ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ: ΑΝΘΡΩΠΙΣΤΙΚΩΝ & ΚΟΙΝΩΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ: ΤΜΗΜΑ ΤΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΑΓΩΓΗΣ ΣΤΗΝ ΠΡΟΣΧΟΛΙΚΗ ΗΛΙΚΙΑ.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ: ΑΝΘΡΩΠΙΣΤΙΚΩΝ & ΚΟΙΝΩΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ: ΤΜΗΜΑ ΤΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΑΓΩΓΗΣ ΣΤΗΝ ΠΡΟΣΧΟΛΙΚΗ ΗΛΙΚΙΑ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΚΟΛΙΟΠΟΥΛΟΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ ΦΟΙΤΗΤΡΙΑ: ΞΕΝΕΛΛΗ ΕΙΡΗΝΗ Α.Μ.297 ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΩΝ ΝΟΗΤΙΚΩΝ ΠΑΡΑΣΤΑΣΕΩΝ ΤΩΝ ΠΑΙΔΙΩΝ ΠΡΟΣΧΟΛΙΚΗΣ ΗΛΙΚΙΑΣ ΓΙΑ ΤΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΤΟΥ ΟΥΡΑΝΙΟΥ ΤΟΞΟΥ ΠΑΤΡΑ 2012 1

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Α. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 4 Β.ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ...5 Οι αιτιακοί συλλογισμοί των παιδιών προσχολικής ηλικίας...5 Το φαινόμενο του ουράνιου τόξου και η εξήγησή του. 7 Ιστορική Αναδρομή..7 Το μοντέλο της διάδοσης του φωτός ως ακτινοβολίας..10 Οι νοητικές παραστάσεις των παιδιών για το φως 11 Οι νοητικές παραστάσεις των παιδιών για το ουράνιο τόξο...12 Γ. ΣΚΟΠΟΣ 16 Δ. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ...18 Στρατηγική και συνθήκες...18 Το δείγμα...18 Η Τεχνική...19 Υλικά και πειράματα...21 Ε. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ...33 ΣΤ. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ...63 Ζ. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΣΥΝΕΝΤΕΥΞΗ..68 Η. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ...72 2

Ευχαριστίες Η παρούσα διπλωματική εργασία δε θα είχε υλοποιηθεί χωρίς τη συμπαράσταση σε κάθε δύσκολη στιγμή του επιβλέποντα καθηγητή μου, Αναπληρωτή Καθηγητή στο Τ.Ε.Ε.Α.Π.Η. κυρίου Δημήτρη Κολιόπουλου. Τον ευχαριστώ ιδιαίτερα από τα βάθη της καρδιάς μου. Πέρα από την άρτια επιστημονική του κατάρτιση, για την οποία ξεκίνησα να τον θαυμάζω και να τον εκτιμώ από το ακαδημαϊκό έτος 1999-2000 που τον γνώρισα ως φοιτήτρια του ΤΕΑΠΗ Αθηνών, ακόμη περισσότερο συνεχίζω να τον εκτιμώ, γιατί παρά τις πολύ σημαντικές διακρίσεις που έχει επιτύχει ως επιστήμονας, δεν ξέχασε πάνω απ όλα να είναι Άνθρωπος, διδάσκοντας ήθος και κατ επέκταση τιμώντας με τη συμπεριφορά του την Πανεπιστημιακή Κοινότητα. Πολύ σημαντική στάθηκε και η βοήθεια όλων των καθηγητών του μεταπτυχιακού με τους οποίους συνεργάστηκα σε όλη την πορεία της φοίτησής μου. Η συμβολή της Διευθύντριας του Μεταπτυχιακού κυρίας Μαριάννας Κονδύλη στην πιο κρίσιμη στιγμή για μένα κατά τη διάρκεια των σπουδών, αλλά και του κυρίου Λεωνίδα Σωτηρόπουλου ήταν καθοριστικής σημασίας. Θερμές ευχαριστίες θα ήθελα, επίσης, να εκφράσω και στα άλλα δύο μέλη της Τριμελούς Επιτροπής μου για τη συμμετοχή τους σε αυτή. Καταρχήν στον Καθηγητή του Τ.Ε.Ε.Α.Π.Η. κ. Κώστα Ραβάνη για την ευκαιρία που μου δόθηκε να μαθητεύσω κοντά του και να μάθω πολύτιμα πράγματα, τα οποία με βοήθησαν και στην εκπόνηση της συγκεκριμένης εργασίας. Έπειτα στην Επίκουρη Καθηγήτρια Διδακτικής της Βιολογίας του Τ.Ε.Ε.Α.Π.Η. κ. Μαρίντα Εργαζάκη την οποία, αν και δεν είχα την τύχη να παρακολουθήσω σε κάποιες από τις διαλέξεις της, ωστόσο, θαυμάζω για τον μοναδικό τρόπο που έχει να εργάζεται αδιάκοπα διασφαλίζοντας μεταξύ άλλων και την εύρυθμη λειτουργία του Τμήματος και την ομαλή συνεργασία όσον αφορά τη διεκπεραίωση διαδικαστικών θεμάτων κι όχι μόνο μεταξύ φοιτητών, μεταπτυχιακών φοιτητών και καθηγητών. Ιδιαίτερα θα ήθελα να ευχαριστήσω και τις συμφοιτήτριές μου Πόπη Ζαφειροπούλου και Μαρία Κίλια για την υποστήριξή τους και τις πολύτιμες συμβουλές τους, καθώς και την οικογένεια των φίλων μου Σωτήρη και Σταυρούλας, οι οποίοι με υποστήριξαν υλικά, συναισθηματικά και ηθικά επί τρία ολόκληρα χρόνια, όσο διήρκεσαν οι σπουδές μου. Τελευταία, αν και όχι με λιγότερο βαρύνουσα σημασία, θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαίτερα το σύζυγό μου Αθανάσιο Τσάρκο, τους γονείς μας και τις δύο κόρες μας, οι οποίες ήδη από την εποχή που ήταν αγέννητες, αποτέλεσαν το εισιτήριο προκειμένου να έχω τη δυνατότητα να παρακολουθήσω το Μεταπτυχιακό, δεδομένου ότι η δυνατότητα λήψης εκπαιδευτικής άδειας για εκπαιδευτικούς που υπηρετούν στο ελληνικό δημόσιο σχολείο λιγότερο από δεκαετία τουλάχιστον είναι περιορισμένη, αν όχι ανύπαρκτη. Ευχαριστώ τα παιδιά του δείγματος και τις νηπιαγωγούς τους, χωρίς την αγάπη και την προθυμία των οποίων αυτή η έρευνα δεν θα είχε πραγματοποιηθεί. 3

Α. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η θέση των Φυσικών Επιστημών στην εκπαίδευση των παιδιών προσχολικής ηλικίας ισχυροποιείται όλο και περισσότερο στην εποχή μας, γεγονός που καταδεικνύεται από την έντονη ερευνητική δραστηριότητα στον τομέα αυτό ιδιαίτερα από τα μέσα της δεκαετίας του '70 σε παγκόσμιο επίπεδο. Ήδη πριν από τη δεκαετία του '50 ο Piaget αλλά και άλλοι ερευνητές του τομέα της θεωρίας μάθησης για την προσχολική ηλικία είχαν τονίσει τη σημασία του να λαμβάνονται υπόψη οι απόψεις των παιδιών προκειμένου για τον σχεδιασμό διδακτικών δραστηριοτήτων (π.χ. Harlen & Jelly, 1995 ; Eshach & Fried, 2005). Σύμφωνα με τη νέα θεώρηση των πραγμάτων, κυρίαρχο ρόλο στη μάθηση παίζουν οι ιδέες που έχουν τα παιδιά για τα φυσικά φαινόμενα πριν καν τα διδαχτούν στο σχολείο. Π.χ. πριν ο μαθητής διδαχτεί στο σχολείο τι είναι το φως έχει διαμορφώσει κάποια δική του άποψη για την έννοια αυτή. Τα παιδιά αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, αλλά και με τους ενήλικες κι ενσωματώνοντας τον γλωσσικό κώδικα επικοινωνίας μέσα στο εκάστοτε πολιτισμικό πλαίσιο στο οποίο μεγαλώνουν οικοδομούν ένα ευρύ φάσμα ιδεών για το πώς λειτουργεί ο κόσμος. Οι ιδέες αυτές χρησιμοποιούνται για να προβλέψουν και να ερμηνεύσουν ότι υποπίπτει στην αντίληψη τους. Τα λεγόμενα «πρόδρομα μοντέλα», δηλαδή νοητικές παραστάσεις οι οποίες διαθέτουν κάποια κρίσιμα χαρακτηριστικά των πραγματικών επιστημονικών μοντέλων, που είναι σε θέση να οικοδομούν τα νήπια προετοιμάζουν την παιδική σκέψη για την οικειοποίηση της γνώσης (Lemeignan & Weil-Barais, 1997 ; Ravanis, 2005). Όμως για να προσδιοριστούν οι κατάλληλες κατά περίπτωση διδακτικές δραστηριότητες απαιτείται συστηματική διερεύνηση της φύσης και των χαρακτηριστικών των βιωματικών νοητικών αναπαραστάσεων που έχουν τα νήπια για τα διάφορα φυσικά φαινόμενα. Τα τελευταία χρόνια έχουν δημοσιευθεί στον ελληνικό χώρο πολλές έρευνες, οι οποίες διερευνούν τις νοητικές παραστάσεις των παιδιών προσχολικής ηλικίας σε διάφορα θεματικά πεδία που σχετίζονται με το Αναλυτικό Πρόγραμμα του Νηπιαγωγείου όπως τα θερμικά φαινόμενα, τα φωτεινά φαινόμενα, η επίπλευση/ βύθιση των σωμάτων, οι ιδιότητες των μαγνητών, η κίνηση των σωμάτων με τριβή, οι λειτουργίες του ανθρώπινου οργανισμού και η έννοια του «ζωντανού» (ενδεικτικά από την ελληνόγλωσση βιβλιογραφία: Ραβάνης, 1999 ; Ραφτόπουλος, Κωνσταντίνου, Κολιόπουλος, & Σπανούδης, 2001 ; Ζόγκζα, 2001 ; Ζόγκζα & Εργαζάκη, 2001 ; Ραβάνης, Ασβεστά, Αποστολίδου, & Κολιόπουλος, 2002 ; Χρηστίδου & Χατζηνικήτα, 2003 ; Τάνταρος, Κολιόπουλος, Παπανδρέου, & Ραβάνης, 2004). Τα παιδιά έχουν διαφορετικές, μη επιστημονικές απόψεις αναφορικά με το φως και τα χρώματα. Για παράδειγμα παιδιά προσχολικής και πρώτης σχολικής ηλικίας δε γνωρίζουν ότι η πηγή του φωτός επηρεάζει (αλλάζει) το χρώμα των αντικειμένων. Αντίθετα πιστεύουν ότι το χρώμα 4

είναι ιδιότητα του αντικειμένου και δε σχετίζεται με το φως που πέφτει πάνω στο αντικείμενο (Guesne, 1985). Το ουράνιο τόξο είναι ένα σχετικά σπάνιο οπτικό φαινόμενο. Όσον αφορά το σχηματισμό του, οι ακτίνες του ήλιου διαθλώνται κι ανακλώνται από τις σταγόνες της βροχής. Η γνώση των νόμων της οπτικής είναι απαραίτητη για την κατανόηση του μηχανισμού του σχηματισμού του. Συνήθως τα παιδιά μαθαίνουν στο σχολείο για τα εφτά χρώματα της ίριδας κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, γαλάζιο, μπλε, μωβ, αν και στην πραγματικότητα στις περισσότερες περιπτώσεις δεν είναι εφικτό να μπορέσει κανείς να διαφοροποιήσει και τα εφτά αυτά χρώματα. Οι αντιλήψεις των παιδιών αναφορικά με τα σύννεφα και τη βροχή έχουν μελετηθεί από την εποχή του Piaget (1930), ωστόσο υπάρχουν μόνο ελάχιστες έρευνες σχετικά με τις αντιλήψεις των παιδιών για το ουράνιο τόξο (Kikas, 2010 ; Siry & Kremer, 2011 ; Lueck, 2006 ). Β.ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Οι αιτιακοί συλλογισμοί των παιδιών προσχολικής ηλικίας Οι εξηγήσεις των παιδιών για τα φυσικά φαινόμενα είναι αποφασιστικής σημασίας για τη μάθηση στις Φυσικές Επιστήμες καθώς παίζουν κεντρικό ρόλο στην κατανόηση του φυσικού κόσμου (Carey, 1985) με την προώθηση (ή την ανάπτυξη) της σκέψης, πέρα από την απλή παρατήρηση γεγονότων, στις αιτιακές σχέσεις που τα συνδέουν και στη λογική οικοδόμηση συμπερασμάτων. Σύμφωνα με τον Piaget (1929), η παιδική σκέψη υπόκειται σε εγγενείς περιορισμούς που εμποδίζουν τη διατύπωση νατουραλιστικών αιτιακών εξηγήσεων για φυσικά φαινόμενα πριν από την ηλικία των 7-8 ετών, περιορίζοντας έτσι τα μικρότερα παιδιά σε εξηγήσεις άλλων τύπων, όπως ψυχολογικές, ανιμιστικές, τεχνοκρατικές, ή μαγικές (Gelman & Kremer, 1991 ; Hickling & Wellman, 2001). Η ανάλυση των εξηγήσεων των μικρών παιδιών αναφορικά με φυσικά φαινόμενα που δεν διέπονται από προφανείς μηχανισμούς (Gelman & Kremer, 1991) οδήγησε στη διαπίστωση, ότι η παιδική σκέψη δεν είναι αποκλειστικά ανιμιστική, ούτε χρησιμοποιεί αδιαφοροποίητα και γενικευμένα όλους τους τύπους εξήγησης, αλλά εξαρτάται από το πλαίσιο συμφραζομένων (O Loughlin, 1992) και από την εννοιολογική περιοχή στην οποία εντάσσεται το προς εξήγηση φαινόμενο (Carey, 1985 ; Carey & Spelke, 1994 ; Hickling & Wellman, 2001). Έτσι, ακόμα και πολύ μικρά παιδιά μπορούν να εξηγούν φαινόμενα με όρους φυσικής αιτιότητας χωρίς να γνωρίζουν τους ακριβείς μηχανισμούς που τα διέπουν (Gelman & Kremer, 1991). Ένας επιπλέον παράγοντας που φαίνεται να επηρεάζει τον τύπο εξήγησης που επιλέγουν τα παιδιά είναι η εξοικείωσή τους με το φαινόμενο που επιχειρούν να εξηγήσουν. Έτσι, τείνουν να 5

χρησιμοποιούν περισσότερες νατουραλιστικού τύπου εξηγήσεις για τα φαινόμενα που τους είναι οικεία παρά για εκείνα στα οποία δεν έχουν άμεση βιωματική πρόσβαση (Berzonsky, 1971 ; Springer & Keil, 1991). Όταν στους μαθητές τίθενται ερωτήσεις περί των φυσικών φαινομένων, σε γενικές γραμμές μπορούν να συνθέσουν εξηγήσεις και συχνά μπορούν να προβλέψουν την κατάληξη των φαινομένων αυτών. Προφανώς χρησιμοποιούν κάποια μοντέλα. Σε αντίθεση όμως με τα επιστημονικά μοντέλα, τα οποία εκφράζονται μέσω συμβατικών και συμβολικών παραστάσεων, τα μαθητικά μοντέλα αποτελούν νοερές παραστάσεις. Οι νοερές αυτές παραστάσεις εμπεριέχουν μια ασυναίσθητη γνώση η οποία καθιστά το παιδί ικανό να αλληλεπιδρά με το περιβάλλον του. Τα επιστημονικά φυσικά μοντέλα θα πρέπει να είναι το έναυσμα για τον μαθητή ώστε να μετατραπεί η προσωπική, ασαφής γνώση που κατέχει σε σαφή γνώση η οποία ρυθμίζεται από κοινωνικές συμβάσεις (Lemeignan & Weil- Barais, 1994). Σύμφωνα με την έρευνα των Χρηστίδου και Χατζηνικήτα (2006) σε παιδιά νηπιακής ηλικίας σχετικά με την ανάπτυξη των φυτών, στα νήπια τα οποία ήταν ικανά να δώσουν νατουραλιστικές εξηγήσεις παρατηρήθηκε μια συνοχή για απαντήσεις που σχετίζονταν με την ανάπτυξη των φυτών, σημειώνοντας όμως ότι σε ένα διαφορετικό πεδίο υπήρχε συνέπεια στις μη νατουραλιστικές εξηγήσεις. Είναι σημαντικό να αναφερθεί ότι οι νατουραλιστικές εξηγήσεις είναι ορθολογικές και αντικειμενικές και ο χαρακτήρας τους είναι καθαρά ουσιώδης. Η ικανότητα των παιδιών να σχηματίζουν νατουραλιστικές εξηγήσεις θεωρείται ότι σηματοδοτεί την έναρξη της φυσικής αιτιότητας, χρησιμοποιώντας έννοιες όπως χώρος, συνέχεια, μηχανική επαφή, χρονική παραγγελία και λογική αφαίρεση (Berzonsky, 1971 ; Gelman & Kremer, 1991 ; Springer & Keil, 1991). Οι νατουραλιστικές εξηγήσεις μπορεί να είναι παραγοντικές (Hatzinikita, 1995), εάν περιλαμβάνουν αιτιώδη παράγοντα ο οποίος αποδίδεται σε εξωτερικά αίτια και όχι στην ουσία ή το αντικείμενο το οποίο υπόκειται μια μεταβολή, ή μη παραγοντικές, όταν η μεταβολή αποδίδεται σε εξωτερικά αίτια χωρίς να παίρνει μέρος στην διαδικασία κανένας εξωτερικός παράγοντας. Επιπλέον, μια νατουραλιστική εξήγηση μπορεί να περιέχει και παραγοντικά και μη παραγοντικά στοιχεία. Σε αυτή την περίπτωση, οι εξηγήσεις ταξινομούνται ως συνδυασμός παραγοντικών και μη παραγοντικών. Στο πλαίσιο των παραπάνω αντιλήψεων για την παιδική σκέψη νομιμοποιούμαστε να διατυπώσουμε ερωτήματα, όπως το αν είναι δυνατόν παιδιά προσχολικής ηλικίας να διατυπώσουν νατουραλιστικές αιτιακές εξηγήσεις, ποια είναι τα χαρακτηριστικά αυτών των εξηγήσεων, αν υφίστανται, και αν αυτές οι εξηγήσεις επηρεάζονται από τον τύπο του προς μελέτη φυσικού φαινομένου. Συνεπώς, η εργασία μας αποτελεί συνέχεια της παραπάνω λογικής. Οι Βουτσινά & Ραβάνης (1998) πραγματοποίησαν μια έρευνα με παιδιά ηλικίας 5-6 ετών 6

προκειμένου να ανιχνεύσουν και να μετασχηματίσουν τις νοητικές παραστάσεις των παιδιών για το φως. Στην πρώτη φάση του προσδιορισμού των γνωστικών εμποδίων ζήτησαν από τα παιδιά απαντήσεις σε τρία προβλήματα: α) τι κάνει το φως; με στόχο να διαπιστώσουν αν τα παιδιά πέρα από τη διαισθητική ανίχνευση του φωτός είναι σε θέση να κάνουν συλλογισμούς για τη συμπεριφορά του φωτός ως φυσικής οντότητας ανεξάρτητης από τις φωτεινές πηγές (όραση, θέρμανση, διάδοση), β) ζήτησαν από τα παιδιά να τους υποδείξουν τρία σημεία στο χώρο του δωματίου στα οποία υπάρχει φως, (στο χώρο υπήρχε τεχνητό φως από αναμμένη λάμπα, ηλιακό φως και φωτεινές πηγές εκτός λειτουργίας) με στόχο να ανιχνεύσουν σε ποιες περιοχές ενός φυσικού χώρου καθημερινής διαβίωσης αναγνωρίζεται η ύπαρξη φωτός και γ) χρησιμοποίησαν μια απλή πειραματική διάταξη με στόχο να διαπιστώσουν αν τα παιδιά αναγνωρίζουν ότι υπάρχει φως ανάμεσα στις φωτεινές πηγές και στις επιφάνειες των αντικειμένων τα οποία συναντά στη διαδρομή του κι αλληλεπιδρά με αυτά. Πιο συγκεκριμένα, η πειραματική διάταξη που χρησιμοποιήθηκε ήταν η εξής: δύο χαρτόνια διαστάσεων 17εκ. * 25εκ. ήταν τοποθετημένα κατακόρυφα σε οριζόντια επιφάνεια και σε απόσταση 12εκ. το ένα από το άλλο. Στο πρώτο χαρτόνι και σε ύψος 17εκ. απ την επιφάνεια που ήταν τοποθετημένο βρισκόταν μια κυκλική οπή διαμέτρου μισού εκατοστού. Μπροστά από το χαρτόνι και στο ύψος της οπής βρισκόταν τοποθετημένη μια επιτραπέζια λάμπα. Η λάμπα απείχε από την οπή 10εκ. περίπου. Με βάση τους συλλογισμούς των παιδιών συμπέραναν ότι 1) τα παιδιά δυσκολεύονταν να καταλάβουν, ότι το φως υφίσταται ως οντότητα στο χώρο, ανεξάρτητα από τις φωτεινές πηγές στις οποίες παράγεται κι εντοπίζεται σε διάφορα σημεία ενός χώρου και στις ισχυρές η ασθενείς φωτεινές κηλίδες, και 2) ότι το φως διαδίδεται στο χώρο και βρίσκεται συνεχώς μεταξύ των φωτεινών πηγών και των επιφανειών των αντικειμένων τα οποία συναντά στη διαδρομή του και αλληλεπιδρά με αυτά. Το φαινόμενο του ουράνιου τόξου και η εξήγησή του Ιστορική αναδρομή Η ιστορική προσέγγιση του φαινομένου του ουράνιου τόξου περιλαμβάνει την προσέγγιση του Αριστοτέλη, η οποία στηρίζεται στην ανάκλαση και την προσέγγιση του Αλ Φαρίσι, που είναι όμοια με την προσέγγιση του Καρτέσιου τη βασιζόμενη στη διάθλαση κι ανάκλαση σε κάθε σταγόνα χωριστά. Ο Αριστοτέλης προσπάθησε να εξηγήσει το ουράνιο τόξο με ανακλάσεις. Εκείνη την εποχή δεν είχε ξεκαθαριστεί ακόμη το θέμα της ανάκλασης. Έτσι ο Αριστοτέλης (1952, 1987) έγραψε για το φαινόμενο του ουράνιου τόξου: Η όραση (ακτίνες της όρασης) ανακλάται από όλες τις λείες επιφάνειες στις οποίες ανήκουν και ο αέρας και το νερό. Ο αέρας ανακλά όταν είναι συμπυκνωμένος, 7

αλλά κι όταν δεν είναι συμπυκνωμένος, μπορεί να παράγει μια ανάκλαση, αρκεί η όραση να είναι ασθενής (σελ. 273b). Το ουράνιο τόξο είναι μια ανάκλαση πάνω στα σταγονίδια του νερού (ψακάδες, δηλαδή σταγόνες βροχής). Κατά τον Αριστοτέλη οι ανακλαστικές επιφάνειες καμιά φορά ανακλούν το σχήμα, αλλά πολλές φορές (όπως στην περίπτωση του ουράνιου τόξου) μόνο το χρώμα. Πριν από τη βροχή και καθώς ο αέρας στα σύννεφα συμπυκνώνεται σε σταγόνες, αλλά δεν έχει αρχίσει ακόμη να βρέχει, αν ο ήλιος είναι απέναντι από το σύννεφο, τότε το σύννεφο αντανακλά. Τα σωματίδια που αντανακλούν είναι μικρά κι εμείς βλέπουμε το συνδυασμό των αντανακλάσεων από κάθε σωματίδιο. Για τα χρώματα γράφει (1952, 1987): Οι ακόλουθες θεωρήσεις θα κάνουν ξεκάθαρο το πως φαίνονται τα χρώματα του τόξου (σελ. 374 b). Θεωρεί ότι υπάρχουν οι ακόλουθες αρχές: (1) Το λευκό φως όταν ανακλάται από μια σκοτεινή επιφάνεια ή όταν περνά από ένα σκοτεινό έγχρωμο μέσο, παράγει κόκκινο, (2) Η όρασή μας γίνεται πιο ασθενής και λιγότερο αποτελεσματική όσο η απόσταση αυξάνει και (3) Το σκοτεινό χρώμα είναι μια κατάργηση της όρασης. Η εμφάνιση του σκοταδιού οφείλεται στην αδυναμία της όρασής μας κι έτσι τα αντικείμενα σε μεγάλη απόσταση φαίνονται πιο σκοτεινά, γιατί το φως μας δεν μπορεί να τα φτάσει. Το ουράνιο τόξο έχει τρία χρώματα, αλλά τα χρώματα είναι αντίστροφα στα δύο τόξα. Στο πρωτεύον εξωτερική λωρίδα είναι η κόκκινη, γιατί η όραση ανακλάται πιο ισχυρά προς τον ήλιο από τη μεγαλύτερη περιφέρεια και η εξωτερική περιφέρεια είναι η πιο μεγάλη. Το ίδιο ισχύει και για τη δεύτερη και τρίτη λωρίδα. Το κίτρινο χρώμα που εμφανίζεται στο ουράνιο τόξο οφείλεται στην αντίθεση του κόκκινου και του πράσινου. Λέει ότι το κίτρινο είναι πιο έντονο, όταν η αντίθεση είναι πιο έντονη κι αυτό συμβαίνει όταν το σύννεφο είναι πιο σκούρο. Ο Αριστοτέλης δίνει όρια για το μέγεθος του ουράνιου τόξου: Όταν ο ήλιος είναι στον ορίζοντα, τότε το τόξο δε μπορεί να είναι μεγαλύτερο από ένα ημικύκλιο, ενώ όταν είναι πάνω από τον ορίζοντα, το τόξο θα είναι μικρότερο από ένα ημικύκλιο. Ο Αλ Φαρίσι (13 ος αι.) πρότεινε μια θεωρία βασισμένη στη διάθλαση. Χρησιμοποίησε πίνακες των γωνιών πρόσπτωσης και διάθλασης. Η ικανότητά του να χρησιμοποιεί τις μεθόδους των πινάκων αριθμών έδωσε τη βάση για μια ποσοτική ανάλυση των φαινομένων. Ο Καρτέσιος ισχυρίζεται, ότι πρώτος αυτός είχε κάνει μαθηματικούς υπολογισμούς, όμως στην πραγματικότητα τους υπολογισμούς αυτούς τους είχε κάνει ήδη ο Αλ Φαρίσι. Ο Θεοδώριχος (14 ος αι.) κι ο Αλ Φαρίσι έκαναν τις έρευνές τους για το ουράνιο τόξο σχεδόν παράλληλα. Ο Αλ Φαρίσι όμως είχε τις μετρήσεις του Αλ Χαϊθάμ για τις γωνίες πρόσπτωσης και διάθλασης σε μια σφαιρική επιφάνεια. Ο Θεοδώριχος και ο Αλ Φαρίσι κατέφυγαν σε ένα κατασκεύασμα για να εξηγήσουν το ουράνιο τόξο: μια μεγάλη γυάλινη σφαίρα γεμάτη νερό. Η εξήγηση έγινε με τη συστηματική εκμετάλλευση της αναλογίας της σφαίρας αυτής με τη σταγόνα του νερού. Δημιούργησαν έτσι ένα σύνολο από αναλογικές αντιστοιχίες μεταξύ των δύο αντικειμένων και με τον τρόπο αυτό, συστηματικά, με τη βοήθεια της γεωμετρίας, ανήγαγαν τη 8

διάδοση του φωτός στο ένα μέσο (γυάλινη φιάλη) στη διάδοση του φωτός στο άλλο μέσο (σταγόνα). Στο βιβλίο του, Al Shifa, ο Αβικένας, αν και χρησιμοποιεί την ιδέα του Αριστοτέλη περί των σκορπισμένων σταγονιδίων στην ατμόσφαιρα τη στιγμή που τα σύννεφα μετατρέπονται σε βροχή ως αιτία για τη δημιουργία του ουράνιου τόξου, ωστόσο απορρίπτει την ιδέα ότι ο πυκνός υγρός αέρας βοηθά στο σχηματισμό του ουράνιου τόξου. Έτσι αναφέρει (Μίχας, 2005) : Μου φαίνεται ότι το σύννεφο μόνο του δε συμπεριφέρεται ως ένα κάτοπτρο που παράγει αυτό το είδωλο, αλλά ότι η ανάκλαση γίνεται για το μάτι από τον υγρό αέρα που είναι σκορπισμένα τα διαφανή σταγονίδια του νερού, όπως μια ελαφριά βροχή (rash), και οι σταγόνες δεν περιορίζουν τη διαφάνεια, δε μπορούν να ενεργούν σαν κάτοπτρο, αφού δεν υπάρχει από πίσω τους κάποιο έγχρωμο σώμα. Είναι όπως ένα κρύσταλλο που αν έχει ένα κάλυμμα από τη μια πλευρά, γίνεται κάτοπτρο, ενώ αν δεν έχει κι από πίσω του υπάρχει κενό χωρίς όρια, τότε δε γίνεται κάτοπτρο. Θα πρέπει να υπάρχει στις πιο πολλές περιπτώσεις ένα αδιαφανές σώμα πίσω από τον υγρό αέρα, ένα βουνό ή ένα μαύρο σύννεφο, για να πετυχαίνεται η αντανάκλαση από τις διαφανείς σταγόνες που είναι σκορπισμένες στην ατμόσφαιρα, αλλά δεν είναι οι καθαροί ατμοί που τότε δε θα επέτρεπαν κάτι τέτοιο (σελ.195-196). Ο Αλ Φαρίσι προσπάθησε να μελετήσει το ουράνιο τόξο στα πλαίσια της νέας Οπτικής, η οποία μετέβαλε την έννοια της ακτίνας και με την αρχή της διάδοσης του φωτός σε συνδυασμό με τους πολλαπλούς κανόνες της διάθλασης δόθηκε μια γεωμετρική υπόσταση στη μελέτη του φωτός. (Μίχας, 2005). Ο Θεοδώριχος ερμήνευσε πλήρως το σχηματισμό ουράνιου τόξου αποδίδοντάς το σε συνδυασμό διάθλασης και ολικής ανάκλασης του φωτός από τα σύννεφα. (Αντωνίου, Δημητριάδης, Παπαμιχάλης & Παπατσίμπα, 2002) Ο Νεύτωνας (1718), χρησιμοποίησε τη σωματιδιακή θεωρία κατά την οποία το φως είναι ένα ρεύμα αόρατων σωματιδίων που εκτοξεύεται απ το φωτεινό σώμα. Διατύπωσε την άποψη, ότι το λευκό φως είναι σύνθετο και αποτελείται από ακτίνες όλων των χρωμάτων. Στο φαινόμενο του ουράνιου τόξου, οι μικρές σταγόνες νερού που αιωρούνται στην ατμόσφαιρα προκαλούν διάθλαση των ηλιακών αχτίνων σε διαφορετικό βαθμό για την κάθε χρωματική περιοχή του οπτικού φάσματος που είναι το φάσμα του λευκού φωτός. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η διέλευση λευκού φωτός από πρίσμα, καθώς οι διάφορες περιοχές του οπτικού φάσματος διαθλώνται δύο φορές στις δύο πλευρές του πρίσματος, στις διαχωριστικές επιφάνειες αέρας- γυαλί και γυαλίαέρας. Φως με μικρό μήκος κύματος (πχ ιώδες) διαθλάται πιο πολύ απ' ότι αυτό μεγάλου μήκους κύματος (πχ. ερυθρό) (Αργυρίου & Βαρέλλα, 2004). Την ίδια περίπου εποχή ο Άγγλος Ηοοke κι ο Ολλανδός Huygens ανέπτυξαν μία διαφορετική θεωρία (κυματική θεωρία) σύμφωνα με την οποία το φως αποτελεί κύμα που διαδίδεται σε ένα μέσο. Ο Huygens το 1690 διατύπωσε την ομώνυμη αρχή με βάση την οποία ερμηνεύονται πλήρως 9

οι πειραματικοί νόμοι της ανάκλασης και της διάθλασης. Με βάση το γεγονός ότι το φως είναι κύμα και με δεδομένο ότι σε διαφορετικό μήκος κύματος αντιστοιχεί διαφορετική γωνία εκτροπής (διασκεδασμός) ερμηνεύεται η διάθλαση που αποτελεί το πρώτο φαινόμενο κατά τη δημιουργία του ουράνιου τόξου (Hewitt, 1997). Το μοντέλο της διάδοσης του φωτός ως ακτινοβολίας Προσπαθώντας να διαπιστώσουμε αν τα παιδιά μπορούν να δώσουν εξηγήσεις για το φαινόμενο του ουράνιου τόξου βασισμένες σε κάποιο επιστημονικό υπόβαθρο, εισάγαμε στην έρευνά μας ένα απλοποιημένο μοντέλο επιστημονικά αποδεκτό για τη διάδοση του φωτός ως ακτινοβολίας. Παρακάτω στο Σχήμα 1, αναφέρουμε το μοντέλο της διάδοσης του φωτός ως ακτινοβολίας. (Κολιόπουλος & Αραπάκη, 2004). ΠΟΜΠΟΣ ΔΕΚΤΗΣ / ΠΟΜΠΟΣ ΔΕΚΤΗΣ Εκπέμπει τις ακτίνες Μετασχηματίζει τις ακτίνες Δέχεται τις ακτίνες ΦΩΣ ΦΩΣ ΠΗΓΕΣ ΦΩΤΟΣ ΦΥΣΙΚΑ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ ΜΑΤΙ/ άλλοι ΔΕΚΤΕΣ (πρωτογενείς, (διαφανή, αδιαφανή, (βιολογικοί, χημικοί, δευτερογενείς- ημιδιαφανή) ηλεκτρικοί, θερμικοί) φυσικές, τεχνητές) Σχήμα 1: Μοντέλο διάδοσης του φωτός ως ακτινοβολίας 10

Οι νοητικές παραστάσεις των παιδιών για το φως Το φως είναι μια φυσική οντότητα- μορφή ενέργειας η οποία παράγεται στις φωτεινές πηγές και διαδίδεται στο χώρο προς όλες τις διευθύνσεις, ενώ ορισμένα χαρακτηριστικά της κίνησής του εξαρτώνται από το μέσο στο οποίο αυτή πραγματοποιείται. Η ελεύθερη κίνηση του φωτός παρεμποδίζεται από τα αδιαφανή αντικείμενα, στην επιφάνεια των οποίων παρατηρούνται ασθενείς ή ισχυρές φωτεινές κηλίδες (Ραβάνης, 1999). Οι συλλογισμοί τους οποίους διατυπώνουν για το φως παιδιά διαφόρων ηλικιών έχουν καταγραφεί σε μια αρκετά μεγάλη σειρά ερευνών (Piaget & Garcia, 1971 ; Stead & Osborne, 1980 ; Tiberghien, Delacote, Ghiglione,& Matalon, 1980 ; Anderson & Smith, 1982 ; Anderson & Karrqvist, 1983 ; Guesne, 1978,1984,1993 ; Osborne & Black, 1993 ; Ravanis, 1999) Έρευνα της Guesne (1978) έδειξε ότι παιδιά ηλικίας 10-11 ετών χρησιμοποιούν σπάνια την έννοια φως- οντότητα μέσα στο χώρο, εξισώνοντας το φως με την πηγή του ή με τα αποτελέσματά του. Έτσι όταν στην ερώτηση που υπάρχει φως μέσα σ' αυτό το δωμάτιο (ημέρα, ηλιόλουστο δωμάτιο) έδιναν απαντήσεις όπως: Στο ταβάνι...φως είναι εκεί αλλά δεν είναι αναμμένο- δείχνοντας την ηλεκτρική λάμπα- έδειχναν ότι ταυτίζουν το φως με την πηγή του. Αντίθετα όταν απαντούσαν πχ. Στο έδαφος, επειδή ο ήλιος χτυπά κάτω και μπορείς να δεις ότι είναι φωτεινότερο από τη σκιά φαινόταν η ταύτιση του φωτός με τα αποτελέσματά του. Ένας φυσικός σε αντίστοιχη περίπτωση θα θεωρούσε το φως ως μια διακριτή οντότητα, εντοπιζόμενη στο χώρο μεταξύ της πηγής και των φαινομένων που προκαλεί. Στα πλαίσια αυτής της αντίληψης απαντήσεις των παιδιών όπως το φως βρίσκεται στο χώρο ή παντού θα μπορούσαν να θεωρηθούν ως σωστές. Όσον αφορά τις ιδέες των παιδιών ηλικίας 10-11 ετών για τη διάδοση του φωτός, τα παιδιά σπάνια δίνουν με σαφήνεια την ιδέα του φωτός που κινείται στο χώρο. (Guesne, 1978). Η ιδέα του φωτός που κινείται είναι, μάλλον ξένη στα παιδιά, ακόμη κι όταν θεωρούν το φως ως μία οντότητα εντοπισμένη στο χώρο. Επιπλέον η ιδέα της ευθύγραμμης πορείας του φωτός μπορεί να αποσυνδεθεί τελείως από την ιδέα του χρόνου διάδοσης. Τα παιδιά μπορούν να τοποθετήσουν το φως σε ευθύγραμμες ακτίνες, χωρίς να έχουν κάποια ιδέα για την κίνηση του φωτός πάνω σ' αυτές τις ακτίνες. Αλλά μπορούν να τοποθετούν το φως πάνω σε ακτίνες, μόνο εφ' όσον έχουν την αντίληψη φως- οντότητα στο χώρο. Σχετικά με το πως αντιλαμβάνονται τα παιδιά τη διατήρηση του φωτός στο χώρο σε κάποιες περιπτώσεις τα παιδιά δεν αισθάνονται ότι είναι απαραίτητο να διατηρείται το φως, ακόμη κι όταν δεν υπάρχει αλληλεπίδραση με κάποιο υλικό μέσο. Για ορισμένα παιδιά, το φως μεταβάλλεται με την απόσταση. Έχει αποδειχτεί ότι οι αντιλήψεις των παιδιών συνδέονται με τις αισθήσεις τους και κατ' επέκταση σχετικά με το φαινόμενο της διατήρησης του φωτός απ' τη στιγμή που το φως δεν γίνεται ορατό παύει πλέον να υπάρχει. Στις συνεντεύξεις της ερευνήτριας σχετικά με τις 11

αλληλεπιδράσεις του φωτός με την ύλη σε παιδιά ηλικίας 13-14 ετών φάνηκε ότι τα παιδιά σπάνια συσχετίζουν αυθόρμητα το φως με το χρώμα. Το χρώμα είναι μια ιδιότητα των αντικειμένων, τελείως ανεξάρτητη από το φως. Επιπλέον, στις έρευνές της η Guesne έδειξε, ότι για τα παιδιά ακόμη και ηλικίας 13-14 ετών είναι δύσκολο να αντιληφθούν ένα ορθό μοντέλο της όρασης και κατ' επέκταση να συλλάβουν την ιδέα του φανταστικού ειδώλου. Ο φυσικός ερμηνεύει το φανταστικό είδωλο ενός αντικειμένου (ο) σε έναν καθρέφτη, λέγοντας ότι το φως που προέρχεται από ένα αντικείμενο φτάνει στο μάτι του παρατηρητή μετά από ανάκλασή του από τον καθρέφτη, ακριβώς σα να ερχόταν κατευθείαν από ένα αντικείμενο (ο'), συμμετρικό του πραγματικού αντικειμένου ως προς την επιφάνεια του καθρέφτη. Ο παρατηρητής τότε έχει μια εντύπωση παρόμοια με εκείνη που θα είχε, αν έβλεπε κατευθείαν προς ένα αντικείμενο τοποθετημένο στο ο'. Αυτό το μοντέλο στηρίζεται στην ιδέα, ότι βλέπουμε ένα αντικείμενο λόγω του φωτός που έρχεται απ' αυτό και το οποίο εισχωρεί στο μάτι μας, αφού έχει διαδοθεί σε ευθεία γραμμή στον ενδιάμεσο χώρο. Το μοντέλο αυτό, ωστόσο δε θα πρέπει να θεωρείται δεδομένο σε καμία περίπτωση, ότι είναι κτήμα των παιδιών. Η ιδέα της ανάκλασης του φωτός από τα αντικείμενα, είναι ένα ζήτημα που δεν απασχολεί τα παιδιά, όσο δεν έχει σχηματιστεί η ιδέα του φωτός στο χώρο. Οι νοητικές παραστάσεις των παιδιών για το ουράνιο τόξο Οι Siry & Kremer (2011) σε έρευνά τους με παιδιά ηλικίας 5 και 6 ετών διερεύνησαν τις ιδέες των παιδιών σχετικά με το φαινόμενο του ουράνιου τόξου οργανώνοντας συζητήσεις των παιδιών ανά δύο μαζί με μία ενήλικη ερευνήτρια. Στόχος τους ήταν να κατανοήσουν το κατά πόσο η αλληλεπίδραση συνομηλίκων και νηπίων με ενήλικα μπορεί να επηρεάσει τον τρόπο που αντιλαμβάνονται το φυσικό φαινόμενο του ουράνιου τόξου. Αρχικά τέθηκαν καθοδηγητικές ερωτήσεις κι όχι ερωτήσεις προκαθορισμένες σε ένα αυστηρό πλαίσιο, ώστε να διευκολύνεται η ελεύθερη έκφραση των νηπίων. Στόχος ήταν να δουν με ποιο τρόπο μιλούν τα νήπια σχετικά με την ύπαρξη του ουράνιου τόξου και τη φύση του (consistency), καθώς και τί θεωρίες αναπτύσσουν για το φαινόμενο του ουράνιου τόξου. Οι ερωτήσεις που τέθηκαν ήταν οι εξής: α) αν θέλεις να αγγίξεις το ουράνιο τόξο, πώς θα είναι; β) δείχνοντας εικόνα του ουράνιου τόξου: πιστεύεις ότι θα μπορούσες να γλιστρήσεις πάνω στο ουράνιο τόξο; γ) πώς προκύπτει το ουράνιο τόξο;. Από τις απαντήσεις στο πρώτο ερώτημα διαφαίνεται η τάση προσωποποίησης του φαινομένου δεν μπορούμε να το αγγίξουμε, γιατί δε θέλει να πιαστεί ή η προσπάθεια να κατανοήσουν πώς γίνεται να βλέπουμε κάτι κι ωστόσο να μη μπορούμε να το αγγίξουμε: το χέρι μας θα περάσει μέσα από το ουράνιο τόξο γιατί είναι φτιαγμένο από το τίποτα, αλλά πώς γίνεται και το βλέπουμε;. Βλέποντας τη φωτογραφία του ουράνιου τόξου ισχυρίζονται επηρεασμένα από τον τρόπο που προβάλλεται στα μέσα μαζικής ενημέρωσης, αλλά και στα βιβλία το ουράνιο τόξο, 12

ότι θα μπορούσαν να κυλήσουν πάνω στο ουράνιο τόξο (συμπαγής σύσταση του ουράνιου τόξου). Στην ερώτηση σχετικά με το πως προκύπτει το ουράνιο τόξο ισχυρίζονται ότι πρώτα βρέχει και υπάρχουν σύννεφα κι όταν σταματήσει η βροχή προκύπτει το ουράνιο τόξο κι αν κάποιος προσπαθήσει να το πιάσει τότε σπάει αν το σπρώξεις με το χέρι σου και το νοιώθεις είτε σαν νερό, είτε σα σύννεφο. Επίσης αναφέρουν ότι: πρέπει να υπάρχει πολύ νερό από τη βροχή και να λάμπει πολύ ο ήλιος κι έπειτα βγαίνουν τα χρώματα. Ωστόσο, αυτή η απάντηση, είναι η πιο συχνά αναφερόμενη από τους ενήλικες προς τα παιδιά, όταν επιχειρούν να τους δώσουν εξηγήσεις για το φαινόμενο κι έτσι τα παιδιά αδυνατούν να προχωρήσουν σε περαιτέρω εξηγήσεις σχετικά με το πώς αυτό συμβαίνει, λέγοντας ότι δεν έχουν άλλες ιδέες. Εμπιστευόμενα τις αισθήσεις τους, αλλά και δίνοντας ιδιότητες έμψυχων σε άψυχα φαινόμενα (ανιμισμός) λένε ότι: πρέπει απλά να σκεφτείς με όλη σου τη δύναμη τον ουρανό και μετά έρχονται τα σύννεφα κι ο ήλιος και προκύπτει το ουράνιο τόξο ή το ουράνιο τόξο εμφανίζεται, γιατί ο ήλιος θέλει να σπρώξει τα σύννεφα μακριά. Ο ήλιος δε θέλει να έρθει η βροχή. Οι παραπάνω ιδέες των παιδιών σχετικά με το φαινόμενο του ουράνιου τόξου αντιλαμβάνεται κανείς, ότι δε συνάδουν με το επιστημονικά αποδεκτό μοντέλο του φαινομένου. Στο κομμάτι της εμπειρικής έρευνας της Kikas (2010) που σχετίζονταν με τις εξηγήσεις των παιδιών πρώτης σχολικής ηλικίας για το ουράνιο τόξο παρουσιάστηκαν στα παιδιά τέσσερις φωτογραφίες, στις οποίες δεν φαινόταν το ουράνιο τόξο. Οι φωτογραφίες ήταν οι εξής: α) Ο ήλιος και καθαρός ουρανός, β) Βροχή και σύννεφο βροχής, γ) Ο ήλιος και άσπρα σύννεφα και δ) Ο ήλιος, βροχή και σύννεφο βροχής (σωστή απάντηση) και τα παιδιά ρωτήθηκαν: σε ποια περίπτωση μπορούμε να δούμε το ουράνιο τόξο; Επιπλέον στην ερώτηση: Πώς δημιουργείται το ουράνιο τόξο; τα περισσότερα παιδιά περιέγραψαν σωστά τη διαδικασία (όταν λάμπει ο ήλιος και βρέχει, τότε δημιουργείται το ουράνιο τόξο). Με βάση την κατάταξη του είδους των αντιλήψεων από την Kikas, τα είδη των εξηγήσεων που δίνουν τα παιδιά, οι οποίες σχετίζονται και με το επίπεδο ανάπτυξής τους φαίνονται στον παρακάτω πίνακα 1. Πίνακας 1 Είδη εξηγήσεων Είδος Περιγραφή Καθημερινές εξηγήσεις Αυτές οι εξηγήσεις αναπτύσσονται βασισμένες στην προσωπική εμπειρία και αντίληψη του παιδιού. 13

Περιλαμβάνουν: 1. περιγραφή φαινομένου/αντικειμένου 2. έννοιες/στερεότυπα (fragments) που έχουν ακούσει από τους ενηλίκους (συμπεριλαμβανομένου θρησκευτικών περιγραφών και μύθων) 3. άμεσες αναλογίες 4. προσωποκεντρικές (εγωκεντρικές) αναλογίες Συνδυαστικές ή κατασκευασμένες Αυτού του είδους οι εξηγήσεις περιλαμβάνουν: Επιστημονικά σωστές εξηγήσεις Αυτές οι εξηγήσεις αναπτύσσονται με το να εξηγήσεις συντίθενται η προσωπική εμπειρία και η εκμαθημένη λεκτική γνώση. Μέσα από αυτή τη διαδικασία ένα παιδί ενσωματώνει νοητικά την επιστημονική γνώση. Εδώ κάποιος μπορεί να δει, ότι παρά το ότι το παιδί διεκπεραιώνει σωστά την factual γνώση δεν είναι σε θέση να τη χρησιμοποιήσει. 1. Αναλογίες που χρησιμοποιούν επιστημονικές πληροφορίες 2. Ανολοκλήρωτες κι αντιθετικές εξηγήσεις που χρησιμοποιούν επιστημονικές πληροφορίες Εξηγήσεις συμβατές (concordant) με τις επικρατούσες (contemporary) επιστημονικές εξηγήσεις Στην ερώτηση: Πώς δημιουργείται το ουράνιο τόξο; μερικές συνδυαστικές απαντήσεις ήταν ο ήλιος αντανακλά στο νερό και μετά το ουράνιο τόξο δημιουργείται στον ουρανό και το ουράνιο τόξο είναι πάντα στον ουρανό, αλλά ο ήλιος το κάνει ορατό. Στις απαντήσεις τους που κατατάσσονταν στο επίπεδο των καθημερινών αντιλήψεων τα παιδιά περιέγραψαν την ορατή κατάσταση ( ο ήλιος είναι στον ουρανό ). Ελάχιστες επιστημονικές απαντήσεις καταγράφηκαν στην ερώτηση πώς δημιουργούν ο ήλιος και η βροχή το ουράνιο τόξο; Ειδικότερα, ζητήθηκε από τα παιδιά πρώτης σχολικής ηλικίας να εξηγήσουν ξεχωριστά ποιος ακριβώς είναι ο ρόλος του ήλιου στη δημιουργία του ουράνιου τόξου, όπου μόνο 16 από τα 113 παιδιά έδωσαν επιστημονική εξήγηση λέγοντας ότι ο ήλιος δίνει στο ουράνιο τόξο χρώματα, επειδή το φως διαθλάται κι ανακλάται στις σταγόνες του νερού κι έτσι δημιουργούνται τα χρώματα. Άλλα έδωσαν εξηγήσεις βασισμένες στις καθημερινές αντιλήψεις όπως ο ήλιος δίνει θερμότητα, ο ήλιος δίνει λάμψη κτλ. Στην παρόμοια ερώτηση σχετικά με το ρόλο της βροχής, μόνο τέσσερα παιδιά απάντησαν σωστά. Ορισμένες απαντήσεις σχετικές με τις καθημερινές αντιλήψεις ανέφεραν ότι η βροχή δίνει λάμψη, ή η βροχή σχηματίζει το ουράνιο τόξο. 14

Στην ερώτηση: Ο ήλιος είναι μονόχρωμος, αλλά πως βλέπουμε διαφορετικά χρώματα στο ουράνιο τόξο; οι σωστές απαντήσεις ( το φως του ήλιου ανακλάται, όταν ανακλάται το φως του ήλιου, διαφορετικά χρώματα διακρίνονται από διαφορετικές γωνίες, το φως του ήλιου ανακλάται όπως σε ένα κρύσταλλο ) δόθηκαν από 22 παιδιά. Η πλειοψηφία των απαντήσεων ήταν συνδυαστικές απαντήσεις, με πολλές να αναφέρουν ότι προϋπάρχουν χρώματα στη βροχή π.χ. υπάρχουν χρώματα στη βροχή/ στο νερό, όταν το φως του ήλιου ανακλάται, τότε γίνονται ορατά τα σύννεφα και η βροχή αρχίζει να λάμπει. Το γεγονός ότι το φως περιλαμβάνει χρώματα εξηγήθηκε με τον εξής τρόπο: το φως περιλαμβάνει χρώματα και κάθε αχτίδα του είναι διαφορετικού χρώματος. Επίσης τα παιδιά συνέδεσαν την αντανάκλαση με άλλα αντικείμενα: το φως του ήλιου ανακλάται από τα λουλούδια, το γρασίδι κτλ. και ο ήλιος δίνει κίτρινο χρώμα και γαλάζιο της βροχής, και κατόπιν προκύπτουν όλα τα υπόλοιπα ή ο ήλιος έχει απορροφήσει από τη φύση όλα αυτά τα χρώματα, τα χρώματα εξαρτώνται από την απόσταση από τον ήλιο κι απ' την πυκνότητα του ουράνιου τόξου. Παρακάτω θα αναφερθούν αναλυτικά ο σκοπός και η στρατηγική της έρευνας, οι τεχνικές, το δείγμα και το εργαλείο ανάλυσης που χρησιμοποιήσαμε. 15

Γ. ΣΚΟΠΟΣ Με βάση τα πορίσματα της έρευνας των Kikas (2010) και Siry & Kremer (2011) προσπαθήσαμε να διερευνήσουμε το κατά πόσο παιδιά προσχολικής ηλικίας και συγκεκριμένα ηλικίας 5 και 6 ετών, δίνουν παρόμοιες ή όχι απαντήσεις σε σχέση με το φαινόμενο του ουράνιου τόξου, ώστε να διευρύνουμε το περιορισμένο εύρος ερευνών σε σχέση με το συγκεκριμένο αντικείμενο έρευνας. Για το λόγο αυτό θέσαμε ορισμένα ερωτήματα. Ενδεικτικά αναφέρουμε τα εξής : «Σε ποια περίπτωση πιστεύεις ότι θα μπορούσε να δημιουργηθεί το ουράνιο τόξο στον ουρανό;» «Για να βγει το ουράνιο τόξο, τι πρέπει να συμβεί στον ουρανό;» «Σε τι μοιάζουν η δημιουργία ουράνιου τόξου με φακό και πρίσμα/ με φακό και καθρέφτη βυθισμένο σε νερό με τη δημιουργία ουράνιου τόξου στη φύση;». Εκτενέστερη αναφορά στις ερωτήσεις της συνέντευξης γίνεται στο κομμάτι που αναφερόμαστε στη μεθοδολογία της έρευνάς μας. Διερευνήθηκε το κατά πόσο παιδιά προσχολικής ηλικίας 5 και 6 ετών μπορούν να δώσουν εξηγήσεις σχετικά με το φαινόμενο του ουράνιου τόξου κι αν είναι σε θέση να προβλέπουν την τεχνητή δημιουργία του ουράνιου τόξου σε συνθήκες σχολικής τάξης. Οι στόχοι της έρευνας που διεξήγαμε ήταν να διαπιστωθεί : 1. Αν υπάρχουν και ποιες είναι οι νοητικές παραστάσεις παιδιών προσχολικής ηλικίας 5 και 6 ετών σχετικά με το φαινόμενο του ουράνιου τόξου, καθώς και σε ποιες αιτίες αποδίδεται η δημιουργία του στη φύση κατά την άποψη των παιδιών. 2. Αν τα παιδιά μπορούν να ερμηνεύσουν το φαινόμενο του ουράνιου τόξου ακολουθώντας το μοντέλο της διάδοσης του φωτός ως ακτινοβολίας 3. Αν τα παιδιά είναι σε θέση να προβλέψουν και να εξηγήσουν την παρουσία χρωμάτων μετά την ανάλυση του φωτός με τη βοήθεια πρίσματος και φακού ή με τη βοήθεια φακού και καθρέφτη βυθισμένου σε λεκάνη με νερό διατυπώνοντας νατουραλιστικού τύπου εξηγήσεις. Αρχικά δείξαμε φωτογραφία με το ουράνιο τόξο στα παιδιά και τους ζητήθηκε να πουν τι βλέπουν και πώς νομίζουν ότι δημιουργείται το φαινόμενο στη φύση. Στη συνέχεια δείξαμε στα παιδιά τα υλικά της πρώτης πειραματικής διαδικασίας κι αφού βεβαιωθήκαμε ότι τα γνωρίζουν ή στην περίπτωση του πρίσματος αναφέρουν το υλικό και τη φύση του (διάφανο), ζητήσαμε προβλέψεις. Μετά την ολοκλήρωση του πειράματος ζητήσαμε ερμηνείες για το πρώτο φαινόμενο. Την ίδια ακριβώς διαδικασία επαναλάβαμε και για το δεύτερο φαινόμενο της τεχνητής δημιουργίας ουράνιου τόξου με τη βοήθεια φακού και καθρέφτη μέσα σε λεκάνη με νερό. Ακολούθως προχωρήσαμε σε ερωτήσεις σύγκρισης μεταξύ των δύο φαινομένων τεχνητής δημιουργίας 16

ουράνιου τόξου και τέλος σε ερωτήσεις σύγκρισης μεταξύ των δύο αυτών πρώτων φαινομένων και του φαινομένου του ουράνιου τόξου στη φύση. Αφού συγκεντρώσαμε τις απαντήσεις καταρχήν ελέγξαμε την υπόθεσή μας σχετικά με το αν τα παιδιά διαθέτουν νοητικές παραστάσεις για το φαινόμενο. Κατόπιν και προχωρώντας σ ένα πρώτο επίπεδο ανάλυσης διερευνήσαμε αν τα παιδιά προσχολικής ηλικίας μπορούν να χρησιμοποιήσουν στις εξηγήσεις τους ένα απλοποιημένο επιστημονικό μοντέλο της διάδοσης του φωτός ως ακτινοβολίας (Κολιόπουλος & Αραπάκη, 2004). Σ ένα δεύτερο επίπεδο ανάλυσης ελέγξαμε αν ευσταθεί η υπόθεσή μας σχετικά με το ότι παιδιά νηπιαγωγείου μπορούν να ερμηνεύσουν φυσικά φαινόμενα δίνοντας νατουραλιστικές απαντήσεις. Το μεθοδολογικό εργαλείο κατάταξης των απαντήσεων σε κατηγορίες ανάλογα με το είδος τους, των Χατζηνικήτα και Χρηστίδου (2006) ήταν ιδιαίτερα χρήσιμο σ αυτό το επίπεδο ανάλυσης. Στο τελευταίο κομμάτι της έρευνάς μας κι εφόσον αναλύσαμε τα ερευνητικά μας αποτελέσματα προχωρήσαμε στη διατύπωση συμπερασμάτων και προτάσεων για μελλοντική ερευνητική δραστηριότητα που θα μπορούσε ενδεχομένως να προκύψει έχοντας ως έναυσμα την παρούσα έρευνα. 17

Δ. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ Η στρατηγική και οι συνθήκες Στρατηγική της έρευνας είναι η επισκόπηση, η συνηθέστερα χρησιμοποιούμενη περιγραφική μέθοδος. Κατά κανόνα, οι επισκοπήσεις συλλέγουν δεδομένα σε ένα συγκεκριμένο χρονικό σημείο, αποσκοπώντας να περιγράψουν τη φύση των υπαρχουσών συνθηκών ή να εντοπίσουν σταθερές με βάση τις οποίες μπορούν να συγκριθούν οι υπάρχουσες συνθήκες ή να προσδιορίσουν τις σχέσεις που υπάρχουν ανάμεσα σε συγκεκριμένα γεγονότα. Έτσι οι επισκοπήσεις μπορεί να ποικίλουν ως προς τα επίπεδα πολυπλοκότητάς τους, ξεκινώντας απ αυτές που παρέχουν απλές μετρήσεις συχνότητας έως εκείνες που παρουσιάζουν ανάλυση σχέσεων (Cohen & Manion, 1994). Τα βασικά προαπαιτούμενα στοιχεία για το σχεδιασμό οποιασδήποτε επισκόπησης είναι α) ο προσδιορισμός του ακριβούς σκοπού της έρευνας, β) ο πληθυσμός στον οποίο πρόκειται να επικεντρωθεί και γ) οι πόροι που είναι διαθέσιμοι (προσωπικό, χρόνος, χρήματα). Το δείγμα Η συγκεκριμένη επισκόπηση κατατάσσεται στις μικρής κλίμακας επισκοπήσεις από μεμονωμένους ερευνητές, οι οποίες καταφεύγουν συνήθως στη χρήση δειγμάτων μη πιθανοτήτων. Από τα κύρια είδη δειγμάτων μη πιθανοτήτων (Cohen & Manion, 1994) που είναι η βολική δειγματοληψία, η ποσοστιαία δειγματοληψία, η δειγματοληψία σκοπιμότητας, η δειγματοληψία κατά διαστάσεις και η δειγματοληψία- χιονοστιβάδα, η ερευνήτρια επιλέγει τη δειγματοληψία σκοπιμότητας. Σύμφωνα μ' αυτή, οι περιπτώσεις που πρόκειται να σταχυολογηθούν στο δείγμα ικανοποιούν συγκεκριμένες ανάγκες και κριτήρια της έρευνας, τα οποία και θα αναφερθούν αναλυτικά παρακάτω. Καθώς το περιεχόμενο και η διαδικασία της συνέντευξης που χρησιμοποιήθηκε ως κύριο ερευνητικό εργαλείο ήταν οργανωμένα εκ των προτέρων, δηλαδή η αλληλουχία και η διατύπωση των ερωτήσεων ήταν καθορισμένα βάσει σχεδιαγράμματος η συνέντευξη μπορεί να χαρακτηριστεί ως δομημένη (Cohen & Manion, 1994). Ωστόσο μικρά περιθώρια ελευθερίας για τροποποιήσεις είχε η ερευνήτρια σε περίπτωση που κάποιο από τα παιδιά που συμμετείχαν στο δείγμα χρειαζόταν συμπληρωματικές πληροφορίες. Το δείγμα της έρευνας αποτέλεσαν ( 12 ) παιδιά (αγόρια και κορίτσια) τα οποία φοιτούσαν στο δεύτερο έτος του νηπιαγωγείου, ηλικίας 5-6 ετών κατά το σχολικό έτος 2011-2012. Το 4 ο Νηπιαγωγείο Πόλεως Κω επιλέχθηκε εντελώς τυχαία χωρίς να ληφθεί υπ όψιν κάποιο συγκεκριμένο κριτήριο πέραν του να διαθέτει τον αριθμό νηπίων που θα κάλυπταν τις ανάγκες της έρευνας. Τα κριτήρια για το ποια θα ήταν τα παιδιά τα οποία μπορούσαν να πάρουν μέρος στην έρευνα ήταν: α) να έχουν συμπληρώσει το πέμπτο έτος της ηλικίας τους, β) να έχουν καλή 18

αντιληπτική ικανότητα και γ) να είναι κοινωνικά, ώστε να μην ντρέπονται κατά την αλληλεπίδραση με την ερευνήτρια. Σύμφωνα με πληροφορίες που ζητήθηκαν από τις νηπιαγωγούς, το θέμα της δημιουργίας του ουράνιου τόξου δεν είχε αναπτυχθεί κατά τη διάρκεια της σχολικής χρονιάς. Σε αυτό το σημείο αξίζει να αναφερθεί ότι της κύριας μελέτης προηγήθηκε μια σειρά πιλοτικών συνεντεύξεων με ένα μικρό αριθμό παιδιών (που δεν συμμετείχαν στο δείγμα) για να ελέγξουμε κατά πόσον ήταν σωστά δομημένες και στοχευμένες οι ερωτήσεις της συνέντευξης, καθώς και να εντοπίσουμε τους γλωσσικούς περιορισμούς των νηπίων, ώστε να βρούμε έναν κοινό κώδικα. Οι ερωτήσεις παρέμειναν ίδιες, καθώς δε σημειώθηκε κάποιο πρόβλημα στη διεξαγωγή των συνεντεύξεων. Η τεχνική Για τη δική μας έρευνα όπως έχει ήδη αναφερθεί, χρησιμοποιήσαμε το είδος της δομημένης συνέντευξης, όπως την ορίζουν οι Cohen & Manion (1994), καθώς το περιεχόμενο και η διαδικασία της συνέντευξης που χρησιμοποιήθηκε ως κύριο ερευνητικό εργαλείο ήταν οργανωμένα εκ των προτέρων, δηλαδή η αλληλουχία και η διατύπωση των ερωτήσεων ήταν καθορισμένα βάσει σχεδιαγράμματος. Επελέγησαν τρία φαινόμενα: α) η δημιουργία ουράνιου τόξου με τη χρήση φακού και πρίσματος, β) Η δημιουργία ουράνιου τόξου με τη χρήση καθρέφτη και φακού (UNESCO,1973) και γ) η δημιουργία ουράνιου τόξου στη φύση (χρησιμοποίηση φωτογραφίας). Όπως προαναφέρθηκε, ως τεχνική διερεύνησης των εξηγήσεων των παιδιών χρησιμοποιήθηκε η δομημένη συνέντευξη όπου ζητείτο από τα παιδιά: α) να απαντήσουν σε μια σειρά ερωτήσεις πρόβλεψης κι ερμηνείας σχετικά με το ρόλο του φακού/ του ήλιου και του πρίσματος/ του καθρέφτη βυθισμένου σε νερό ή των σταγόνων της βροχής στη δημιουργία ουράνιου τόξου, β) να συγκρίνουν τα δύο φαινόμενα τεχνητής δημιουργίας ουράνιου τόξου και γ) να βρουν τι κοινό υπάρχει στη δημιουργία ουράνιου τόξου με τεχνητό τρόπο και στη δημιουργία ουράνιου τόξου στη φύση. Η πορεία που ακολουθήθηκε ήταν η εξής: Αρχικά παρουσιαζόταν στα παιδιά μία φωτογραφία που απεικόνιζε το ουράνιο τόξο, τη βροχή και σύννεφα βροχής και ζητούνταν από τα παιδιά να απαντήσουν σε ερωτήσεις πρόβλεψης της δημιουργίας του ουράνιου τόξου στη φύση καθώς και να αιτιολογήσουν τις προβλέψεις τους. Οι ερωτήσεις παρουσιάζονται στον πίνακα 2 με τους αύξοντες αριθμούς 14, 15 και 16 αντίστοιχα. Στόχος ήταν μια πρώτη διερεύνηση πιθανής ύπαρξης νοητικών παραστάσεων σε σχέση με το φυσικό φαινόμενο του ουράνιου τόξου, όπως αυτό δημιουργείται στη φύση. 19

Στη συνέχεια η συνέντευξη περιελάμβανε ερωτήσεις σε σχέση με τη δημιουργία ουράνιου τόξου με τεχνητό τρόπο (Φαινόμενο Ι). Πιο συγκεκριμένα κι εφόσον διασφαλιζόταν ότι τα παιδιά γνώριζαν τα αντικείμενα της πειραματικής διαδικασίας (φακός, πρίσμα), τα παιδιά καλούνταν να κάνουν προβλέψεις σχετικά με το τι θα συμβεί αν η δέσμη φωτός του φακού περάσει μέσα από το πρίσμα. Κατόπιν, εκτελούσαμε το πείραμα και ζητούσαμε από τα παιδιά να απαντήσουν σε ερωτήσεις δίνοντας τις δικές τους ερμηνείες για το φαινόμενο. Έπειτα ακολουθούσε η τεχνητή δημιουργία ουράνιου τόξου με τη χρήση φακού και καθρέφτη βυθισμένου σε λεκάνη με νερό. (Φαινόμενο ΙΙ). Αφού βεβαιωνόταν, ότι τα παιδιά γνώριζαν τα αντικείμενα της πειραματικής διαδικασίας, ζητούνταν σε πρώτη φάση προβλέψεις σχετικά με τη δημιουργία ουράνιου τόξου με την πρόσπτωση της δέσμης φωτός από το φακό πάνω στον καθρέφτη τον βυθισμένο σε λεκάνη με νερό. Στόχος ήταν η περιγραφή κι αιτιολόγηση των συλλογισμών τους, καθώς και ο έλεγχος του κατά πόσο είναι σε θέση να αντιληφθούν τους παράγοντες που χρειάζεται να αλληλεπιδρούν ή όχι, ώστε να προκύπτει ή να σταματάει να φαίνεται το ουράνιο τόξο αντίστοιχα. Στη συνέχεια ακολουθούσαν ερωτήσεις σύγκρισης των δύο φαινομένων τεχνητής δημιουργίας ουράνιου τόξου, ώστε να διαπιστωθεί κατά πόσο είναι σε θέση τα παιδιά να εντοπίσουν ομοιότητες ως προς την ύπαρξη κοινής πηγής φωτός (φακός ως πομπός), ή την ανάγκη αλληλεπίδρασής της με τον κατάλληλο πομπό/δέκτη (πρίσμα ή καθρέφτης βυθισμένος στο νερό), για τη δημιουργία ουράνιου τόξου. Έπειτα ζητούνταν απ τα παιδιά να εξηγήσουν τι θα πρέπει να συμβαίνει και στις δύο περιπτώσεις, προκειμένου να συνεχίσουν να φαίνονται τα χρώματα του ουράνιου τόξου. Εφόσον είχαν ολοκληρωθεί οι ερωτήσεις πρόβλεψης, ερμηνείας κι αιτιολόγησης και για τα τρία φαινόμενα, η συζήτηση με τα παιδιά κινήθηκε προς την κατεύθυνση της σύγκρισης της τεχνητής δημιουργίας ουράνιου τόξου με τη δημιουργία του στη φύση (κάνοντας πάντα χρήση της φωτογραφίας του φαινομένου). Ζητήθηκε από τα παιδιά α) να βρουν τι κοινό υπάρχει στη δημιουργία ουράνιου τόξου με τη βοήθεια του φακού και του πρίσματος/του φακού και του καθρέφτη βυθισμένου σε νερό και στη δημιουργία ουράνιου τόξου με τη βοήθεια του ήλιου και των σταγόνων της βροχής και β) να απαντήσουν σε ερώτηση σχετικά με το τι θα πρέπει να συμβαίνει, ώστε το ουράνιο τόξο να συνεχίσει να φαίνεται και στις δύο περιπτώσεις. Οι ομάδες ερωτημάτων και οι λόγοι που χρησιμοποιήθηκαν στην δομημένη συνέντευξη βρίσκονται στον παρακάτω πίνακα (Πίνακας 2). Χρησιμοποιώντας όρους από τις έρευνες για την ενέργεια (Κοντογιαννάτου, 2009 ; Koliopoulos, Christidou, Symidala & Koutsiouba, 2011), πρόθεση μας ήταν να διαπιστώσουμε αν τα παιδιά είναι σε θέση να περιγράψουν: α) την δημιουργία του ουράνιου τόξου με τη βοήθεια του φακού και του πρίσματος ή του νερού είτε ως αλυσίδα αντικειμένων από την άποψη της λειτουργίας τους (πχ πρέπει να υπάρχει πηγή φωτός η 20

οποία σε αλληλεπίδραση με το πρίσμα θα δημιουργήσουν το ουράνιο τόξο), είτε β) ως αλυσίδα αντικειμένων από την άποψη της διανομής, δηλαδή της μεταφοράς μιας δράσης (πχ ο φακός δίνει φως το οποίο ταξιδεύοντας μέσα από το πρίσμα ή πάνω στην επιφάνεια του καθρέφτη που είναι μέσα στο νερό δημιουργούν το ουράνιο τόξο) ή στη συνέχεια, ότι το φως του ήλιου ανακλάται και διαθλάται μέσα από τις σταγόνες της βροχής και δημιουργείται το ουράνιο τόξο. Οι προηγούμενες εξηγήσεις αποτελούν, επίσης, έναν κατάλληλο συλλογισμό για να δοθεί η απάντηση στην ερώτηση σχετικά με το τι κοινό υπάρχει: α) στη δημιουργία του ουράνιου τόξου με τη βοήθεια του φακού και του πρίσματος ή του καθρέφτη βυθισμένου σε νερό και β) στη δημιουργία του ουράνιου τόξου από το φως του ήλιου και τις σταγόνες της βροχής. Υλικά και πειράματα Όπως αναφέραμε προηγούμενα, υπήρχαν δύο φαινόμενα τεχνητής δημιουργίας ουράνιου τόξου και μία σύγκριση των φαινομένων αυτών. Έτσι στο πρώτο φαινόμενο χρησιμοποιήσαμε ένα πρίσμα, έναν φακό κι ένα λευκό χαρτί κάνσον πάνω στο οποίο προβάλλαμε το ουράνιο τόξο. Φωτογραφία 1- τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν για το πρώτο φαινόμενο 21

Φωτογραφία 2 δημιουργία τεχνητού ουράνιου τόξου με φακό και πρίσμα Στο δεύτερο φαινόμενο χρησιμοποιήσαμε ένα φακό, μία λεκάνη με νερό, έναν καθρέφτη κι ένα λευκό χαρτί κάνσον. 22

Φωτογραφία 3 τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν για το δεύτερο φαινόμενο Φωτογραφία 4 - δημιουργία τεχνητού ο. τ. με φακό και καθρέφτη σε λεκάνη με νερό 23

Επιπλέον, υπήρχε το φαινόμενο της δημιουργίας ουράνιου τόξου στη φύση, για το οποίο χρησιμοποιήσαμε μία φωτογραφία του φαινομένου επιλεγμένη ανάμεσα σε πολλές που υπήρχαν στο Διαδίκτυο. Κριτήριο επιλογής της συγκεκριμένης φωτογραφίας ήταν, ότι κατά τη γνώμη του επιβλέποντα καθηγητή και της ερευνήτριας στη φωτογραφία απεικονίζονταν κατά το μέγιστο δυνατό οι συνθήκες που απαιτούνται στη φύση προκειμένου για τη δημιουργία του φαινομένου. Φωτογραφία 5- δημιουργία ουράνιου τόξου στη φύση Στο σημείο αυτό θεωρούμε σκόπιμο να παραθέσουμε τη δομή και το περιεχόμενο της συνέντευξης που χρησιμοποιήσαμε, καθώς και την αιτία για την οποία επιλέξαμε καθεμιά από τις βασικές ερωτήσεις που την συνθέτουν. Ενδεικτική συνέντευξη με νήπιο του δείγματος βρίσκεται στο ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ της εργασίας. ΠΙΝΑΚΑΣ 2 Συνέντευξη Ερωτήσεις Αιτιολόγηση ερωτήσεων αναμενόμενες απαντήσεις - σχόλια Ερωτήσεις που μπορεί να οδηγήσουν σε γραμμικό αιτιακό συλλογισμό (Αρχική πηγή φωτός φακός δέσμης) Ι. Φαινόμενο Ι Προβολή χρωμάτων ίριδας με τη βοήθεια πρίσματος και φακού δέσμης 24

Ι.Α. Δείχνουμε τα αντικείμενα 1. Γνωρίζεις τα αντικείμενα; (φακός - πρίσμα) Ερωτήσεις που διασφαλίζουν ότι τα παιδιά γνωρίζουν και ονομάζουν σωστά τα διάφορα αντικείμενα Ι.Β. Ζητούμε προβλέψεις 2.Αν τοποθετήσω το πρίσμα μπροστά από τον αναμμένο φακό τι νομίζεις ότι θα συμβεί; Ι.Γ. Κάνουμε το πείραμα και ζητούμε ερμηνείες 3.Τι συνέβη; Γιατί έγινε αυτό; 4. Τι πρέπει να κάνουμε για να σταματήσουμε να βλέπουμε τα χρώματα του ουράνιου τόξου; Ερωτήσεις που μπορεί να οδηγήσουν στην χρήση νοητικών παραστάσεων των αντικειμένων από την άποψη λειτουργίας τους 2. Ερώτηση που θα βοηθήσει τα παιδιά να καταλάβουν την αναγκαιότητα ύπαρξης πηγής φωτός, η οποία αλληλεπιδρά με το πρίσμα, ώστε να προκύψουν τα χρώματα του ουράνιου τόξου. Ερωτήσεις που μπορεί να οδηγήσουν στην χρήση νοητικών παραστάσεων των αντικειμένων από την άποψη λειτουργίας ή/και διανομής 3. Ερώτηση για να περιγράψει τι ακριβώς αντελήφθη και να αιτιολογήσει το συλλογισμό του 4. Ερώτηση για να διαπιστώσω αν αντιλαμβάνεται και μπορεί να ερμηνεύσει τους λόγους που αποτρέπουν τη δημιουργία των χρωμάτων του ουράνιου τόξου. 5.Τι πρέπει να γίνει, ώστε να συνεχίσουν να φαίνονται τα χρώματα του ουράνιου τόξου; 5. Ερώτηση για να διαπιστώσω αν αντιλαμβάνεται και μπορεί να ερμηνεύσει τους παράγοντες που συμβάλλουν, ώστε να δημιουργείται το ουράνιο τόξο. ΙΙ. Φαινόμενο 2 ΙΙ.Α. Δείχνουμε τα αντικείμενα 6. Γνωρίζεις τα αντικείμενα; (φακόςλεκάνη με νερό και καθρέφτη) Προβολή χρωμάτων ίριδας με τη βοήθεια καθρέφτη βυθισμένου σε λεκάνη με νερό και φακού δέσμης Ερωτήσεις που διασφαλίζουν ότι τα παιδιά γνωρίζουν και ονομάζουν σωστά τα διάφορα αντικείμενα ΙΙ.Β. Ζητούμε προβλέψεις Ερωτήσεις που μπορεί να οδηγήσουν στην χρήση νοητικών 25

7. Αν ρίξω φως πάνω στον καθρέφτη που είναι μέσα στο νερό τι νομίζεις ότι θα συμβεί; ΙΙ.Γ. Κάνουμε το πείραμα και ζητούμε ερμηνείες 8. Τι συνέβη; Γιατί έγινε αυτό; παραστάσεων των αντικειμένων από την άποψη λειτουργίας τους 7. Ερώτηση για να ελέγξω αν κατανοεί την ανάγκη ύπαρξης πηγής φωτός η οποία να αλληλεπιδρά με τον καθρέφτη τον βυθισμένο σε λεκάνη με νερό, ώστε να προβληθούν τα χρώματα του ουράνιου τόξου Ερωτήσεις που μπορεί να οδηγήσουν στην χρήση νοητικών παραστάσεων των αντικειμένων από την άποψη λειτουργίας ή/και διανομής 8. Ερώτηση για να περιγράψει τι ακριβώς αντελήφθη και να αιτιολογήσει το συλλογισμό του 9. Τί πρέπει να κάνουμε, ώστε να σταματήσουν να φαίνονται τα χρώματα του ουράνιου τόξου ; 9. Ερώτηση για να καταλάβω, αν αντιλαμβάνεται τους παράγοντες που πρέπει να σταματήσουν να αλληλεπιδρούν, ώστε να πάψουν να προβάλλονται τα χρώματα του ουράνιου τόξου. 10. Τι πρέπει να γίνει ώστε τα χρώματα του ουράνιου τόξου να συνεχίσουν να φαίνονται; 10. Ερώτηση για να καταλάβω, αν αντιλαμβάνεται την αλληλεπίδραση πομπού και δέκτη/πομπού, ώστε να προκύψει το ουράνιο τόξο. ΙΙΙ. Σύγκριση φαινομένων 11. Σε τι μοιάζουν οι δύο αυτές δραστηριότητες που κάναμε; Ερωτήσεις που μπορεί να οδηγήσουν στη χρήση νοητικών παραστάσεων των αντικειμένων από την άποψη λειτουργίας ή / και διανομής 11. Ερώτηση συσχετισμού των δύο φαινομένων για να δω αν αντιλήφτηκε τις ομοιότητες μεταξύ των δύο φαινομένων, όσον αφορά το μοντέλο της διάδοσης του φωτός ως ακτινοβολίας 12. Τι θα πρέπει να γίνεται και στις δύο περιπτώσεις, ώστε τα χρώματα του ουράνιου τόξου να συνεχίζουν να 12. Ερώτηση που μπορεί να ελέγξει κατά πόσο η σκέψη του παιδιού μπορεί να αιτιολογήσει κάτι που δεν βλέπει χρησιμοποιώντας νοητικές παραστάσεις. 26