Τα µοντέλα στις εικόνες των σχολικών εγχειριδίων Φυσικής του Γυµνασίου

Τα µοντέλα στις εικόνες των σχολικών εγχειριδίων Φυσικής του Γυµνασίου Μαρία Σωτηράκου και Κρυσταλλία Χαλκιά ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην παρούσα εργασία επιδιώκεται η διερεύνηση των µοντέλων που απεικονίζονται στις σελίδες του σχολικού εγχειριδίου Φυσικής της Β Γυµνασίου. Οι Έλληνες µαθητές έρχονται για πρώτη φορά σε επαφή µε συστηµατικό τρόπο µε τις έννοιες της Φυσικής στη Β Γυµνασίου. Η µελέτη των µοντέλων που συναντώνται στις σελίδες του σχολικού εγχειριδίου φανερώνουν τους τρόπους µε τους οποίους η ελληνική εκπαίδευση επιχειρεί το µετασχηµατισµό των επιστηµονικών µοντέλων σε σχολικά-διδακτικά µοντέλα και τη συνακόλουθη οπτική αναπαράστασή τους στις σελίδες του σχολικού εγχειριδίου. Ως πλαίσιο ανάλυσης αυτών των εικόνων επελέγη µια κατάλληλα διαµορφωµένη σύµφωνα µε την ελληνική πραγµατικότητα ταξινοµία µοντέλων. Σε όλα τα κεφάλαια του βιβλίου καταγράφεται σηµαντικός αριθµός συµβατικών θεωρητικών µοντέλων, στοιχείο που καθορίζει το βασικό επιστηµολογικό πλαίσιο συγγραφής του συγκεκριµένου βιβλίου, (µικροσκοπική θεώρηση των εννοιών και φαινοµένων της Φυσικής). Ταυτόχρονα διαπιστώνεται ευρεία χρήση ιστορικών και υβριδικών επιστηµονικών µοντέλων, πράγµα που τονίζει την ιστορική σταθερότητα του επιστηµολογικού πλαισίου που υποστηρίζουν στη διδακτική πράξη. ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙ ΙΑ : Μοντέλο, βιβλίο Φυσικής, Γυµνάσιο ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η χρήση των µοντέλων στη διαµόρφωση της ανθρώπινης γνώσης είναι πλέον ιστορικά αποδεκτή από την επιστηµονική κοινότητα. Θεωρούνται ως βασικό οργανικό στοιχείο των διαδικασιών που εµπλέκονται στη σύλληψη, κατασκευή και κατανόηση των επιστηµονικών θεωριών και συνιστούν την κύρια δραστηριότητα των επιστηµόνων που εργάζονται στο χώρο των Φυσικών Επιστηµών (Φ.Ε.) (Harrison 2000, Greca et al 2000). Αποτελούν το βασικό µέσον επικοινωνίας των επιστηµόνων και χαρακτηρίζουν τόσο τα προϊόντα των Φ.Ε., όσο και τις µεθόδους τους. Ως εκ τούτου, θεωρούνται τα κύρια εργαλεία µάθησης και διδασκαλίας των Φ.Ε. (Gilbert, 1993). Ο ίδιος (Gilbert, 1991), προτείνει να οριστούν οι Φυσικές Επιστήµες ως «µια διαδικασία δηµιουργίας µοντέλων», οι δε Wittgenstein (1963) και Klaus (1979) τονίζουν ότι η κατανόηση του γύρω κόσµου επιτυγχάνεται µόνο µέσω των µοντέλων. Στο ερώτηµα, «τι είναι µοντέλο;», ο Gilbert (1995) αναφέρει : «Μια απλοποιηµένη αναπαράσταση ενός αντικειµένου, ενός γεγονότος, µιας ιδέας, µιας διαδικασίας ή γενικότερα ενός συστήµατος, η οποία αναδεικνύει ορισµένα ειδικά στοιχεία του υπό µελέτη συστήµατος», ενώ η Minsky (1995) ορίζει το µοντέλο ως: «Οποιαδήποτε δοµή την οποίαν κάθε άνθρωπος µπορεί να χρησιµοποιεί ώστε να προσοµοιώνει ή να προβλέπει τη συµπεριφορά κάποιου άλλου πράγµατος». 1

Τα εννοιολογικά µοντέλα συνοψίζουν µε έναν απλό, αφαιρετικό και κανονιστικό τρόπο τις κρατούσες απόψεις της επιστηµονικής κοινότητας για τη λειτουργία του κόσµου. Αποτελούν εξωτερικές αναπαραστάσεις των νοητικών µοντέλων των επιστηµόνων και εκφράζονται µέσω του λόγου, της γραπτής περιγραφής και των εικόνων. Συνήθως συνιστούν ισχυρά ερµηνευτικά και προβλέψιµα εργαλεία, που προκύπτουν από την αλληλεπίδραση των υποκειµένων µε τον κόσµο (Greca et al 2000). Όµως είναι σηµαντικό να τονιστεί ότι τα µοντέλα είναι εργαλεία σκέψης και ερµηνείας και όχι η ίδια η πραγµατικότητα. Τα προϋπάρχοντα νοητικά µοντέλα των µαθητών - στα οποία δρουν και τροποποιούν τα διδακτικά µοντέλα - αναφέρονται στις προσωπικές εσωτερικές αναπαραστάσεις των µαθητών για τη λειτουργία του γύρω κόσµου. Συγκροτούν νοητικές οντότητες, οι οποίες οικοδοµούνται µε βάση προσωπικές εµπειρίες και βοηθούν το µαθητή να συλλογίζεται για τον έξω κόσµο. Συνήθως αποτελούν ατελή ή πρόδροµα εννοιολογικά µοντέλα, τα οποία µπορεί να απέχουν λίγο ή πολύ από τα επιστηµονικά εννοιολογικά µοντέλα. Τα διδακτικά µοντέλα αναπτύσσονται και χρησιµοποιούνται από τους εκπαιδευτικούς και τους συντάκτες των αναλυτικών προγραµµάτων, προκειµένου να βοηθήσουν τους µαθητές να τροποποιήσουν τα νοητικά µοντέλα τους και να προσεγγίσουν τα επιστηµονικά εννοιολογικά µοντέλα (Gobert 2000). Τα µοντέλα αυτά διευκολύνουν τον εκπαιδευτικό να παρουσιάζει τα φυσικά φαινόµενα και τις έννοιες οι οποίες είναι δύσκολο να προσεγγιστούν εκπαιδευτικά άµεσα στην τάξη, λόγω ποικίλων περιορισµών. Έτσι η χρήση των µοντέλων, κυρίως µέσω κονστρουκτιβιστικών προσεγγίσεων, κάνει οικείες και κατανοητές αυτές τις φυσικές έννοιες στους µαθητές (Harrison, 1996). Η δεκαετία του 1980 ήταν καθοριστική για τη χρήση των µοντέλων και της µοντελοποίησης στο περιεχόµενο των αναλυτικών προγραµµάτων στις Φ.Ε. (National Science Board Commission on Precollege Education in Mathematics 1983, Giere 1991). Σήµερα, τα µοντέλα θεωρούνται αναπόσπαστο κοµµάτι της επιστηµονικής βιβλιογραφίας (Gilbert and Boulter 1998, Gilbert 1991). Στην παρούσα εργασία επιδιώκεται η διερεύνηση των µοντέλων που απεικονίζονται στις σελίδες του σχολικού εγχειριδίου Φυσικής της Β Γυµνασίου. Όπως είναι γνωστό, στη Β Γυµνασίου οι Έλληνες µαθητές έρχονται για πρώτη φορά σε επαφή µε συστηµατικό τρόπο µε τις έννοιες της Φυσικής. Εποµένως, θα είχε ενδιαφέρον να αποτυπωθούν οι απόψεις της πολιτείας µέσω του εγκεκριµένου εγχειριδίου Φυσικής για το µετασχηµατισµό των επιστηµονικών µοντέλων σε σχολικά-διδακτικά µοντέλα και τη συνακόλουθη οπτική αναπαράστασή τους στις σελίδες του σχολικού εγχειριδίου. Ως πλαίσιο ανάλυσης αυτών των εικόνων επελέγη µία µια κατάλληλα διαµορφωµένη σύµφωνα µε την ελληνική πραγµατικότητα ταξινοµία µοντέλων. ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Η ανάγκη για συστηµατική «ανάγνωση» των διδακτικών µοντέλων που αναπαριστώνται στις εικόνες του σχολικού βιβλίου Φυσικής της Β Γυµνασίου οδήγησε στην κατασκευή σχετικής ταξινοµίας, η οποία απλουστεύει και συνοψίζει στοιχεία της ταξινοµίας των Harrison και Treagust (2000). Ταυτόχρονα αναζητήθηκαν «υβριδικά» µοντέλα, δηλαδή µοντέλα τα οποία εµπεριέχουν σπέρµατα της ιστορικής εξέλιξης των 2

προϋπαρχόντων επιστηµονικών µοντέλων, και τα οποία συχνά χρησιµοποιούνται στη διδασκαλία των εννοιών στις Φ.Ε. Η αναζήτηση/διερεύνηση αυτών των µοντέλων στοχεύει στην «καταµέτρηση» του παιδαγωγικού/διδακτικού οφέλους που προκαλεί η χρήση τους και στις δυνατότητες µεγιστοποίησής του. Επίσης στοχεύει στον εντοπισµό των αντιλήψεων που επικρατούν στην εκπαιδευτική κοινότητα (συγγραφείς σχολικών εγχειριδίων, κτλ.) για το µετασχηµατισµό και την αξιοποίηση των επιστηµονικών µοντέλων στη διδακτική πράξη. Η ταξινοµία που διαµορφώθηκε περιλαµβάνει τις ακόλουθες κατηγορίες µοντέλων : Α. Μαθηµατικά µοντέλα: είναι τα µοντέλα που περιγράφουν αφαιρετικά την εξέλιξη ενός φαινοµένου, π.χ. οι γραφικές παραστάσεις. Β. Μεικτά περιγραφικά µοντέλα: είναι τα µοντέλα που συνίστανται στη µεικτή χρήση οικείων καθηµερινών απεικονίσεων και συµβόλων (π.χ. τόξα), προκειµένου να καταδειχθεί η λειτουργία ενός φαινοµένου, όπως : 1. η περιγραφή λειτουργίας σύνθετων φαινοµένων, π.χ. κύκλος νερού, κ.λ.π. 2. η περιγραφή των µερών ή/και της λειτουργίας σύνθετων διατάξεων, ή δοµών του υπαρκτού κόσµου π.χ. φράγµα, κινητήρας, κ.λ.π. Γ. Συµβατικά θεωρητικά µοντέλα: είναι τα µοντέλα που µέσω οπτικοποιήσεων - µε τη χρήση συµβάσεων - παρουσιάζουν οντότητες / έννοιες του µικρόκοσµου και του µακρόκοσµου π.χ. µόρια, άτοµα, ηλεκτρόνια, πλανήτες κτλ.. Προµοντέλα : αποτελούν διαδοχικές εικόνες οπτικής αναπαράστασης της εξέλιξης ενός πειράµατος, οι οποίες αποσκοπούν στην ενεργοποίηση του δέκτη/µαθητή, µε σκοπό να δηµιουργήσει µόνος του ένα νέο ή να τροποποιήσει το ήδη υπάρχον νοητικό του µοντέλο. Ε. Υβριδικά µοντέλα : είναι τα µοντέλα που εµπεριέχουν κάποια κοινά χαρακτηριστικά διαφόρων επιστηµονικών µοντέλων, καθένα των οποίων συνοψίζει τις επικρατούσες αντιλήψεις της επιστηµονικής κοινότητας σε διαδοχικές ιστορικές περιόδους και τα οποία αναφέρονται στη περιγραφή και ερµηνεία των ίδιων φυσικών φαινοµένων ή εννοιών. Π.χ. η εικόνα του ατοµικού µοντέλου που περιλαµβάνει το συµπαγή πυρήνα, τις τροχιές µε τη µορφή του ηλεκτρονιακού νέφους και τα ηλεκτρόνια (σε µορφή µπάλας) να περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα, αποτελεί το υβριδικό µοντέλο ιστορικών ατοµικών µοντέλων (αρχαίο ελληνικό µοντέλο-λεύκιππος- ηµόκριτος, µοντέλο Dalton, µοντέλο Τhomson, µοντέλο Rutherford, µοντέλο Bohr, µοντέλο κβαντικής µηχανικής), δεδοµένου ότι περιέχει κάποια κοινά στοιχεία από όλα ή από ένα µέρος των ανωτέρω µοντέλων. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Η διερεύνηση των διδακτικών µοντέλων στο βιβλίο Φυσικής της Β Γυµνασίου έγινε ανά κεφάλαιο (Θερµότητα, Οπτική, Ηλεκτροµαγνητισµός, οµή της ύλης), έτσι ώστε να εντοπιστούν τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά που παρουσιάζουν και εκφράζουν την ιστορική εποχή που αναπτύχθηκε το συγκεκριµένο επιστηµονικό πεδίο. Επίσης, επιδιώχθηκε να ανιχνευθεί ο τρόπος µε τον οποίο αξιοποιούνται σήµερα που έχει ξεπεραστεί το περιεχόµενο του αρχικού επιστηµονικού πεδίου- τα µοντέλα αυτά στη διδακτική διαδικασία. Αναλυτικότερα ανά κεφάλαιο και σύµφωνα µε την παραπάνω ταξινοµία παρατηρούνται τα εξής: 3

ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ: Κυριαρχεί το υβριδικό µοντέλο της κίνησης των µορίων, το οποίο περιέχει στοιχεία από το αρχαίο ελληνικό µοντέλο-ηράκλειτος, από το µοντέλο Dalton και από το µοντέλο Brown. Α) Τα συµβατικά θεωρητικά µοντέλα αναπαριστάνονται σε επτά (7) εικόνες οι οποίες εµπεριέχουν εκλαϊκευτικά στοιχεία, όπως οι σφαίρες που αντιστοιχούν στα µόρια, τα ελατήρια που παραπέµπουν στις δυνάµεις µεταξύ των µορίων, τα κωνικά σχήµατα που συµβολίζουν κίνηση κτλ. Μέσω αυτών των οπτικών µοντέλων επιδιώκεται η εξοικείωση των µαθητών µε τις φυσικές έννοιες της θερµότητας, της κινητικής ενέργειας, της θερµοκρασίας, της τήξης και της εξάτµισης. Και οι επτά (7) απεικονίσεις του µοντέλου βρίσκονται σε πλήρη αντιστοιχία µε το κείµενο, γεγονός που βοηθά τη λειτουργία των µοντέλων στη διδακτική και µαθησιακή διαδικασία. Β) Τα µεικτά περιγραφικά µοντέλα καταγράφονται σε επτά (7) εικόνες, εκ των οποίων οι πέντε (5) βρίσκονται στα κείµενα «είτε και αυτό». Σηµειώνεται ότι στο ίδιο κεφάλαιο εντοπίζεται ένα µαθηµατικό µοντέλο το οποίο παρόλο που οπτικοποιεί αρκετά ικανοποιητικά την εξέλιξη του φαινοµένου που περιγράφεται στο κείµενο, (διαστολή του νερού), δεν µπορεί να αξιοποιηθεί πλήρως διότι δεν υπάρχει κάποια σύνδεση µε το κείµενο. ΟΠΤΙΚΗ: Κυριαρχεί το µοντέλο της Γεωµετρικής Οπτικής (µοντέλο της ευθύγραµµης διάδοσης του φωτός), το οποίο αποτελεί συνδυασµό µαθηµατικού µοντέλου και µεικτού περιγραφικού µοντέλου, εµπεριέχει δε στοιχεία του αρχαίου ελληνικού µοντέλου-αρχιµήδης που επιστηµονικά εγκυροποιήθηκε τον 17 ο αιώνα. Σε σύνολο 27 εικόνων του κεφαλαίου αυτού αξιοποιείται κατά αποκλειστικότητα το µοντέλο της Γεωµετρικής Οπτικής για την ερµηνεία φαινοµένων της οπτικής. Στο ίδιο κεφάλαιο, εκτός της Γεωµετρικής Οπτικής, εντοπίζονται τρία (3) µεικτά περιγραφικά µοντέλα, τα δύο (2) εκ των οποίων περιλαµβάνονται στα κείµενα «είτε και αυτό». Επίσης υπάρχει και ένα µαθηµατικό µοντέλο που βρίσκεται σε πλήρη αντιστοιχία µε το σχετικό κείµενο, άρα µπορεί να δράσει επικουρικά στη διδασκαλία. ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ: Κυριαρχεί το υβριδικό µοντέλο των ηλεκτρισµένων σωµατιδίων το οποίο περιέχει στοιχεία, του αρχαίου ελληνικού µοντέλου-θαλής, του µοντέλου του Gilbert, W., του µοντέλου του Dufay και του µοντέλου που διαµορφώθηκε τον 18 ο αιώνα (Segre 1997). Α) Τα συµβατικά θεωρητικά µοντέλα αναπαριστώνται σε επτά (7) εικόνες, και αποτελούν παραλλαγές του µοντέλου των ηλεκτρισµένων σωµατιδίων.. Σηµειώνεται ότι η εικονική αναπαράσταση αυτών των µοντέλων δεν παρουσιάζει ικανοποιητική ευκρίνεια, γεγονός το οποίο δε διευκολύνει τον εκπαιδευτικό στη µέγιστη εκπαιδευτική χρήση αυτών των εικονικών µοντέλων. B) Τα µεικτά περιγραφικά µοντέλα απεικονίζονται σε πέντε (5) εικόνες τα οποία έχουν αρκετά αφαιρετικά στοιχεία και µαθηµατικά σύµβολα για την πληρέστερη παρουσίαση του φαινοµένου. ΟΜΗ ΤΗΣ ΥΛΗΣ: Κυριαρχεί το υβριδικό ατοµικό µοντέλο που αποτελεί συνδυασµό των ιστορικών µοντέλων Rutherford και Bohr. Τα µοντέλα αυτά σηµαδεύουν την επιστηµονική περίοδο που καλύπτει τις αρχές του 20 ου αιώνα. εν γίνεται καµία αναφορά τόσο στην προϋπάρχουσα αυτής της εποχής ατοµικής θεωρίας (Λεύκιππος, Dalton, Thomson ), όσο και στο σύγχρονο κβαντικό µηχανικό µοντέλο που προσεγγίζει τη δοµή του ατόµου. 4

Στο κεφάλαιο αυτό εντοπίζονται µόνον συµβατικά θεωρητικά µοντέλα σε 13 εικόνες. Στα µοντέλα αυτά µε τη χρήση ελκυστικών οπτικοποιήσεων, οι οποίες όµως αρκετές φορές δεν παρουσιάζουν ικανοποιητική ευκρίνεια, επιχειρείται η προσέγγιση της ατοµικής θεωρίας. Σε οκτώ (8) εικόνες του «είτε και αυτό» σε όλα τα κεφάλαια του βιβλίου, εντοπίζονται µεικτά περιγραφικά µοντέλα τα οποία προσεγγίζουν τις σχετικές φυσικές έννοιες / φαινόµενα µέσα από σύνθετες περιβαλλοντικές διαδικασίες, π.χ. κύκλος νερού, φαινόµενο θερµοκηπίου, γήινο µαγνητικό πεδίο, ουράνιο τόξο, κ.λ.π Εδώ επιδιώκεται µια διαθεµατική περιβαλλοντική προσέγγιση. Προς αυτή την κατεύθυνση επικουρικά θα λειτουργούσε και το συναφές κείµενο, το οποίο όµως φαίνεται να παραβλέπει - σε κάποιες περιπτώσεις - την ύπαρξη του παρακείµενου µοντέλου. Στις εικόνες όλων των κεφαλαίων του βιβλίου εντοπίζεται ένα ιδιαίτερο είδος µοντέλου, τα «προµοντέλα», τα οποία παραπέµπουν στον κόσµο του πειράµατος. Αποτελούνται από διαδοχικές εικόνες οπτικής αναπαράστασης της εξέλιξης ενός πειράµατος. Η σωστή διδακτική εκµετάλλευση αυτών των εικόνων σε συνδυασµό µε την υλοποίηση των αντίστοιχων πειραµάτων- από τον εκπαιδευτικό, του δίνει τη δυνατότητα να ενεργοποιήσει τους µαθητές ώστε να διαµορφώσουν τα δικά τους νοητικά µοντέλα, τα οποία µπορεί να προσεγγίζουν τα αντίστοιχα επιστηµονικά. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ - ΣΧΟΛΙΑΣΜΟΣ Η διερεύνηση των απεικονίσεων των µοντέλων που εµφανίζονται στο σχολικό εγχειρίδιο Φυσικής της Β Γυµνασίου, οδηγεί στα εξής συµπεράσµατα: Επιλέγονται να παρουσιαστούν µοντέλα, τα οποία θεωρούνται διδακτικά χρήσιµα, παρά το γεγονός ότι αναφέρονται σε προγενέστερες επιστηµονικές περιόδους. Παράδειγµα αποτελεί το µοντέλο της Γεωµετρικής Οπτικής, το οποίο επικεντρώνεται στη µαθηµατική διερεύνηση ενός κυρίως χαρακτηριστικού του φωτός (της ευθύγραµµης διάδοσής του) και δεν αναφέρεται καθόλου στις σύγχρονες επιστηµονικές διαστάσεις του φωτός (κύµα, φωτόνια). Αυτό µπορεί να οφείλεται στο γεγονός: α) είτε ότι ιστορικά έχει επικρατήσει να εισάγεται η Οπτική µε το µοντέλο της Γεωµετρικής Οπτικής στην εκπαίδευση (απόηχος του επιστηµονικού µοντέλου του 17 ου αιώνα), β) είτε ότι εκπαιδευτικά και διδακτικά θεωρείται πιο χρήσιµη µια τέτοια εισαγωγή των εννοιών της Οπτικής επειδή είναι πιο κοντά στις εµπειρίες και στις νοητικές δυνατότητες των µαθητών αυτής της ηλικίας. Οπωσδήποτε όµως, µια τέτοια αντιµετώπιση (αποκλειστική παρουσίαση του µοντέλου της Γεωµετρικής Οπτικής σε συνδυασµό µε την έλλειψη µοντέλου ή οποιασδήποτε άλλης αναφοράς για το κύµα ή τα φωτόνια), ίσως οδηγήσει το µαθητή στο εσφαλµένο συµπέρασµα ότι η Γεωµετρική Οπτική αποτελεί τη σύγχρονη επιστηµονική παραδοχή. Στο κεφάλαιο της δοµής της ύλης, η χρήση µόνο του συνδυασµού των µοντέλων των Rutherford and Bohr, ενέχει τον κίνδυνο να δηµιουργήσουν οι µαθητές ένα νοητικό µοντέλο που θα είναι ελλιπές και συγκεχυµένο. Πράγµατι, όπως διαπίστωσαν οι Harrison and Treagust, το νοητικό µοντέλο που δηµιουργούν οι µαθητές µετά τη διδασκαλία της ατοµικής θεωρίας, σε µεγάλο ποσοστό ταυτίζεται µε το υβριδικό µοντέλο που συναντούν στα σχολικά τους εγχειρίδια (Harrison and Treagust, 2000). Πρέπει να σηµειωθεί ότι στην τελευταία παράγραφο (5.6. σελίδα 188) του βιβλίου, γίνεται κάποια αναφορά στο γεγονός ότι τα µοντέλα που χρησιµοποιούνται στις 5

εικόνες του βιβλίου ανήκουν σε προγενέστερες ιστορικά περιόδους της επιστήµης. Αυτό πιθανά σηµαίνει ότι οι συγγραφείς συνειδητά χρησιµοποιούν τα συγκεκριµένα µοντέλα, είτε διότι πιθανόν τα θεωρούν εκπαιδευτικά χρήσιµα και διδακτικά αξιοποιήσιµα, είτε διότι δεν έχουν εντοπίσει τρόπους αποτελεσµατικής απεικόνισης πιο σύγχρονων επιστηµονικών µοντέλων. Η παράγραφος όµως αυτή, δεδοµένου ότι είναι η τελευταία παράγραφος του βιβλίου, δεν αφήνει πολλά περιθώρια αξιοποίησής της από τον εκπαιδευτικό, ώστε να αποφευχθεί η πιθανή δηµιουργία εναλλακτικών αντιλήψεων στους µαθητές αναφορικά µε την επικρατούσα σήµερα «εικόνα» της επιστήµης. Σε όλα τα κεφάλαια του βιβλίου Φυσικής καταγράφεται σηµαντικός αριθµός συµβατικών θεωρητικών µοντέλων, στοιχείο που καθορίζει το βασικό επιστηµολογικό πλαίσιο συγγραφής του συγκεκριµένου βιβλίου, (µικροσκοπική θεώρηση των εννοιών και φαινοµένων της Φυσικής). Η χρήση των υβριδικών µοντέλων, όπως είναι το ατοµικού και της κίνησης των σωµατιδίων καθώς επίσης και το µοντέλο των ηλεκτρικών σωµατιδίων τονίζει τόσο την ιστορική σταθερότητα αυτού του επιστηµολογικού πλαισίου, όσο και τις επιλογές των συγγραφέων. Σηµειώνεται ότι καλό θα ήταν να τονιστούν εντός αυτού του επιστηµολογικού πλαισίου και οι υπάρχουσες σύγχρονες διαφορετικές προσεγγίσεις των αντίστοιχων εννοιών. Το γεγονός αυτό θα υπενθύµιζε την επικρατούσα επιστηµονική άποψη, ενώ ταυτόχρονα θα επέτρεπε στον εκπαιδευτικό να κάνει διδακτική χρήση των ιστορικών µοντέλων τα οποία σύµφωνα µε τα πορίσµατα της ιδακτικής µπορεί να οδηγήσουν στη διαµόρφωση µιας πιο φιλικής και κατανοητής γλώσσας στο µαθητή. Σηµειώνεται ότι µια ευρύτερη αξιοποίηση των υβριδικών µοντέλων κατά την παρουσίαση των κεφαλαίων στο βιβλίο Φυσικής, όπως τονίζουν οι Harrison and Treagust (2000) και Blanco and Niaz (1998), θα διευκόλυνε στην πληρέστερη κατανόηση των φυσικών εννοιών / φαινοµένων, η οποία µεγιστοποιείται όταν ο εκπαιδευτικός «εκµεταλλεύεται» διδακτικά την ιστορία των Φυσικών Επιστηµών µέσω των υβριδικών µοντέλων. Σηµειώνεται ότι για πρώτη φορά χρησιµοποιούνται σε τόση έκταση στα ελληνικά σχολικά εγχειρίδια τα προµοντέλα, στοιχείο που βοηθά τους µαθητές στη διαµόρφωση των δικών τους νοητικών µοντέλων, σε συνδυασµό βέβαια και µε την παράλληλη αξιοποίηση των αντίστοιχων πειραµάτων. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Blanco, R. and Niaz, M (1998), Baroque tower on a gothic base; a Lakatosian reconstruction of students and teachers understanding of stucture of the atom, Science and Education, 7(4). Chi, M.T.H., Slotta, J T. and De Leeuw, N. (1994) From things to processes: a theory of conceptual change for learning science concepts. Learning and Instruction, 4, 27-43. Clement J. (2000), Model based learning as a key research area for science education,, International Journal of Science Education, vol 22, No 9. Glynn, S. M. (1991) Explaining science concepts : A teaching-with-analogies model. The psychology of learning science ( Hillsdale, NJ, Erlbaum) 219-240. Giere, R.N. (1990) Explaining Science (Chicago: University of Chicago Press). 6

Gilbert, J. K. (1993) Models and modelling in science education (Hatfield, Herts : Association for Science Education Gilbert, S.W. (1991) Model building and a definition of science. Journal of Research in Science Teaching, 28, 73-79. Gilbert, J. (1995) The role of models and modelling in some narratives in science learning. Presented at the Annual Meeting of the American Educational Research Association, April 18-22. San Francisco, CA, USA. Gobert J., Buckley B. (2000), Introduction to model-based teaching and learning in science education, Journal of Science Education vol. 22, N 9. Grosslight, L., Unger, C., Jay, E. and Smith, C. (1991) Understanding models and their use in science: conceptions of middle and high school students and experts. Journal of Research in Science Teaching, 28, 799-822. Harrison, A. G. and Treagust (2000), A typology of school science models, International Journal of Science Education, vol 22, No 9. Harrison, A.G. (1996) Conceptual change in secondary chemistry: the role of multiple analogical models of atoms and molecules. Ph. D. thesis, Curtain University of Technology, Perth, Western Australia. Justi, R. (2000), History and Philosophy of science though models : some challenges in the case of the atom, Journal of Science Education, vol 22, N9. Klaus, G. (1972), Kybernetik und Erkenntnistheorie. Berlin, quoted in Santema p.109. Minsky, M. (1995), Η Κοινωνία της Νόησης, εκδόσεις ΚΑΤΟΠΤΡΟ, Αθήνα. Segre, E.(1997), Ιστορία της Φυσικής, τόµος Α, εκδόσεις ΙΑΥΛΟΣ, Αθήνα. Wittgenstein, L. (1963). Tractatus logico-philosophicus with an introduction by Bertrand Russell. London, Kegan Paul,Trench, Trubner. 7