρρίπτουν και τις δύο θεωρήσεις. Ακολούθως, θα περιγράψω συνοπτικά τις διάφορες πτυχές που µπορούν να συνθέσουν ένα µακροχρόνιο πρόγραµµα καλλιέργειας επιστηµολογικής επάρκειας σε συνδυασµό µε την εννοιολογική κατανόηση και την επιστηµονική σκέψη. Τέλος, θα αναφερθώ σε συγκεκριµένες διδακτικές επινοήσεις οι οποίες έχουν αναπτυχθεί από την ερευνητική οµάδα µας µε στόχο να τεκµηριώσουµε έµπρακτα τη δυνατότητα εφαρµογής αυτών των ιδεών. 15

Η φύση της επιστήµης ως οριζόντιος άξονας στην εκπαίδευση των εκπαιδευτικών που διδάσκουν φυσικές επιστήµες. Κατερίνα Πλακίτση Λέκτορας της ιδακτικής των εννοιών των Φυσικών Επιστηµών Παιδαγωγικό Τµήµα Νηπιαγωγών, Σχολή Επιστηµών της Αγωγής Πανεπιστήµιο Ιωαννίνων Η εργασία διαπραγµατεύεται το ζήτηµα της καθιέρωσης της φύσης της επιστήµης ως οριζόντιου άξονα στην εκπαίδευση των εκπαιδευτικών. Σε πρώτο επίπεδο αναπτύσσεται η αξία της διδασκαλίας της φύσης της επιστήµης στην εκπαίδευση των εκπαιδευτικών που διδάσκουν φυσικές επιστήµες στη βασική εκπαίδευση. Σε δεύτερο επίπεδο περιγράφονται ερευνητικές δραστηριότητες στο Παιδαγωγικό Τµήµα Νηπιαγωγών του Πανεπιστηµίου Ιωαννίνων, όπου µελετάται η διδασκαλία της φύσης της επιστήµης σε προπτυχιακά, επιµορφωτικά, εξ αποστάσεως και διαβίου µάθησης εκπαιδευτικά προγράµµατα. ίνεται έµφαση στην καλλιέργεια των βασικών αρχών της φύσης της επιστήµης (McComas, 2005) στο σχεδιασµό αναλυτικών προγραµµάτων εκπαίδευσης και επιµόρφωσης των εκπαιδευτικών στις φυσικές επιστήµες. Ειδικότερα οι βασικές αρχές της φύσης της επιστήµης µπορούν να αποτελούν α) διδακτικό αντικείµενο στόχο, β) υπόβαθρο στις εργαστηριακές και διδακτικές ασκήσεις της βασικής εκπαίδευσης των εκπαιδευτικών στο Πανεπιστήµιο, γ) κορµό στα εξ αποστάσεως και διαβίου προγράµµατα εκπαίδευσης και κατάρτισης (Comenius κ.ά.). 16

Οι Τεχνολογίες της Πληροφορίας και των Επικοινωνιών ως εργαλείο ανάπτυξης της επιστηµονικής σκέψης : προκλήσεις και δυνατότητες για τη διδασκαλία των Φυσικών Επιστηµών Αθανάσιος Τζιµογιάννης Τµήµα Κοινωνικής και Εκπαιδευτικής Πολιτικής, Πανεπιστήµιο Πελοποννήσου Είναι ευρύτατα αποδεκτό ότι η τυπική σχολική εκπαίδευση δεν έχει καταφέρει να αποδειχθεί αποτελεσµατική σε ότι αφορά στην οικοδόµηση επαρκών αναπαραστάσεων για τις έννοιες των Φυσικών Επιστηµών (ΦΕ) και στη βαθύτερη κατανόηση της επιστηµονικής µεθόδου. Η έρευνα δείχνει ότι η σχολική επιστήµη έχει αποτύχει να κερδίσει το ενδιαφέρον των µαθητών και να τους βοηθήσει να διαµορφώσουν µια συνολική εικόνα για την επιστήµη, η οποία να είναι χρήσιµη στην καθηµερινή τους ζωή. Ακόµη και µαθητές µε υψηλούς βαθµούς δεν είναι σε θέση να προσεγγίσουν ουσιαστικά τις βασικές έννοιες και τις µεθόδους που θεµελιώνουν τη φύση της επιστήµης. Τα τελευταία χρόνια διαπιστώνεται διεθνώς µια τάση για αλλαγές στα προγράµµατα σπουδών των ΦΕ, οι οποίες επικεντρώνονται στην κατανόηση του πώς συγκροτείται η επιστηµονική σκέψη και στην ανάδειξη των περίπλοκων και σηµαντικών συσχετίσεων µεταξύ επιστήµης, τεχνολογίας και κοινωνίας. Παράλληλα, αναπτύσσεται µια µεγάλη συζήτηση για τις σύγχρονες παιδαγωγικές προσεγγίσεις στη διδασκαλία των ΦΕ, η οποία έχει ως επίκεντρο την ενεργοποίηση των µαθητών µέσα από αυθεντικές διερευνητικές-συνεργατικές µαθησιακές δραστηριότητες. Στο πλαίσιο αυτό έχει προταθεί η αξιοποίηση και εφαρµογή των ΤΠΕ ως γνωστικά εργαλεία, τα οποία παρέχουν στην εκπαίδευση των ΦΕ νέους τρόπους αναπαράστασης των εννοιών και νέες µεθοδολογίες επίλυσης προβληµάτων. Επιπλέον, διαµορφώνουν περιβάλλοντα ενεργητικής µάθησης και ανάπτυξης δεξιοτήτων (µοντελοποίηση λύσεων, δηµιουργικότητα, κριτική και αναλυτική σκέψη, συνθετική ικανότητα, διερευνητική µάθηση, συνεργατική επίλυση προβληµάτων). Στην εργασία αυτή διαπραγµατεύεται το παιδαγωγικό πλαίσιο εφαρµογής των ΤΠΕ στη διδασκαλία των ΦΕ ως εργαλείο ανάπτυξης της επιστηµονικής σκέψης. Αναλύονται οι βασικές παιδαγωγικές αρχές, οι µεθοδολογίες και οι προσεγγίσεις σχεδιασµού µαθησιακών δραστηριοτήτων βασισµένων στις ΤΠΕ και παρουσιάζονται ενδεικτικά παραδείγµατα εφαρµογής στη διδακτική πράξη. 17

Β. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑ Η Φύση της Επιστήµης: Τι να ιδάξουµε και Πώς να το ιδάξουµε William F McComas University of Arkansas Το εργαστήριο αυτό περιλαµβάνει συζήτηση και πρακτικές δραστηριότητες. Η συζήτηση θα επικεντρωθεί στα στοιχεία της Φύσης της Επιστήµης στα οποία θα πρέπει να εστιάσουµε εάν θέλουµε να ενισχύσουµε τη διδασκαλία και τη µάθηση των Φυσικών Επιστηµών, παράλληλα µε µερικές γενικές σκέψεις για το πώς µπορούµε να εντάξουµε στοιχεία για τη Φύση της Επιστήµης µέσα στη διδασκαλία των Φυσικών Επιστηµών. Το εργαστήριο θα ολοκληρωθεί µε ορισµένα πρακτικά παραδείγµατα διδασκαλίας της Φύσης της Επιστήµης στη σχολική τάξη. 18

Στοιχεία υποθετικο-παραγωγικού συλλογισµού στη διδασκαλία: Ένα σχέδιο µελέτης της περιόδου του απλού εκκρεµούς στην Γ γυµνασίου Σωτήρης όσης*, ηµήτρης Κολιόπουλος** *Φυσικός, /θµια εκπαίδευση, **Επίκουρος καθηγητής ΤΕΕΑΠΗ Παν/µίου Πατρών Η παραδοσιακή µελέτη του απλού εκκρεµούς στο Ελληνικό αναλυτικό πρόγραµµα του Γυµνάσιου, χαρακτηρίζεται από τη χρήση διαφορετικών εννοιολογικών πλαισίων, την εµπειριστική µεθοδολογική προσέγγιση και την ανυπαρξία της πολιτισµικής συνιστώσας της επιστηµονικής γνώσης. Η εργασία µας διαπραγµατεύεται την εισαγωγή ενός καινοτοµικού προγράµµατος µελέτης της περιόδου του απλού εκκρεµούς. Βασικό µεθοδολογικό χαρακτηριστικό του προγράµµατος είναι η υποθετικο-παραγωγική προσέγγιση της περιόδου του εκκρεµούς, σε σχέση µε το µήκος του νήµατος του απλού εκκρεµούς και την επιτάχυνση της βαρύτητας. 19

Άµεση και έµµεση διδασκαλία για τη Φύση της Επιστήµης: παρουσίαση ενός προγράµµατος στο πλαίσιο της Βιοτεχνολογίας ηµήτρης Νοταράς, Αλέξανδρος Αποστόλου, Σταύρος Γιαλούµης, Χρήστος Κουβάτσος, Εκπαιδευτήρια Γείτονα Σε αυτό το εργαστήριο παρουσιάζονται ορισµένες δραστηριότητες που πραγµατοποιήθηκαν στο πλαίσιο του προγράµµατος «Φύση της Επιστήµης και Βιοτεχνολογίας» που εντάχθηκε στο µάθηµα της Τεχνολογίας της Α τάξης του Ενιαίου Λυκείου. Το πρόγραµµα αυτό διακρίνεται σε δύο επιµέρους ενότητες. Η πρώτη ενότητα περιλαµβάνει την άµεση (explicit) διδασκαλία στοιχείων της «Φύση της Επιστήµης», µέσω συγκεκριµένων δραστηριοτήτων. Η δεύτερη ενότητα περιλαµβάνει την έµµεση (implicit) διδασκαλία για τη «Φύση της Επιστήµης» µέσω δραστηριοτήτων που σχετίζονται µε τη Βιοτεχνολογία, η οποία επελέγη λόγω του ισχυρού διαθεµατικού και επίκαιρου χαρακτήρα της. Θεωρούµε ότι η παρέµβαση αυτή συνεισφέρει στην κατανόηση από µέρους των µαθητών επίκαιρων θεµάτων µε σοβαρές κοινωνικές επιπτώσεις και κατ επέκταση συµβάλλει στην επίτευξη στόχων της επιστηµονικής εγγραµµατοσύνης (science literacy). Από την εφαρµογή του προγράµµατος διαπιστώθηκε ότι οι µαθητές ανταποκρίνονται µε µεγάλο ενδιαφέρον στις δραστηριότητες που περιλαµβάνει η άµεση και η έµµεση διδασκαλία για τη Φύση της Επιστήµης, αναπτύσσοντας τις απαιτούµενες εργαστηριακές και επικοινωνιακές δεξιότητες. 20

Η ανάλυση των δασκαλοµαθητικών διαλόγων στο µάθηµα των φυσικών επιστηµών ως αναστοχαστικό εργαλείο για τον εντοπισµό των συνοδευτικών νοηµάτων που «επικοινωνούνται» για τη φύση των φυσικών επιστηµών Παναγιώτης Πήλιουρας Σχολικός Σύµβουλος 10ης Περιφ. ηµ. Εκπ/σης Αθηνών Στις µέρες µας γίνεται ευρέως αποδεκτό ότι ένας βασικός σκοπός της εκπαίδευσης είναι οι µαθητές να βοηθηθούν, ώστε να αναπτύξουν αποδεκτές απόψεις για τη φύση των φυσικών επιστηµών. Μελέτες έχουν δείξει ότι οι απόψεις της πλειονότητας των εκπαιδευτικών για τη φύση των φυσικών επιστηµών δεν είναι τόσο συµβατές µε τις τρέχουσες αποδεκτές από την ερευνητική κοινότητα θέσεις για αυτή και έχουν προταθεί διάφορες προσεγγίσεις για το µετασχηµατισµό τους. υο βασικές κατευθύνσεις είναι οι υπόρρητες και οι ρητές επιµορφωτικές προσπάθειες. Η ανασκόπηση των ερευνών δείχνει ότι οι ρητές προσπάθειες είναι σχετικά πιο αποτελεσµατικές. Η πρότασή µας αφορά τη χρήση και την αξιοποίηση µιας ρητής στρατηγικής, της ανάλυσης λόγου από τους ίδιους τους εκπαιδευτικούς, ως αναστοχαστικό εργαλείο των νοηµάτων που «επικοινωνούνται» σχετικά µε διαστάσεις της φύσης των φυσικών επιστηµών και βασίζεται στην παραδοχή, ότι ο κριτικός αναστοχασµός των τρόπων που διαµορφώνουµε νοήµατα µπορεί να µας προσφέρει τη δυνατότητα να εξετάσουµε και να αναζητήσουµε πιθανούς εναλλακτικούς τρόπους επικοινωνιακών δράσεων κατά τη διάρκεια του µαθήµατος των φυσικών επιστηµών. Θέµα του εργαστηρίου είναι οι εκπαιδευτικοί, αφού ενηµερωθούν για τις θέσεις που γίνονται στις µέρες µας αποδεκτές για τη φύση των φυσικών επιστηµών, έχοντας στη διάθεσή τους εργαλεία ανάλυσης λόγου να αναλύσουν δασκαλοµαθητικές στιχοµυθίες προερχόµενες από πραγµατικές συνθήκες τάξης για να εντοπίσουν τα συνοδευτικά νοήµατα που αναδύονται σχετικά µε τη φύση των φυσικών επιστηµών κατά τη διάρκεια αυτών των στιχοµυθιών. Στόχοι του εργαστηρίου είναι οι συµµετέχοντες: Να ενηµερωθούν και να συζητήσουν για τη φύση των φυσικών επιστηµών. Να µελετήσουν δασκαλοµαθητικούς διαλόγους και να τους αναλύσουν ως προς τα νοήµατα που «επικοινωνούνται» σχετικά µε τη φύση των φυσικών επιστηµών. (Ποια νοήµατα «δηµιουργούµε» / «επικοινωνούµε» στην τάξη µας για τη φύση των φυσικών επιστηµών;) 21

Να προβληµατιστούν για τα ζητήµατα που δηµιουργούνται όταν από τους λόγους των διδασκόντων «επικοινωνούνται» µη επιθυµητά συνοδευτικά νοήµατα για τη φύση των φυσικών επιστηµών. Να ασκηθούν σε δεξιότητες κριτικής ανασύστασης των λόγων των διδασκόντων, έτσι ώστε πιθανόν να «επικοινωνούν» πιο επιθυµητά νοήµατα για τη φύση των Φυσικών Επιστηµών. (Πώς θα µπορούσαµε να µιλούµε στην τάξη µας ώστε να δηµιουργούµε πιο επιθυµητά νοήµατα για τη φύση των φυσικών επιστηµών; ιαµόρφωση πιο επιθυµητών πρακτικών λόγου.) 22

Γ. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ O αρβινισµός στο ιστορικό, πολιτιστικό και κοινωνικό πλαίσιο της Βικτωριανής Αγγλίας: ένα πρόγραµµα για τη διδασκαλία της Φύσης της Επιστήµης Χρήστος Γρηπιώτης, Κώστας Καµπουράκης Εκπαιδευτήρια Γείτονα Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται ένα πρόγραµµα για τη διδασκαλία της Φύσης της Επιστήµης, το οποίο αποτελεί µια µελέτη των κοινωνικών, πολιτιστικών και επιστηµονικών χαρακτηριστικών της Αγγλίας του 19 ου αιώνα. Πρόκειται για µια σειρά διαλέξεων που είχαν ως στόχο να κατανοήσουν οι µαθητές µια κεντρική ιδέα της φύσης της επιστήµης, ότι υπάρχουν ιστορικές, πολιτιστικές και κοινωνικές επιρροές στις πρακτικές και στις κατευθύνσεις της επιστήµης, µέσω µιας καλά µελετηµένης ιστορικής περίπτωσης: της ανάπτυξης της εξελικτικής θεωρίας του αρβίνου. Το πρόγραµµα περιέλαβε διαλέξεις σχετικά µε: α) τα χαρακτηριστικά της Βικτωριανής κοινωνίας, β) τις απόψεις των διανοητών που επηρέασαν το αρβίνο (ιστορικές επιρροές), γ) πτυχές της προσωπικής και κοινωνικής ζωής του ίδιου του αρβίνου που επηρέασαν τη δηµοσίευση της θεωρίας του (κοινωνικές επιρροές), δ) τη σχέση µεταξύ θρησκείας και επιστήµης (πολιτιστικές επιρροές) και ε) τη σχέση µεταξύ επιστήµης και λογοτεχνίας. Ένας δευτερεύων στόχος του προγράµµατος ήταν η παρουσίαση της θεωρίας του αρβίνου και η κατάρριψη ορισµένων µύθων σχετικά µε τις θρησκευτικές πεποιθήσεις του ίδιου και την αντιπαράθεση Huxley Wilberforce. Σε κάθε περίπτωση στους µαθητές παρουσιάστηκαν τα ιστορικά γεγονότα, ωστόσο η διδασκαλία βασίστηκε στην ανάλυση αποσπασµάτων από τα πρωτότυπα κείµενα της εποχής. 23

Η συνειδητοποίηση µέσα απο ανοικτού τύπου διερευνητικές δραστηριότητες του ρόλου της δηµιουργικότητας στην επιστήµη Βασίλης Ζαµπετάκης Εκπαιδευτήρια Γείτονα Στην παρουσίαση αυτή θα γίνει µια εισαγωγή στην έννοια και τις κατηγορίες της δηµιουργικότητας. Θα τονιστεί ο ρόλος της δηµιουργικότητας σαν βασικό χαρακτηριστικό της επιστηµονικής δραστηριότητας και θα δοθούν συγκεκριµένα παραδείγµατα δηµιουργικότητας από την ιστορία των Φυσικών Επιστηµών. Θα γίνει µια σύντοµη περιγραφή των διερευνητικών δραστηριοτήτων ανοικτού τύπου σε συνδυασµό µε την επιστηµονική µέθοδο που ακολουθείται στο πρόγραµµα του διεθνούς απολυτήριου (IB). Τέλος θα παρουσιαστεί µια συγκεκριµένη διερευνητική δραστηριότητα ανοικτού τύπου στη Φυσική που έγινε σε ένα τµήµα του IB1 και θα συζητηθεί η συµβολή της στην κατανόηση της σηµασίας της δηµιουργικότητας στην επιστήµη. 24

Η διδασκαλία στοιχείων της Φύσης των Φυσικών επιστηµών µέσα από τη διαµάχη του R. Millikan και του F. Ehrenhaft για την ύπαρξη στοιχειώδους ηλεκτρικού φορτίου. Ελένη Παρασκευοπούλου*, ηµήτρης Κολιόπουλος** * Εκπαιδευτήρια Γείτονα, ** Πανεπιστήµιο Πατρών Στις αρχές του 20 ου αιώνα οι φυσικοί συζητούσαν την υπόθεση της ύπαρξης µιας ελάχιστης ποσότητας ηλεκτρικού φορτίου η οποία µεταφερόταν από ένα σωµατίδιο που ονοµαζόταν ηλεκτρόνιο. Ο αµερικάνος φυσικός R. Millikan το 1908 αποφάσισε να διερευνήσει το ζήτηµα και γι αυτό το σκοπό πραγµατοποίησε ένα πείραµα που έµεινε στην ιστορία σαν «το πείραµα της σταγόνας λαδιού του Millikan». Την ίδια εποχή ένας άλλος σπουδαίος Ευρωπαίος φυσικός ο F. Ehrenhaft καθηγητής στο πανεπιστήµιο της Βιέννης πειραµατιζόταν πάνω στην ανάδειξη της φύσης του ηλεκτρικού φορτίου. Οι δύο επιστήµονες χρησιµοποίησαν περίπου την ίδια πειραµατική διάταξη και συνέλλεξαν παρόµοια πειραµατικά δεδοµένα, όµως εξαιτίας των διαφορετικών καθοδηγητικών τους υποθέσεων τα ερµήνευσαν εντελώς διαφορετικά. Ο µεν Millikan υποστήριξε ότι υπάρχει µια ελάχιστη ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου που µεταφέρεται από ένα σωµατίδιο, το ηλεκτρόνιο, και οποιαδήποτε άλλη ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου είναι ακέραιο πολλαπλάσιο αυτής, ενώ ο Ehrenhaft ότι υπάρχουν κλασµατικά ηλεκτρικά φορτία («υποηλεκτρόνια») και ότι το ηλεκτρικό φορτίο είναι συνεχές. Η διαµάχη Millikan-Ehrenhaft διήρκεσε για πολλά χρόνια (1910-1923) και συζητιόταν σε επιστηµονικές συναντήσεις στις οποίες λάµβαναν µέρος επιστήµονες όπως o Max Plank, Jean Perrin, Albert Einstein, Arnold Sommerfeld, Max Born και Erwin Schrödinger. Στη συγκεκριµένη εργασία γίνεται προσπάθεια να χρησιµοποιηθεί η συγκεκριµένη ιστορική διαµάχη για να διδαχθούν µαθητές της Β λυκείου τα ακόλουθα στοιχεία της φύσης των Φυσικών Επιστηµών: a. Οι φυσικές επιστήµες αναζητούν, παράγουν και εξαρτώνται από εµπειρικά δεδοµένα b. Οι ιδέες, οι παρατηρήσεις και οι ερµηνείες στις φυσικές επιστήµες είναι «καθοδηγούµενες από τη θεωρία». c. Η επιστηµονική γνώση είναι ένα προϊόν της ανθρώπινης φαντασίας και δηµιουργικότητας. Με άλλα λόγια οι επιστήµονες παράγουν (εφευρίσκουν) εξηγήσεις χρησιµοποιώντας τη φαντασία και τη δηµιουργικότητα τους. 25