ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΑΝΘΡΩΠΙΣΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΚΟΙΝΩΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΑΓΩΓΗΣ ΣΤΗΝ ΠΡΟΣΧΟΛΙΚΗ ΗΛΙΚΙΑ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΑΝΘΡΩΠΙΣΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΚΟΙΝΩΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΑΓΩΓΗΣ ΣΤΗΝ ΠΡΟΣΧΟΛΙΚΗ ΗΛΙΚΙΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ: «Διδακτική των Θετικών Επιστημών : Εκπαιδευτικά Προγράμματα, Αξιολόγηση και Τεχνολογίες της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας στην Εκπαίδευση» «ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΚΑΙ ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗ ΣΤΙΣ ΝΟΗΤΙΚΕΣ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΕΙΣ ΜΑΘΗΤΩΝ ΤΗΣ ΠΕΜΠΤΗΣ (Ε ) ΤΑΞΗΣ ΤΟΥ ΔΗΜΟΤΙΚΟΥ ΣΧΟΛΕΙΟΥ ΓΙΑ ΤΗ ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΗΛΙΑΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ» ΕΠΙΒΛΕΠΟΥΣΑ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ: κα Μαρία Καμπεζά ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΦΟΙΤΗΤΡΙΑ: Μαρία Καραμάνου, Α.Μ: 347 ΠΑΤΡΑ, 2014

2

Αφιερώνεται στη μνήμη της μητέρας μου και στον πατέρα μου 3

ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Ιδιαιτέρως θα ήθελα να ευχαριστήσω την επιβλέπουσα καθηγήτρια της διπλωματικής αυτής εργασίας κα Μαρία Καμπεζά, η οποία με καθοδήγησε και με ενθάρρυνε σε όλα τα στάδια της ερευνητικής αυτής προσπάθειας. Την ευχαριστώ θερμά για την υπομονή της και το χρόνο που διέθεσε στη συνεργασία μας, καθώς και για την αμέριστη υποστήριξη και την επιστημονική βοήθεια που μου προσέφερε. Επίσης, δεν θα ήθελα να παραλείψω τις ευχαριστίες μου στον πατέρα μου για την υποστήριξη, την ενθάρρυνση, την κατανόηση και τη βοήθεια του στις προσπάθειές μου κατά τη διάρκεια του μεταπτυχιακού αυτού προγράμματος. Τέλος, θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαίτερα τους εκπαιδευτικούς των τμημάτων της πέμπτης τάξης και τους διευθυντές του 54 ου και 56 ου Δημοτικών Σχολείων Πατρών για τη συνεργασία και τη βοήθειά τους στη συλλογή των απαιτούμενων ερευνητικών δεδομένων. 4

ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ Περίληψη σελ. 6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο : ΘΕΩΡΗΤΙΚΕΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΕΙΣ 1.1 Εισαγωγή...σελ.8 1.2. Η σημασία των βιωματικών νοητικών παραστάσεων των παιδιών για την εκπαιδευτική διαδικασία..σελ.14 1.3 Η ανάπτυξη της νέας γνώσης στο πλαίσιο του εποικοδομισμού...σελ.17 1.4 Η στρατηγική αντιμετώπισης των στόχων εμποδίων..σελ.20 1.5 Επισκόπηση των ερευνητικών δεδομένων σχετικά με τις ιδέες των παιδιών για το ηλιακό σύστημα...σελ.22 1.6 Στόχος της έρευνας και ερευνητικά ερωτήματα...σελ.26 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο : ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ 2.1 Το είδος της έρευνας και το δείγμα...σελ.29 2.2Εργαλείο συλλογής δεδομένων....σελ.30 2.3 Διεξαγωγή της έρευνας..σελ.34 2.4 Περιγραφή εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων..σελ.36 2.4.1 Εισαγωγική συζήτηση προβληματισμός...σελ.36 2.4.2 Δραστηριότητα 1 η......σελ.39 2.4.3 Δραστηριότητα 2 η.......σελ.44 2.4.4 Δραστηριότητα 3 η......σελ.46 2.4.5 Δραστηριότητα 4 η....... σελ.47 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο : ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ 3.1 Συγκριτική ανάλυση αποτελεσμάτων pre- tests και post- tests.. σελ.49 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο :ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗ 4.1 Συμπεράσματα...σελ.89 Ελληνική Βιβλιογραφία.. σελ.95 Ξενόγλωσση Βιβλιογραφία..... σελ.96 Παράρτημα.....σελ.99 5

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η παρούσα εργασία έχει ως σκοπό να διερευνήσει τις νοητικές παραστάσεις των μαθητών της πέμπτης (Ε ) Δημοτικού σχετικά με τη δομή του ηλιακού συστήματος και πιο συγκεκριμένα αναφορικά με τα εξής χαρακτηριστικά του : α. το κέντρο του ηλιακού συστήματος, β. τα δομικά μέρη του ηλιακού συστήματος (αριθμός και ονόματα πλανητών), γ. τη σφαιρική μορφή των πλανητών, δ. τις σχετικές θέσεις, αποστάσεις από τον ήλιο και τα σχετικά μεγέθη των πλανητών και ε. την κίνηση των πλανητών γύρω από τον ήλιο (περιφορά) και γύρω από τον άξονά τους (περιστροφή). Μελετάται επίσης η επίδραση ενός εκπαιδευτικού προγράμματος σε σχέση με τα παραπάνω θέματα, το οποίο σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε σε 61 μαθητές. Γι αυτό το σκοπό, πραγματοποιήθηκαν ατομικές συνεντεύξεις, στο στάδιο των protests, ώστε να γίνει ανίχνευση των νοητικών παραστάσεων των μαθητ ών για τη δομή του ηλιακού συστήματος, όπου τα παιδιά καλούνταν να σχεδιάσουν το ηλιακό σύστημα όπως πίστευαν ότι είναι και έπειτα να απαντήσουν σε ορισμένα σχετικά ερωτήματα. Ακολούθησε η Διδακτική παρέμβαση (υλοποίηση των εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων). Έπειτα οι μαθητές συμμετείχαν σε νέες ατομικές συνεντεύξεις στο στάδιο των post- tests ίδιες σε περιεχόμενο και δομή με τις πρώτες, προκειμένου να αξιολογηθεί η επίδραση της διδασκαλίας στις νοητικές τους παραστάσεις. Από την ανάλυση των αποτελεσμάτων προκύπτει ότι οι αντιλήψεις των μαθητών αναφορικά με το ηλιακό σύστημα και τα βασικά χαρακτηριστικά του μετατοπίστηκαν από διαισθητικού και συνθετικού τύπου στις επιδιωκόμενες επιστημονικού τύπου σε μεγάλο ποσοστό, κάτι το οποίο καταδεικνύει την αποτελεσματικότητα της διδακτικής παρέμβασης που έλαβε χώρα. 6

ABSTRACT The present research aims to elicit the conceptions of students in the fifth grade (E') of Greek primary school regarding the structure of solar system and specifically in regard to the following characteristics : a. centre of solar system, b. the structural parts of solar system (Number and names of planets), the c. shape of the planets, d. the relative positions, distances and relative sizes of the planets and e. the movement of the planets around the sun and around their axis. The effectiveness of an educational program concerning the above issues, which was designed and implemented to 61 students, individual interviews took place ( pre- tests) in order to, detect students initial ideas about the structure of the solar system, during which children were asked to draw the solar system and answer relative questions. The teaching intervention took place subsequently (implementation of educational activities). Afterwards, the students participated again in individual interviews, (post tests), which were the same in content and structure with the first interviews (pre-tests), so that the results could be comparable. The results show that the majority of students conceptions concerning the solar system and its basic characteristics, changed as they progressed from intuitive and synthetic models to the expected scientific model, which shows the effectiveness of the teaching intervention that took place. 7

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο : ΘΕΩΡΗΤΙΚΕΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΕΙΣ 1.1 Εισαγωγή Η διδακτική των φυσικών επιστημών αποτελεί ένα πεδίο έρευνας, μια αυτόνομη επιστημονική περιοχή, η οποία έχει συγκροτηθεί σε στενή σχέση με τη φύση και τα χαρακτηριστικά της γνώσης των φυσικών επιστημών (Ραβάνης, 1995,2003). Υιοθετεί στρατηγικές που σχετίζονται με τη διδασκαλία των φυσικών επιστημών την οποία αντιλαμβάνεται όχι ως γενική παιδαγωγική κατασκευή, αλλά ως μετασχηματισμό της επιστημονικής γνώσης αναφοράς, της γνώσης δηλαδή των φυσικών επιστημών σε σχέση με την οποία είναι δυνατό να αξιολογηθούν τόσο οι άλλες δύο μορφές γνώσεων (σχολική και βιωματική), που εμπλέκονται στη διδασκαλία των φυσικών επιστημών, όσο και τα χαρακτηριστικά των αλληλεπιδράσεων ανάμεσα σε αυτές. Η πλειοψηφία των ερευνών και των δημοσιεύσεων σε όλους τους τομείς της διδακτικής έχει ως θέμα τις νοητικές παραστάσεις των μαθητών (Κουλαϊδής, 1996). Η κεντρική ιδέα συνίσταται στο ότι τα παιδιά καθώς αναπτύσσονται ερχόμενα σε επαφή με διαφόρων ειδών ερεθίσματα στο κοινωνικό τους περιβάλλον προσέρχονται στην εκπαιδευτική διαδικασία με διαμορφωμένες ιδέες και αντιλήψεις αναφορικά με τον κόσμο. Με βάση τις ιδέες αυτές μεταφράζονται οι εμπειρίες και αφομοιώνονται οι προσλαμβανόμενες πληροφορίες και φορές οι τελευταίες έρχονται σε αντίθεση με τα ερμηνευτικά εργαλεία των θεωριών, που είναι σήμερα αποδεκτές από την επιστημονική κοινότητα (Ραβάνης, 1999). Η μαθησιακή διαδικασία δεν μπορεί να πραγματωθεί ουσιαστικά αν δεν λάβει υπόψη της τον τρόπο με τον οποίο οικοδομούν τις γνώσεις τα υποκείμενα που μαθαίνουν. Στο πλαίσιο αυτής της εποικοδομιστικής θεώρησης, οι μαθητές πριν ακόμα πάνε στο σχολείο, διαθέτουν γνώσεις και αυτό που χρειάζεται είναι να βοηθηθούν, ώστε να οικοδομήσουν νέες γνώσεις επάνω σε αυτές που ήδη διαθέτουν. Οι βιωματικές αυτές νοητικές παραστάσεις δημιουργούνται μέσω της κοινωνικής αλληλεπίδρασης και της γλώσσας, στην προσπάθεια των παιδιών να κατανοήσουν, να ερμηνεύσουν και να προβλέψουν ότι υποπίπτει στην αντίληψή τους και πρέπει να αποτελούν την αφετηρία κάθε μαθησιακής και διδακτικής 8

διαδικασίας. Οι αρχικές αναπαραστάσεις του παιδιού αποτελούν την αφετηρία για τη γνώση και είναι ο πρωταρχικός δεσμός που μπορεί να έχει με τις νέα γνώση και για αυτό δεν θα πρέπει να αγνοούνται, καθώς δεν εξαφανίζονται, απλώς απωθούνται. Δεδομένου ότι η επιστημονική γνώση αποτελεί πολιτισμικό αντικείμενο και συνεπώς αφορά το σύνολο του πληθυσμού μιας κοινωνίας (Κολιόπουλος, 2004), που οφείλει να ζει ανθρώπινα σε ένα επιστημονικό- τεχνικό περιβάλλον και να το χειρίζεται αποτελεσματικά, οι φυσικές επιστήμες και η τεχνολογία θεωρούνται όλο και περισσότερο βασικά αντικείμενα διδασκαλίας κοντά στη γλώσσα και τα μαθηματικά. Η μάθηση όμως των φυσικών επιστημών και η κατάκτηση της επιστημονικής γνώσης δεν μπορεί να είναι μια απλή διαδικασία εξέλιξης της βιωματικής γνώσης, αλλά μια σύνθετη και συστηματική διαδικασία υπέρβασης εννοιολογικών και μεθοδολογικών εμποδίων. Η διδακτική των φυσικών επιστημών εστιάζει στην ανάδειξη της βιωματικής γνώσης ως πρότερης, η οποία πρέπει να ληφθεί υπόψη πριν από τη διδασκαλία, ώστε όχι μόνο να γίνει αντιληπτή η ύπαρξη εμποδίων στη μάθηση, αλλά να καθοριστούν οι σκοποί και οι στόχοι της διδασκαλίας όσο το δυνατόν αποτελεσματικότερα (Κολιόπουλος, 2004). Η γνώση των φυσικών επιστημών σύμφωνα με τον Bachelard (1980) αποτελεί κυρίως μια υποθετική γνώση η οποία παράγεται κατά τη μελέτη ενός προβλήματος και όχι γνώση που παράγεται από την παρατήρηση και την εμπειρία, οι οποίες ενίοτε συνιστούν εμπόδια στη συγκρότησή της. Επίσης, αποτελεί μια εννοιολογική κατασκευή που μας επιτρέπει να διαμορφώσουμε μια συγκεκριμένη αντίληψη για τα φυσικά φαινόμενα. Στόχο της διδασκαλίας των φυσικών επιστημών αποτελεί, με βάση τον άξονα αυτό, η διαμόρφωση εννοιολογικών μοντέλων συμβατών με την επιστημονική γνώση αναφοράς. Αντικείμενο της συγκεκριμένης ερευνητικής εργασίας αποτέλεσε η έννοια του «ηλιακού συστήματος». Ο Piaget κάποτε έγραψε ότι το να διδάξεις μικρά παιδιά αστρονομία, πολύ νωρίς, θα ήταν «εντελώς άχρηστο»,αφού πιθανόν δε θα μπορούσαν να την καταλάβουν (Piaget, 1929 σελ.). Σήμερα όμως, τα δεδομένα έχουν αλλάξει. Η αστρονομία τώρα, εμφανίζεται στα αναλυτικά προγράμματα της Α /θμιας εκπαίδευσης σε πολλές χώρες του κόσμου και θεωρείται βασικός 9

παράγοντας του επιστημονικού γραμματισμού. 1 Στην Ελλάδα δε διδάσκεται ως αυτόνομο γνωστικό αντικείμενο σε καμιά εκπαιδευτική βαθμίδα, αλλά όψεις της υπεισέρχονται ακόμα και σε μαθήματα του δημοτικού σχολείου( π.χ στη γεωγραφία της έκτης δημοτικού μελετώνται θέματα όπως το σχήμα της γης, οι κινήσεις της γης και η σύνδεση τους με τα φαινόμενα εναλλαγής μέρας και νύχτας και των εποχών, η δομή του ηλιακού συστήματος κ.λ.π, σύμφωνα με το ΑΠΣ και το ΔΕΠΠΣ). Μεγάλος αριθμός ερευνητικών δεδομένων, των τελευταίων είκοσι χρόνων, υποστηρίζουν την άποψη ότι ο/η μαθητής/τρια, έρχεται στο σχολείο, έχοντας πολλές ιδέες και αντιλήψεις για φαινόμενα και έννοιες που πρόκειται να διδαχθούν (Driver and Tiberghien,1985; Osborne and Freyberg,1985). Οι ιδέες αναπτύσσονται στην προσπάθεια των παιδιών να δώσουν νόημα στον κόσμο μέσα στον οποίο ζουν, με αναφορά στις εμπειρίες τους, τις τρέχουσες γνώσεις τους και τη γλώσσα που χρησιμοποιούν. Οι απόψεις των μαθητών για διάφορα φαινόμενα, ιδιαίτερα αυτά των φυσικών επιστημών, συγκροτούν ερμηνευτικά πρότυπα που καταγράφονται συνήθως ως εναλλακτικές ιδέες των παιδιών ή παρανοήσεις, προϋπάρχουσες ιδέες, αυθόρμητες αντιλήψεις, διαισθητικές ιδέες, επιστήμη των παιδιών, αναπαραστάσεις ή ως νοητικά μοντέλα. Ένα συχνό παράδειγμα εναλλακτικών ιδεών, από το χώρο του Δημοτικού 1 Ενδεικτικά αναφέρεται πως το πρόγραμμα Science for All Americans (AFAA) ορίζει τον επιστημονικό γραμματισμό ως εξής: Το επιστημονικά γραμματισμένο άτομο είναι εκείνο που: Α) γνωρίζει ότι οι φυσικές επιστήμες, τα μαθηματικά και η τεχνολογία είναι νοητικά αλληλοεξαρτώμενες πορείες γνώσης, οι οποίες αφενός μεν έχουν τη δυνατότητα συνεχώς να εξελίσσονται και να επεκτείνουν τη γνώση μας για το φυσικό και τον κατασκευασμένο κόσμο, αφετέρου δε έχουν όρια που δε μπορούν να υπερβούν. Β) κατανοεί τις έννοιες κλειδιά και τις αρχές (νόμους μοντέλα) των φυσικών επιστημών Γ) είναι εξοικειωμένο με το φυσικό κόσμο, αναγνωρίζοντας τόσο την ποικιλία όσο και την ενότητά του, και Δ) χρησιμοποιεί τους επιστημονικούς τρόπους σκέψης για προσωπικούς (π.χ για να αντιμετωπίσουν τα προβλήματα που προκύπτουν στην καθημερινή ζωή ) και για κοινωνικούς σκοπούς (π.χ για να αντιλαμβάνονται περιβαλλοντικά προβλήματα και να παίρνουν θέσεις και αποφάσεις ως προς αυτά) χρειάζεται βιβλιογραφική αναφορά Γενικά πάντως, βασικές παράμετροι του επιστημονικού γραμματισμού φαίνεται να είναι ο επιστημονικός τρόπος θέασης του κόσμου, οι επιστημονικές μέθοδοι έρευνας, η γνώση της φύσης της επιστήμης, η σύνδεση επιστήμης και τεχνολογίας, η αλληλεξάρτηση επιστήμης και κοινωνίας και η επίδραση των φυσικών επιστημών στην ιστορία και τον πολιτισμό. Επίσης ο επιστημονικός γραμματισμός σχετίζεται άμεσα και με τις αξίες, τις στάσεις, και τις ικανότητες που τα επιστημονικά γραμματισμένα άτομα θα πρέπει να κατέχουν (Laugksch, 2001).Κατά τον Buxton (2001) το άτομο με παιδεία σε θέματα επιστήμης και τεχνολογίας θα πρέπει να είναι σε θέση να εφαρμόσει την επιστήμη στην καθημερινή του ζωή. Ο δε Shamos (1996) υποστηρίζει ότι ο επιστημονικά ενημερωμένος πολίτης θα πρέπει να κατανοεί καλύτερα το «πως» και το «γιατί» της επιστημονικής προσπάθειας. Οι αναφορές αυτές πρέπει να υπάρχουν και στη βιβλιογραφία 10

Σχολείου, είναι η παράσταση που οικοδομούν οι μαθητές για το ηλιακό σύστημα. Μεγαλώνοντας τα παιδιά ακούν από τους ενήλικες ότι «ο ήλιος ανατέλλει και δύει», δίνοντας τους την εικόνα ενός ήλιου, που κινείται γύρω από τη Γη (γεωκεντρικό μοντέλο). Στο σχολείο οι μαθητές έρχονται σε επαφή με την άποψη ότι η Γη περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο (ηλιοκεντρικό μοντέλο). Οι μαθητές τότε έρχονται αντιμέτωποι με το δύσκολο στόχο να αναδομήσουν ένα νοητικό μοντέλο, που το κατανοούν λόγω της επιρροής της άμεσης εμπειρίας και να το αντικαταστήσουν με ένα άλλο μοντέλο, το οποίο έρχεται σε αντίθεση με αυτό. Οι μαθητές δεν έχουν βιωματικές εμπειρίες για τα ουράνια σώματα και αφετέρου οι όποιες εμπειρίες τους δημιουργούνται με σύστημα αναφοράς, τη Γη (Χαλκιά,2006). Τα παιδιά έρχονται στο σχολείο με πληθώρα διαφορετικών ερμηνειών αναφορικά με τα πλανητικά φαινόμενα (Brewer &Vosniadou 1992, Sneider & Ohadi 1998). Οι παρατηρήσεις τους ποικίλουν και οι εξηγήσεις που δίνουν παρουσιάζουν μεγάλη ανομοιομορφία παρότι βρίσκονται στην ίδια ηλικία και έχουν παρόμοιες εμπειρίες. 2 Η διδασκαλία στα μαθήματα Φυσικών Επιστημών συνήθως περιορίζεται στην απλή απομνημόνευση εννοιών και συγκράτηση πληροφοριών, χωρίς να λαμβάνονται υπόψη οι προϋπάρχουσες γνώσεις. Οι διδάσκοντες είναι φυσιολογικό να εκπλήσσονται καθώς παρατηρούν ότι το περιεχόμενο που διδάσκουν συγκρατείται για λίγο στη μνήμη και οι εναλλακτικές ιδέες των μαθητών δεν αργούν να επανέλθουν (Vosniadou, 1991). Η διερεύνηση των ιδεών των μαθητών και ο σχεδιασμός ενός εκπαιδευτικού προγράμματος για τη διδασκαλία βασικών χαρακτηριστικών του ηλιακού συστήματος στην πέμπτη τάξη του δημοτικού σχολείου αποτέλεσε το στόχο της παρούσας ερευνητικής προσπάθειας. Μια διδακτική παρέμβαση που στηρίζεται στις αρχές του εποικοδομισμού οφείλει να διερευνήσει και να καταγράψει τις νοητικές παραστάσεις των υποκειμένων της μάθησης. Σύμφωνα με την έρευνα που αφορά τη στρατηγική αντιμετώπιση των στόχων εμποδίων είναι σημαντικό τον προσδιορισμό των 2 Η ανάπτυξη της νόησης είναι διαδικασία κοινωνικής αλληλεπίδρασης. Το παιδί στη διαδικασία αυτή δεν είναι παθητικός δέκτης αλλά δρών υποκείμενο που με τις πράξεις του διαμορφώνει τη γνωστική του πραγματικότητα, σύμφωνα με τις κοινωνικοπολιτισμικές θεωρίες μάθησης που εστιάζουν το ενδιαφέρον τους στην επικοινωνιακή και πολιτισμική διάσταση της μάθησης. 11

νοητικών παραστάσεων, να ακολουθήσει μια σειρά διαδικασιών οι οποίες συγκροτούν δυναμικά δίκτυα στόχων- εμποδίων (Ραβάνης, 2003). Κατά αυτό τον τρόπο οι νοητικές αναπαραστάσεις αξιοποιούνται κατά τη διάρκεια της κατάλληλης διδακτικής παρέμβασης, όταν αυτές ανταποκρίνονται στο επιστημονικό πρότυπο και αναδομούνται ή ανατρέπονται, όταν αποτελούν γνωστικά εμπόδια. Στη διπλωματική αυτή εργασία παρουσιάζεται μια ποιοτική έρευνα μικρής κλίμακας που στόχο είχε να διαπιστώσει αν η συμβολή μιας διδακτικής παρέμβασης (εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων) μετέβαλλε τις αρχικές νοητικές αναπαραστάσεις μαθητών της πέμπτης (Ε ) τάξης του δημοτικού σχολείου αναφορικά με το «ηλιακό σύστημα» και τις οδήγησε σε αντιλήψεις πιο κοντινές με αυτές της επιστημονικής γνώσης αναφοράς. Η ανάλυση του υλικού που συλλέχθηκε κατά τη διαδικασία ανίχνευσης της παιδικής σκέψης, με τη βοήθεια του διαγνωστικού εργαλείου της συνέντευξης,οδήγησε στην καταγραφή και κωδικοποίηση των μαθησιακών εμποδίων και κατ επέκταση στον προσδιορισμό των διδακτικών δραστηριοτήτων για την αντιμετώπισή τους. Με τη βοήθεια πάλι της συνέντευξης γίνεται η αξιολόγηση των συλλογισμών των παιδιών και της διδακτικής παρέμβασης μετά το πέρας της πραγματοποίησης των δραστηριοτήτων. Η δομή της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η εξής: Στο πρώτο κεφάλαιο αυτό γίνεται μια σύντομη εισαγωγή στο υπό εξέταση θέμα και Γίνεται μια σύντομη παρουσίαση του πλαισίου του εποικοδομισμού, της στρατηγικής αντιμετώπισης των στόχων εμποδίων και της έννοιας των νοητικών παραστάσεων των παιδιών, στα οποία στηρίχθηκε η πραγματοποίηση της διδακτικής παρέμβασης,. Παράλληλα πραγματοποιείται μια ανασκόπηση των ερευνητικών δεδομένων σχετικά με τις ιδέες των παιδιών αναφορικά με το ηλιακό σύστημα σύμφωνα με την ελληνική και διεθνή βιβλιογραφία. Τέλος, παρουσιάζεται ο στόχος της έρευνας και διατυπώνονται αναλυτικά τα ερευνητικά ερωτήματα. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζεται αναλυτικά το είδος της έρευνας που πραγματοποιήθηκε, η μέθοδος της δειγματοληψίας, το εργαλείο συλλογής των ερευνητικών δεδομένων (ημι- δομημένη συνέντευξη), καθώς επίσης και ο σχεδιασμός αλλά και ο τρόπος διεξαγωγής της παρούσας έρευνας σε όλα τα στάδιά της. Τέλος, παρουσιάζονται αναλυτικά μία προς μία οι εκπαιδευτικές 12

δραστηριότητες της διδακτικής παρέμβασης που πραγματοποιήθηκε. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται μια μικρή εισαγωγή αναφορικά με τον τρόπο ανάλυσης των ερευνητικών δεδομένων και ακολουθεί η αποτίμηση της διδακτικής παρέμβασης, όπου αναλύεται το πώς πραγματοποιήθηκε κάθε δραστηριότητα του εκπαιδευτικού προγράμματος, ο αντίκτυπος που είχε στους μαθητές και πώς αντιμετωπίστηκε από αυτούς. Τέλος, όλα τα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν και αναλύθηκαν κατά τη διάρκεια των ατομικών συνεντεύξεων στα pre-tests και τα post-tests παρουσιάζονται και πραγματοποιείται συγκριτικός έλεγχος, ώστε να διαπιστωθεί ο βαθμός επιρροής της διδακτικής παρέμβασης στις νοητικές αναπαραστάσεις των μαθητών σχετικά με το ηλιακό σύστημα. Στο τέταρτο και τελευταίο κεφάλαιο διατυπώνονται κάποια γενικά συμπεράσματα που προέκυψαν από την ερευνητική αυτή προσπάθεια, καθώς και προτάσεις επέκτασης αλλά και εφαρμογής στην εκπαιδευτική διαδικασία. 13

1.2 Η σημασία των βιωματικών νοητικών παραστάσεων των παιδιών για την εκπαιδευτική διαδικασία Τα παιδιά αναπτυσσόμενα στο κοινωνικό και φυσικό τους περιβάλλον προσέρχονται στις διδακτικές διαδικασίες με μια σειρά διαμορφωμένων σχημάτων σκέψης για τις ιδιότητες των αντικειμένων και των υλικών, τα φαινόμενα του φυσικού κόσμου και τις έννοιες των Φυσικών Επιστημών, συγκροτώντας έτσι στη νόησή τους πλαίσια προσέγγισης και κατανόησης, τα οποία συνήθως δεν είναι συμβατά με αυτά των μοντέλων των φυσικών επιστημών. Αναπτύσσονται στην προσπάθειά τους να δώσουν νόημα στον κόσμο που ζουν βασισμένοι στις εμπειρίες τους, στις τρέχουσες γνώσεις τους και στη γλώσσα που χρησιμοποιούν. Δεν πρόκειται για απλές παρανοήσεις λόγω κακής πληροφόρησης, αλλά για δίκτυα σημασιών με ορισμένους κανόνες λειτουργίας και ερμηνευτικά πρότυπα, με βάση τα οποία μεταφράζονται οι εμπειρίες και αφομοιώνονται οι προσλαμβανόμενες πληροφορίες (Ραβάνης, 2003 ). Αυτές οι απόψεις των παιδιών για διάφορα φαινόμενα, συγκροτούν ερμηνευτικά πρότυπα και καταγράφονται ως εναλλακτικές ιδέες των παιδιών, παρανοήσεις, προϋπάρχουσες ιδέες, αυθόρμητες αντιλήψεις, διαισθητικές ιδέες, επιστήμη των παιδιών, αναπαραστάσεις ή νοητικά μοντέλα. Οφείλονται στους μηχανισμούς που διαθέτουν τα παιδιά, με τους οποίους ερμηνεύουν τον κόσμο γύρω τους και επειδή ακριβώς είναι λειτουργικές παραμένουν ισχυρές. μερικές από αυτές διαφοροποιούνται με την ανάπτυξη του μαθητή ή με την επίδραση της διδασκαλίας. (Ψύλλος, 1993). Ο J. Piaget (1976 όπως αναφέρεται στο Ραβάνης, 2003) μιλά για αυθόρμητες παραστάσεις που σχηματίζονται στην παιδική νόηση μέσα από τις μακρόχρονες αλληλεπιδράσεις με το κοινωνικό, οικογενειακό, σχολικό και φυσικό περιβάλλον, οι οποίες προσδιορίζουν σε μεγάλο βαθμό τη δυνατότητα επεξεργασίας νέων εννοιών Ο H. Wallon αναδεικνύει το ρόλο της ατομικής διανοητικής δραστηριότητας του κάθε παιδιού η οποία εμπλέκεται στην οργάνωση και διαμόρφωση των παραστάσεών του. Στη διεθνή βιβλιογραφία, (Weil- Barais, 1985), οι πρώτες αυτές παιδικές αντιλήψεις αναφέρονται: Ως νοητικές παραστάσεις, αυθόρμητες ιδέες και κοινές γνώσεις, αν το βάρος δίνεται στον κοινωνικό χαρακτήρα της γνώσης. 14

Ως προαντιλήψεις, πριν από τη διδασκαλία αντιλήψεις, και αρχικές παραστάσεις όταν επισημαίνεται η χρονική στιγμή κατά την οποία μελετάται η σκέψη των παιδιών Ως λάθος αντιλήψεις και εναλλακτικές απόψεις, αν η προσοχή εστιάζεται στον εσφαλμένο χαρακτήρα του περιεχομένου τους Ο σχηματισμός αυτών των παραστάσεων εξαρτάται από τις νοητικές δεξιότητες της ηλικίας των παιδιών, τις πληροφορίες που παίρνουν από την καθημερινή χρήση της γλώσσας και τα μέσα μαζικής επικοινωνίας, την παρατήρηση και τη δράση πάνω στα αντικείμενα, καθώς. (Κόκκοτας κ.α, 2001) Επίσης, οι περισσότερες έχουν κοινά χαρακτηριστικά, ανεξάρτητα δηλαδή από εθνικότητα, κοινωνική τάξη, πολιτισμικό επίπεδο και σε ορισμένες περιπτώσεις ακόμα και από ηλικιακό επίπεδο των παιδιών, τα οποία θα μπορούσαμε να συνοψίσουμε ως εξής: Τα παιδιά: Βασίζουν τους συλλογισμούς τους σε ό,τι αντιλαμβάνονται με τις αισθήσεις Επικεντρώνονται σε ορισμένα μόνο χαρακτηριστικά, τα οποία είναι τα κυρίαρχα Συνδέουν πάντα ένα αποτέλεσμα με ένα αίτιο Χρησιμοποιούν μια έννοια για να περιγράψουν περισσότερα από ένα πράγματα Οι ιδέες τους διαφοροποιούνται ανάλογα με το χώρο, την κατάσταση στην οποία βρίσκονται και πόσο οικείο τους είναι ένα πρόβλημα Εκφράζονται εγωκεντρικά ή ανθρωποκεντρικά Αποδίδουν χαρακτηριστικά ανθρώπων σε αντικείμενα Μπορούν επίσης να εμφανιστούν ως συνεκτικές ιδέες : έχουν τη μορφή λογικών εξηγήσεων, που εξηγούν επαρκώς ένα φαινόμενο, εμφανίζουν έναν εμπειρικό αιτιακό συλλογισμό, όπου εφαρμόζεται η ποσοτική αναλογική λογική (π.χ όσο περισσότερο έχω, τόσο περισσότερο δίνω), μπορεί να παρουσιάζουν δομικά χαρακτηριστικά και εσωτερική συνοχή. Σε αυτό το χαρακτηριστικό των νοητικών παραστάσεων οφείλεται και η ανθεκτικότητά τους στη διδασκαλία. Ενίοτε υπάρχει η πιθανότητα να λειτουργήσουν ως θεωρητικά μοντέλα με σημαντική εσωτερική συνοχή. Καταλήγοντας, οι νοητικές παραστάσεις αποτελούν ουσιαστικά δίκτυα σημασιών με ορισμένους κανόνες λειτουργίας και ερμηνευτικά πρότυπα με βάση 15

τα οποία «μεταφράζονται» οι εμπειρίες και αφομοιώνονται οι προσλαμβανόμενες πληροφορίες. (Ραβάνης, 2003). Είναι εμφανής η μεγάλη σημασία που θα έπρεπε να αποδίδεται στις νοητικές παραστάσεις, αφού οι τελευταίες συνιστούν το σύνολο των διανοητικών επεξηγήσεων των παιδιών επί των φυσικών φαινομένων. Θα πρέπει να αποτελούν την αφετηρία κάθε διδακτικής απόπειρας. Και δεν θα πρέπει να παραγκωνίζονται ως εσφαλμένες αντιλήψεις, ανασταλτικές ως προς το μαθησιακό αποτέλεσμα, αλλά αντίθετα θα ήταν ωφέλιμο να αξιοποιούνται στην πορεία προς ένα είδος σκέψης αναφορικά με τα φυσικά φαινόμενα, το οποίο προσεγγίζει το εκάστοτε επιστημονικό πρότυπο. 16

1.3 Η ανάπτυξη της νέας γνώσης στο πλαίσιο του εποικοδομισμού Ο όρος εποικοδομισμός (constructivism) πρωτοεμφανίστηκε στον τίτλο ενός άρθρου του Von Glaserfeld (1983). Προέρχεται από την αγγλική λέξη construction, δηλαδή κατασκεύασμα, κατασκευή, οικοδόμημα. Σύμφωνα με τους εποικοδομιστές, η γνώση, ως προσωπικό κατασκεύασμα, δεν μπορεί να είναι αντικειμενική, αλλά ατομικά και κοινωνικά προσδιορισμένη. Το αποτέλεσμά της είναι προσωρινό και αξιολογείται από τους εκπαιδευόμενους ανάλογα με το βαθμό στον οποίον ταιριάζει με την εμπειρία τους, τη χρησιμότητά της και το βαθμό στον οποίον εναρμονίζεται με τις νοητικές τους δομές. Η γνώση οικοδομείται ενεργά από τους εκπαιδευόμενους, δε μεταβιβάζεται, αλλά ούτε γίνεται παθητικά αποδεκτή (Driver, 1989, Wheatley, 1991). Η ουσία της εποικοδομιστικής θεωρίας είναι η ιδέα ότι οι εκπαιδευόμενοι πρέπει να ανακαλύψουν από μόνοι τους και να μετασχηματίσουν τη σύνθετη πληροφορία, αν θέλουν να την κάνουν δική τους (Leinhardt, 1992). Βασικό στοιχείο του εποικοδομισμού, είναι το γεγονός ότι λαμβάνει υπόψη και αξιοποιεί τις προϋπάρχουσες γνώσεις ή ιδέες των εκπαιδευομένων για τα φυσικά φαινόμενα. Με άλλα λόγια, συμβάλλει στον διδακτικό σχεδιασμό με βάση τον τρόπο που οι ίδιοι οι εκπαιδευόμενοι κατανοούν τις φυσικές έννοιες και ερμηνεύουν τα φαινόμενα της φύσης, πριν διδαχθούν τον επιστημονικό τρόπο ερμηνείας τους. Η επίδραση της σημασίας που αποδίδεται στις προϋπάρχουσες γνώσεις ή στις ιδέες των εκπαιδευομένων, διαφαίνεται σχεδόν σε όλα τα επίπεδα της διδακτικής διαδικασίας. Η ιδέα ότι η ικανότητα των ανθρώπων να μαθαίνουν κάτι καινούριο συνδέεται με το τι γνωρίζουν ήδη είναι σχετικά παλιά, αλλά τα πιο πρόσφατα ερευνητικά πορίσματα δείχνουν ότι είναι καθοριστικής σημασίας για να υπάρξει μάθηση. Δεν είναι δυνατό να κατανοήσει, να θυμηθεί ή να μάθει κανείς κάτι που του είναι εντελώς ξένο. Χρειάζονται κάποιες προϋπάρχουσες γνώσεις για να κατανοήσουμε το νόημα της εισερχόμενης πληροφορίας. Η έρευνα δείχνει ότι η μάθηση ενισχύεται όταν οι εκπαιδευτικοί αποδίδουν μεγάλη προσοχή στην προϋπάρχουσα γνώση του εκπαιδευόμενου και τη χρησιμοποιούν ως σημείο αφετηρίας για τη διδασκαλία (Vosniadou, 2001). Σημαντικό επίσης χαρακτηριστικό της εποικοδομιστικής προσέγγισης, είναι η επισήμανση της μεταγνωστικής διαδικασίας. Με τον όρο μεταγνώση εννοείται η επίγνωση της μαθησιακής διαδικασίας από τον ίδιο τον εκπαιδευόμενο και ορίζεται 17

ως «η σκέψη για τον τρόπο σκέψης». Με απλά λόγια, ο όρος αυτός δηλώνει: να γνωρίζουμε τι γνωρίζουμε και τι δε γνωρίζουμε. Κατά τις μεταγνωστικές διαδικασίες, βοηθείται και ενθαρρύνεται ο εκπαιδευόμενος, ώστε να έχει γνώση της γνωστικής του πορείας κατά τη διάρκεια της διδασκαλίας (Βοσνιάδου, 2001). Κύρια, δίνεται έμφαση στην ανάδειξη των γνώσεων ή των ιδεών του εκπαιδευόμενου, στην εξάσκησή του στο να εκφράζει τις σκέψεις του, στο να αυτο-αξιολογείται, κ.α. Η μάθηση στο σχολείο απαιτεί την προσοχή των εκπαιδευόμενων, την παρατήρηση, την απομνημόνευση, την κατανόηση, τη στοχοθεσία και την ανάληψη ευθύνης για την ίδια τη μάθησή τους. Αυτές οι γνωστικές δραστηριότητες δεν είναι δυνατές χωρίς την ενεργητική συμμετοχή και εμπλοκή του εκπαιδευόμενου (Vosniadou, 2001). Οι κοινωνικές-εποικοδομιστικές θεωρήσεις για τη γνώση και τη μάθηση προτάσσουν τη διαδικασία κατασκευής γνώσης από τους εκπαιδευόμενους, όπου ο πειραματισμός και τα λάθη κατά τη διαδικασία της μάθησης κατέχουν πρωτεύοντα ρόλο. Τα λάθη είναι προσδοκώμενα αν λάβουμε υπόψη μας τη σημειωτική που δέχεται ότι: το κάθε μήνυμα μπορεί να γίνει αντιληπτό με πάρα πολλούς τρόπους. Αρκετοί εκπαιδευόμενοι μαθαίνουν από τα λάθη που κάνουν, ειδικά όταν αυτοί δείχνουν κατά πόσο αναγνωρίζουν το λάθος, πώς να ανακτούν από το λάθος και πώς να αποφεύγουν το λάθος στο μέλλον (Merrill, 2000). Στην παραδοσιακή διδασκαλία το λάθος χρησιμοποιείται για να κριθούν οι εκπαιδευόμενοι και οι ευκαιρίες μάθησης στη σχολική τάξη μέσα από διαδικασίες γνωστικής σύγκρουσης και αυτό-διόρθωσης είναι λίγες. Επίσης, το λάθος εκλαμβάνεται ως αποτέλεσμα άγνοιας. Στον εποικοδομισμό το λάθος θεωρείται ότι είναι συστατικό στοιχείο για την απόκτηση της γνώσης. Η απόκριση στις εσφαλμένες απαντήσεις των εκπαιδευομένων και η διδακτική αξιοποίηση του λάθους, των λανθασμένων δηλαδή απαντήσεών τους, που αντανακλούν τις αντίστοιχες εναλλακτικές ιδέες και απόψεις τους, Κάποιες από τις επιστημολογικές αρχές του εποικοδομισμού είναι οι εξής: Η γνώση δε συσσωρεύεται παθητικά αλλά μάλλον είναι το αποτέλεσμα της ενέργειας του ατόμου Η γνώση οργανώνει την εμπειρία κάποιου και δεν είναι μια διαδικασία, η οποία δίνει μια ακριβή αντιπροσώπευση της πραγματικότητας 18

Η γνώση είναι μια προσαρμοστική διαδικασία που λειτουργεί για να καταστήσει τη συμπεριφορά ενός ατόμου πιο βιώσιμη, λαμβάνοντας υπόψη ένα ιδιαίτερο περιβάλλον. Η γνώση έχει τις ρίζες της στη βιολογική- νευρολογική κατασκευή και τις κοινωνικές, πολιτιστικές και βασισμένες στη γλώσσα αλληλεπιδράσεις. Κατά συνέπεια ο εποικοδομισμός αναγνωρίζει τον ενεργό ρόλο του αρχαρίου στην προσωπική δημιουργία της γνώσης, τη σημασία της εμπειρίας (μεμονωμένης και κοινωνικής) σε αυτή τη διαδικασία δημιουργίας της γνώσης, και το γεγονός ότι η γνώση που δημιουργείται θα ποικίλλει στο βαθμό ισχύος της ως ακριβή αντιπροσώπευση της πραγματικότητας. Κεντρικοί είναι οι ρόλοι: α. του μαθητή που αναλαμβάνει ενεργό ρόλο στην οικοδόμηση της γνώσης του β. της προηγούμενης ή πρότερης γνώσης του μαθητή η οποία θα πρέπει να τροποποιηθεί και να επεκταθεί ως αποτέλεσμα της μάθησης γ. του δασκάλου ο οποίος αναλαμβάνει έναν υποστηρικτικό- συμβουλευτικό ρόλο στη δραστηριότητα των μαθητών. Ο εποικοδομισμός εστιάζει το ενδιαφέρον του στο εσωτερικό του γνωστικού μας συστήματος, στη δομή και τη λειτουργία του : η μάθηση συνίσταται στην τροποποίηση των γνώσεων. Αναγνωρίζει δηλαδή ότι τα παιδιά, πριν ακόμα πάνε στο σχολείο, διαθέτουν γνώσεις και συνεπώς κατά την εκπαιδευτική διαδικασία οι γνώσεις αυτές πρέπει να αξιοποιηθούν. 19

1.4 Η στρατηγική αντιμετώπισης των στόχων εμποδίων Εφόσον οι ιδέες που συγκροτούν τα παιδιά έχουν νόημα και σημασία για την ανάπτυξη της γνώσης, είναι σημαντικό να ανιχνεύσει κανείς ποιες από αυτές τις ιδέες συνιστούν μαθησιακά εμπόδια και να προσδιοριστούν συνεπώς οι σχετικοί εκπαιδευτικοί στόχοι. Τα στοιχεία της διδακτικής στρατηγικής των στόχων εμποδίων μπορούμε να τα κωδικοποιήσουμε ως εξής: 1) Προσδιορίζουμε το εμπόδιο το οποίο καθιστούμε στόχο της διδακτικής διαδικασίας 2) Καθορίζουμε τα θεμελιώδη χαρακτηριστικά της έννοιας την οποία θέλουμε να κατακτήσουν τα παιδιά 3) Αποσαφηνίζουμε τις ακριβείς δυσκολίες κατανόησης που δημιουργεί το συγκεκριμένο εμπόδιο 4) Εντοπίζουμε τις νοητικές παραστάσεις που απαρτίζουν τις εν λόγω δυσκολίες 5) Προσδιορίζουμε τις κατάλληλες διδακτικές καταστάσεις για την υπέρβαση των εμποδίων προς την εννοιολογική αποσταθεροποίηση Πιο συνοπτικά διακρίνονται τέσσερις (4) φάσεις: Ανίχνευση μαθησιακών εμποδίων Προσδιορισμός των στόχων- εμποδίων Διδακτικές δραστηριότητες αντιμετώπισης των εμποδίων Αξιολόγηση των δραστηριοτήτων Ως στόχοι- εμπόδια εννοούνται τα «προβλήματα εκείνα της σκέψης των παιδιών, στα οποία κρίνουμε ότι η πρόοδος αφενός δε μπορεί να συντελεστεί αυθόρμητα και αφετέρου είναι ιδιαίτερα αποφασιστική σε κάποια δεδομένη στιγμή της μαθησιακής διαδικασίας» (Ραβάνης, 1999). Τα εμπόδια αυτά για τα οποία γίνεται λόγος προέρχονται κυρίως από βιωματικές νοητικές καταστάσεις των παιδιών και κατά ελάσσονα λόγο σχετίζονται με το βαθμό πρόσβασης σε κοινωνικές εμπειρίες και πρακτικές, σε απουσία δεξιοτήτων γλωσσικών και επικοινωνιακών λειτουργιών κ.α. Ανάλογα με το διδακτικό αντικείμενο της δραστηριότητας που πρόκειται να 20

πραγματοποιηθεί είναι απαραίτητη η ανίχνευση των μαθησιακών εμποδίων, προκειμένου να επιτευχθεί η αποσταθεροποίηση και ο μετασχηματισμός των νοητικών παραστάσεων των μαθητών. Τέλος, προκειμένου να ελεγχθεί η αποτελεσματικότητα της διδακτικής παρέμβασης και κατά πόσο η σκέψη των μαθητών έχει οδηγηθεί στους επιθυμητούς συλλογισμούς, προτείνονται δύο τεχνικές. Είτε γίνεται χρήση των ιδίων ερωτημάτων που χρησιμοποιήθηκαν για την ανίχνευση των αρχικών τους παραστάσεων είτε γίνεται χρήση διαφορετικών ερωτημάτων, τα οποία όμως ελέγχουν τις ίδιες γνωστικές παραμέτρους που μελετήθηκαν πριν από τη διδακτική παρέμβαση. (Ραβάνης, 1999). Στη συγκεκριμένη έρευνα, ακολουθήθηκε η πρώτη τεχνική, αφού οι μαθητές μετά το πέρας των εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων έδωσαν πάλι συνεντεύξεις, στις οποίες απάντησαν στα ίδια με τα αρχικά ερωτήματα που τους είχαν τεθεί, ώστε να διαπιστωθεί ο βαθμός αποτελεσματικότητας της διδακτικής παρέμβασης. 21

1.5 Επισκόπηση των ερευνητικών δεδομένων σχετικά με τις ιδέες των παιδιών για το ηλιακό σύστημα Το διάστημα, ο Ήλιος, η Σελήνη, ο έναστρος ουρανός αποτελούν σημεία αναφοράς για την ανθρώπινη ύπαρξη και δημιουργία. O διαστημικός χώρος γοητεύει τους μαθητές. Η περιέργεια για το μακρινό και άγνωστο σύμπαν τους φέρνει αντιμέτωπους με φαινόμενα εντυπωσιακά που όμως υπερβαίνουν τα ανθρώπινα μέτρα και τις αισθήσεις. Η έλλειψη άμεσης εμπειρίας, η δημιουργία εικονικών εμπειριών μέσα από άτυπες και τυπικές μορφές γνώσης, η χρήση απλουστευτικών μοντέλων στα σχολικά εγχειρίδια, καθώς και η έκθεση των μαθητών σε προϊόντα μαζικής κουλτούρας συντελούν στο σχηματισμό εναλλακτικών αντιλήψεων για τον κόσμο(χαλκιά, 2007). Οι έρευνες στο πεδίο της διδακτικής των φυσικών επιστημών αναδεικνύουν τις παρανοήσεις που διατηρούν οι μαθητές σε όλες τις βαθμίδες της εκπαίδευσης αναφορικά με τα ουράνια φαινόμενα (Baxter, 1989). Οι μαθητές συνήθως: Δεν μπορούν να συνειδητοποιήσουν τις σχέσεις των μεγεθών, ούτε τις αποστάσεις μεταξύ των πλανητών και του Ήλιου. Δύσκολα υιοθετούν την άποψη ότι ο Ήλιος βρίσκεται στο κέντρο του ηλιακού συστήματος και θεωρούν ότι ο Ήλιος είναι μοναδικός και ποιοτικά διαφορετικός από τα άλλα άστρα του γαλαξία μας. Αδυνατούν να συσχετίσουν τον Ήλιο με τη Γη και να αντιληφθούν τους πλανήτες ως ένα σύστημα σωμάτων που περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο με την ίδια σχεδόν φορά. Οι Jones, Lynch και Reesink (1987) ερεύνησαν τι σκέφτονται τα παιδιά για διάφορες όψεις της δομής του ηλιακού συστήματος και ανέδειξαν τη σημασία της κατανόησης της δομής και της δυναμικής του συστήματος γης-ήλιου-σελήνης ως πρωταρχικού παράγοντα για τη μετέπειτα κατανόηση του ηλιακού συστήματος συνολικά. Προτείνουν δε ότι η πιθανή ιεράρχησή τους ταιριάζει με την ιστορική ανάπτυξη των επιστημονικών εξηγήσεων. Τα αποτελέσματά τους δείχνουν μια αναπτυξιακή τάση για τα μοντέλα. Παρόμοια έρευνα των Vosniadou και Brewer (1996) πραγματοποιήθηκε στην Ινδία με 38 μαθητές δημοτικού σχολείου (19 στην Α τάξη και 19 στην Γ τάξη) με τη βοήθεια ατομικών συνεντεύξεων. Το 58% των παιδιών που συμμετείχαν στην έρευνα υιοθετούσαν γεωκεντρικά μοντέλα. 22

Κανένα από αυτά δεν αναγνώριζε τον ήλιο ως το κέντρο του ηλιακού συστήματος. Σε τμήμα της συγκριτικής έρευνας που πραγματοποίησε η Shu-Chiu Liu (2005) με 64 μαθητές (Γ έως ΣΤ τάξης δημοτικού σχολείου) από την Ταϊβάν και τη Γερμανία (δύο χώρες με διαφορετικό πολιτισμικό υπόβαθρο που αντανακλούν το κινέζικο και το ευρωπαϊκό εκπαιδευτικό σύστημα αντίστοιχα), έγινε προσπάθεια να αποτυπωθούν οι απόψεις τους για το διάστημα, τα ουράνια σώματα και κάποια οικεία αστρονομικά φαινόμενα με τη βοήθεια ημι-δομημένων συνεντεύξεων. Όσον αφορά τις διαφορές μεταξύ των μαθητών, διαπιστώθηκε από τα αποτελέσματα της έρευνας ότι οι Γερμανοί μαθητές δείχνουν περισσότερο την πρόθεση ή τουλάχιστον έχουν μεγαλύτερη επίγνωση για την ανάγκη εξήγησης των διάφορων αστρονομικών φαινομένων και παρουσιάζουν πιο ακριβή μοντέλα με μεγαλύτερη ερμηνευτική δυνατότητα από τους μαθητές της Ταϊβάν, οι οποίοι φάνηκαν να έχουν μεγαλύτερη φαντασία και παρουσίασαν μεγαλύτερη εννοιολογική ευελιξία. Οι Finegold και Pundack (1990) χρησιμοποίησαν ένα ερωτηματολόγιο ερωτήσεων πολλαπλής επιλογής, για να ερευνήσουν τις ιδέες των μαθητών στην Αυστραλία, για τους πλανήτες του ηλιακού συστήματος. Διαπιστώθηκαν τέσσερις κατηγορίες: α)προ-επιστημονική άποψη που αναφέρεται σε μια επίπεδη Γη που βρίσκεται σε ένα ακίνητο σύμπαν, β)ένα γεωκεντρικό μοντέλο στο οποίο παρατηρούνται κάποιες αλλαγές, γ)ένα ηλιοκεντρικό μοντέλο όπου οι αλλαγές συμβαίνουν έξω από αυτό, δ)ένα ηλιοκεντρικό μοντέλο που βρίσκεται σε ένα ευρύτερο σύμπαν. Σε έρευνα που πραγματοποιήθηκε από τις Σιμιτζόγλου και Χαλκιά (2006) με 110 μαθητές πέμπτης και έκτης τάξης (10-12 ετών) δύο δημοτικών σχολείων της Αθήνας πριν τη διδακτική παρέμβαση, η ανάδειξη των ιδεών των μαθητών φανέρωσε ότι υπήρχε μια διασπορά των ιδεών τους σε κατηγορίες (11 μοντέλα). Μόλις ένα ποσοστό 4,17% στην Ε τάξη και 4,84% στην Στ τάξη χρησιμοποιεί ένα αποδεκτό μοντέλο για το ηλιακό σύστημα πριν τη διδασκαλία. Η γεωκεντρική άποψη του κόσμου, πριν τη διδασκαλία παρατηρήθηκε στη σκέψη των παιδιών, σε ποσοστό 8,33% στην Ε τάξη και 4,84% στην Στ τάξη. Οι μαθητές αυτοί απεικόνιζαν μόνον σώματα τα οποία 23

μπορούσαν να παρατηρήσουν (Ήλιος-Γη-Σελήνη). Η πιο ριζική αναδόμηση στις πειραματικές ομάδες φαίνεται να είναι η μετάβαση από τα γεωκεντρικά στα ηλιοκεντρικά μοντέλα. Μετά τη διδασκαλία σε καμία ομάδα δεν παρουσιάστηκε κάποιο γεωκεντρικό μοντέλο ή το σύστημα Γη-Σελήνη-Ήλιος. Στην έρευνα που πραγματοποιήθηκε στην Αγγλία από τους John G. Sharp και Paul Kuerbis (2003) σε 62 μαθητές των δύο τελευταίων τάξεων του δημοτικού σχολείου, ηλικίας 9 έως 11 ετών, με τη χρήση συνεντεύξεων που περιλάμβαναν λεκτικές και μη τεχνικές εκμαίευσης, οι περισσότερες απαντήσεις των μαθητών του δείγματος συγκεντρώθηκαν στο τυχαίο μοντέλο σε μεγαλύτερο ποσοστό, ενώ το ηλιοκεντρικό (πλήρες- σωστό μοντέλο) συγκεντρώνει μικρό ποσοστό σωστών απαντήσεων. Τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι οι μαθητές είχαν μια σχετικά φτωχή αρχική γνωστική βάση με αρκετά χαρακτηριστικά διαισθητικού τύπου για τη δομή του ηλιακού συστήματος και τα χαρακτηριστικά του, όπως φάνηκε από τις αναλύσεις των συνεντεύξεων των παιδιών. Σε έρευνα του John G. Sharp (1996) που πραγματοποιήθηκε στην Αγγλία με 42 μαθητές ηλικίας 10-11 ετών με ημιδομημένες συνεντεύξεις πιαζετικού τύπου έγινε προσπάθεια να διερευνηθούν οι απόψεις τους για τα χαρακτηριστικά του ηλιακού συστήματος. Η ανάλυση των αποτελεσμάτων ανέδειξε ότι το 55% των μαθητών υιοθετούσε μη επιστημονικά μοντέλα για την περιγραφή του ηλιακού συστήματος ( 33% συνθετικά και 12% διαισθητικά). Σύμφωνα με τους Vosniadou και Brewer (1992) οι τύποι των νοητικών μοντέλων που χρησιμοποιούν οι μαθητές είναι: Αρχικά διαισθητικά μοντέλα, που βασίζονται σε παρατηρήσεις της καθημερινής ζωής και τις εδραιωμένες πεποιθήσεις (π.χ το έδαφος είναι επίπεδο) Συνθετικά μοντέλα, που παρουσιάζονται κατά τη διάρκεια σύνθεσης των επιστημονικών ιδεών με την ήδη υπάρχουσα γνώση του παιδιού Επιστημονικά μοντέλα, που αντιστοιχούν στις αποδεκτές επιστημονικές απόψεις Με βάση τη βιβλιογραφική επισκόπηση η πλειονότητα των μαθητών, 24

ιδιαίτερα αυτών των μικρότερων τάξεων του δημοτικού σχολείου, φαίνεται να υιοθετεί για την αναπαράσταση του ηλιακού συστήματος μη επιστημονικά μοντέλα (κυρίως διασθητικά και συνθετικά). Καθώς οι μαθητές προχωρούν στις βαθμίδες της δημοτικής εκπαίδευσης φαίνεται σταδιακά να εσωτερικεύουν επιστημονικά μοντέλα. Υφίσταται, δηλαδή, συνήθως, μια μετάβαση από τη γεωκεντρική αντίληψη του ηλιακού συστήματος σε μια ηλιοκεντρική, που πιθανά οφείλεται στη σχετική διδασκαλία που λαμβάνει χώρα κατά την εκπαιδευτική διαδικασία, αλλά και την αξιοποίηση μιας ποικιλίας πηγών πληροφόρησης από τους μαθητές που συμβάλλει σε αυτή τους τη γνωστική συγκρότηση. Βέβαια ακόμα και αυτά τα ύστερα επιστημονικά μοντέλα που υιοθετούνται από τους μαθητές δεν είναι πλήρη και σωστά στις περισσότερες περιπτώσεις, αλλά εμφανίζουν αρκετές ελλείψεις και παρανοήσεις (π.χ σχετικά με τη σειρά των πλανητών γύρω από τον ήλιο, τα ονόματά τους, τις τροχιές που διαγράφουν κ.λ.π). Αν και οι μαθητές φαίνεται να κατακτούν τη βασική έννοια ότι ο ήλιος είναι το κέντρο του ηλιακού συστήματος και γύρω του διατάσσεται το σύστημα των πλανητών, ανάμεσά τους και η γη, αρκετά δευτερεύοντα χαρακτηριστικά του παραμένουν ασαφή. 25

1.6 Ο στόχος τη έρευνας και τα ερευνητικά ερωτήματα Στην παρούσα έρευνα θα γίνει προσπάθεια να διερευνηθούν οι αναπαραστάσεις μαθητών της πέμπτης τάξης του δημοτικού σχολείου σχετικά με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά της δομής του ηλιακού συστήματος. Οι μαθητές δεν έχουν διδαχθεί το συγκεκριμένο αντικείμενο, καθώς η εισαγωγή του γίνεται στο μάθημα της γεωγραφίας της έκτης τάξης, με βάση το αναλυτικό πρόγραμμα (βιβλίο μαθητή ΣΤ δημοτικού: ενότητα Α Η γη ως ουράνιο σώμα). Συγκεκριμένα, θα γίνει προσπάθεια να αποτυπωθούν οι ιδέες των μαθητών σχετικά με στη δομή του ηλιακού συστήματος και κάποιων βασικών χαρακτηριστικών του και να ελεγχθεί εάν αυτές μετασχηματίστηκαν μετά από την εφαρμογή μιας διδακτικής παρέμβασης με σχετικές εκπαιδευτικές δραστηριότητες. Η επιλογή της συγκεκριμένης τάξης (Ε δημοτικού) έγινε καθώς οι μαθητές δεν έχουν διδαχθεί, σύμφωνα με το αναλυτικό πρόγραμμα, σχετική ενότητα με το ηλιακό σύστημα και μπορεί έτσι να γίνει ανίχνευση των ιδεών που έχουν σχετικά με αυτό χωρίς την επιρροή της σχολικής διδασκαλίας. Ο λόγος που προτιμήθηκε η συγκεκριμένη τάξη σε σχέση με μικρότερες είναι ότι οι μαθητές της ηλικίας αυτής αποτελούν συχνότερα δείγμα σε σχετικές έρευνες καθώς έχουν κάποιου είδους πληροφόρηση από εξωσχολικές πηγές για το ηλιακό σύστημα και μπορούν να εκφράσουν με σχετική σαφήνεια τις απόψεις τους. Επιπλέον, αν και δεν έχουν διδαχθεί αυτοτελώς το συγκεκριμένο γνωστικό αντικείμενο, υπολογίζεται πως έχουν έρθει σε επαφή με κάποιες βασικές έννοιες (π.χ τι είναι πλανήτης, το γεωμετρικό σχήμα της σφαίρας, κυκλική τροχιά κ.λ.π.) μέσα από τα υπόλοιπα μαθήματα (μελέτη του περιβάλλοντος, μαθηματικά κ.α) του σχολικού προγράμματος που είναι απαραίτητες για την πραγματοποίηση του συγκεκριμένου εκπαιδευτικού προγράμματος και θεωρούνται προαπαιτούμενες. Κάτι τέτοιο δεν είναι εφικτό να θεωρείται σίγουρο για μικρότερες τάξεις του δημοτικού σχολείου. Τέλος, προτιμήθηκε να εκτελεστεί το πρόγραμμα αυτό στην πέμπτη και όχι στην έκτη τάξη, ώστε να διασφαλιστεί ότι οι μαθητές δεν είχαν δεχθεί κάποια επίδραση (π.χ τυπική διδασκαλία, επαφή με εικόνες και δεδομένα του σχολικού εγχειριδίου κ.λ.π), αν ληφθεί υπόψη ότι η ενότητα που αφορά το ηλιακό σύστημα είναι η πρώτη που διδάσκεται στο μάθημα της γεωγραφίας της συγκεκριμένης τάξης. Και σε αναλυτικά προγράμματα του εξωτερικού, στοιχεία αστρονομίας 26

(σχετικά με το ηλιακό σύστημα) εισάγονται συστηματικά για διδασκαλία σε μαθητές ηλικίας 10-11 ετών στις περισσότερες ευρωπαϊκές χώρες (π.χ Ηνωμένο Βασίλειο), αλλά και στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής και την Αυστραλία. Η καταγραφή των αντιλήψεων των μαθητών πάνω στη δομή του ηλιακού συστήματος θα στηριχθεί στους παρακάτω βασικούς άξονες (που αποτελούν και τα επιμέρους ερευνητικά ερωτήματα) : 1. Το κέντρο του ηλιακού συστήματος 2. Δομικά μέρη του ηλιακού συστήματος (Αριθμός και ονόματα πλανητών) 3. Σφαιρική μορφή των πλανητών 4. Σχετικές θέσεις, αποστάσεις από τον ήλιο και σχετικά μεγέθη πλανητών 5. Κίνηση των πλανητών γύρω από τον ήλιο (περιφορά) και γύρω από τον άξονά τους (περιστροφή) Το πρώτο ερευνητικό ερώτημα σχετίζεται με τον κεντρικό στόχο της έρευνας, το αν έχουν εσωτερικεύσει οι μαθητές την ηλιοκεντρική δομή του ηλιακού συστήματος. Το δεύτερο ερευνητικό ερώτημα αναφέρεται στο αν έχουν κατακτήσει οι μαθητές τα βασικά δομικά μέρη από τα οποία αποτελείται το ηλιακό σύστημα, αν γνωρίζουν δηλαδή ότι συγκροτείται από τον ήλιο και 8 πλανήτες. Επιλέχθηκε εξαιτίας των δυσκολιών που φάνηκε να έχουν οι μαθητές, με βάση τη βιβλιογραφική επισκόπηση, σχετικά με τον αριθμό και τα ονόματα των πλανητών. Σχετικά με το τρίτο ερευνητικό ερώτημα αναφέρεται στο αν οι μαθητές γνωρίζουν κάποια βασικά χαρακτηριστικά του ηλιακού συστήματος που έχουν να κάνουν με τις σχετικές θέσεις και τα σχετικά μεγέθη των πλανητών (π.χ ο Ερμής είναι ο κοντινότερος πλανήτης στον ήλιο και ο Ποσειδώνας ο πιο μακρινός, πιο κοντά στη γη βρίσκεται η Αφροδίτη και ο Άρης, ο Δίας είναι ο μεγαλύτερος πλανήτης και ο Ερμής ο μικρότερος κ.α) Το τέταρτο ερευνητικό ερώτημα σχετίζεται με την εικόνα που έχουν οι μαθητές για τη μορφή και το σχήμα των πλανητών, εάν γνωρίζουν δηλαδή τη σφαιρική τους μορφή σε τρισδιάστατο επίπεδο. Τέλος, το πέμπτο ερευνητικό ερώτημα αναφέρεται στην κίνηση που εκτελούν οι πλανήτες γύρω από τον ήλιο (περιφορά) και γύρω από τον άξονά τους (περιστροφή).με τον άξονα αυτό θέλουμε να διαπιστώσουμε αν οι μαθητές αντιλαμβάνονται την δυναμικότητα του ηλιακού συστήματος και αναγνωρίζουν τις εκτελούμενες κινήσεις των πλανητών, χωρίς να το έχουν στο μυαλό τους ως μια στατική δομή 27

Διατύπωση των ερευνητικών ερωτημάτων : Η διδακτική παρέμβαση (εκπαιδευτικές δραστηριότητες) που σχεδιάστηκε στο πλαίσιο της συγκεκριμένης ερευνητικής προσπάθειας έχει μεταβάλλει τις αντιλήψεις των μαθητών της πέμπτης (Ε ) του δημοτικού σχολείου πάνω : 1. Στην ηλιοκεντρική δομή του ηλιακού συστήματος; (γνωρίζουν ότι στο κέντρο του ηλιακού συστήματος βρίσκεται ο ήλιος;) 2. Στα βασικά δομικά μέρη από τα οποία αποτελείται το ηλιακό σύστημα; (γνωρίζουν τον αριθμό των πλανητών και τα ονόματά τους; ) 3. Στα βασικά χαρακτηριστικά του ηλιακού συστήματος που έχουν να κάνουν με τις σχετικές θέσεις και τα σχετικά μεγέθη των πλανητών; (γνωρίζουν ποιός είναι ο μικρότερος, ο μεγαλύτερος πλανήτης, ότι ο ήλιος είναι μεγαλύτερος από τους πλανήτες, ποιός είναι ο κοντινότερος και ο μακρινότερος πλανήτης από τον ήλιο; ) 4. Στη μορφή και το σχήμα των πλανητών; (γνωρίζουν ότι οι πλανήτες και ο ήλιος έχουν σφαιρικό σχήμα, μπορούν να το δημιουργήσουν με ένα κομμάτι πλαστελίνης) 5. Στην κίνηση που εκτελούν οι πλανήτες γύρω από τον ήλιο (περιφορά) και γύρω από τον άξονά τους (περιστροφή); (γνωρίζουν τα δύο αυτά είδη κινήσεων που εκτελούν οι πλανήτες, μπορούν να τα περιγράψουν;) Έπειτα από την ανίχνευση των παραστάσεων που έχουν οι μαθητές πάνω στα συγκεκριμένα ζητήματα θα ακολουθήσει διδακτική παρέμβαση (μέσα από ένα σύνολο εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων), της οποία η επίδραση θα αποτιμηθεί τελικώς. 28

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο : ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ 2.1 Η μέθοδος και το δείγμα της έρευνας Η παρούσα έρευνα ανήκει στην ποιοτική έρευνα και συνιστά Διερεύνηση που μελετά τις νοητικές παραστάσεις ενός δείγματος μαθητών. Η διαδικασία της έρευνας αφορά ανίχνευση των παραστάσεων παιδιών πριν τη μεσολάβηση μιας διδακτικής παρέμβασης (εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων) αναφορικά με τη δομή του ηλιακού συστήματος (προ-τεστ) και μετά την πειραματική διδασκαλία (μετά τεστ) και θα αναφερθεί αναλυτικότερα στη συνέχεια. Η μέθοδος της δειγματοληψίας αναφέρεται στον τρόπο με τον οποίο θα γίνει η επιλογή των στοιχείων του πληθυσμού που αποτελούν το δείγμα. Η μέθοδος δειγματοληψίας στην παρούσα έρευνα είναι η βολική δειγματοληψία, καθώς το δείγμα συγκροτήθηκε από μαθητές από δημοτικά σχολεία της Πάτρας στα οποία υπήρχε εύκολη πρόσβαση. Συγκεκριμένα πρόκειται για τα δύο τμήματα της πέμπτης τάξης του 54 ου Δημοτικού Σχολείου και αντίστοιχα τα δύο τμήματα της πέμπτης τάξης του 56 ου Δημοτικού Σχολείου Πατρών. Πρόκειται για δύο σχολεία με μαθητές παρόμοιων κοινωνικο- οικονομικών χαρακτηριστικών Το δείγμα της παρούσας έρευνας, αποτελείται από εξήντα ένα (61) παιδιά, ηλικίας 10 11 ετών και πιο συγκεκριμένα 28 αγόρια και 33 κορίτσια,τα οποία φοιτούν στα τμήματα της πέμπτης τάξης (Ε ) των δύο σχολείων που προαναφέρθηκαν. Το 54 ο δημοτικό είχε δύο τμήματα στην Πέμπτη τάξη, το ένα από αυτά αποτελούνταν από δεκατέσσερις (14) μαθητές και το άλλο από δεκαεπτά (17). Αντίστοιχα και το 56 ο δημοτικό είχε και αυτό δύο τμήματα στην Πέμπτη τάξη, καθένα από τα οποία αποτελούνταν από δεκαπέντε ( 15) μαθητές. Ο αριθμός των αγοριών και των κοριτσιών είναι τυχαίος, καθότι αυτή ήταν η σύνθεση των τμημάτων στα δύο προαναφερθέντα σχολεία. Δεν υπάρχει αναζήτηση από την πλευρά της έρευνας ως προς τη διαφοροποίηση της σκέψης των παιδιών με κριτήριο το φύλο. 29

2.2 Εργαλείο συλλογής δεδομένων Η διερεύνηση των νοητικών αναπαραστάσεων των μαθητών για τη δομή του ηλιακού συστήματος πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του μεθοδολογικού εργαλείου, της ημι -δομημένης συνέντευξης, στο πλαίσιο της οποίας θα περιλαμβάνονταν ερωτήσεις ανοικτού τύπου αλλά και μια δραστηριότητα στην οποία οι μαθητές κλήθηκαν να σχεδιάσουν το ηλιακό σύστημα για να καταγραφούν με περισσότερη ακρίβεια οι ιδέες τους για αυτό. Πάνω στο σχέδιό τους ακολούθησε μια σχετική συζήτηση για να αναδειχθούν οι ιδέες τους. Με τον όρο συνέντευξη στην επιστημονική έρευνα, νοείται η πρόσωπο με πρόσωπο επικοινωνία του ερευνητή με το υποκείμενο, προκειμένου να συζητηθεί και να διερευνηθεί ένα θέμα ή πρόβλημα. Με τη συνέντευξη ο ερευνητής συγκεντρώνει πληροφορίες για ένα θέμα ή πρόβλημα, που τον ενδιαφέρει, σε ποικίλους χώρους: και σε διάφορες χρονικές στιγμές (πρωί - μεσημέρι - βράδυ κλπ.), διερευνά και μελετά ένα θέμα σε βάθος αλλά και σε έκταση και τέλος διερευνά, όχι μόνο τις γνώσεις και τις πληροφορίες, που διαθέτει ένα υποκείμενο για το συγκεκριμένο θέμα, αλλά και τις στάσεις, τις επιθυμίες, τις προτιμήσεις, που αυτό έχει για το ίδιο θέμα (Cohen & Manion, 2000). Η συνέντευξη, επειδή απαιτεί προσωπική λεκτική επικοινωνία, για να είναι αποδοτική, χρειάζεται να εξασφαλίσει όλες τις βασικές προϋποθέσεις, που απαιτεί μια τέτοια επικοινωνία, όπως για παράδειγμα κοινό γλωσσικό κώδικα ανάμεσα στον ερευνητή και στο υποκείμενο, σαφήνεια, ακρίβεια και πληρότητα στις ερωτήσεις, ώστε αντίστοιχα γνωρίσματα να έχουν και οι απαντήσεις, ενδιαφέρον για το θέμα, όχι μόνο από τη σκοπιά του ερευνητή, αλλά και του υποκειμένου, ώστε η συμμετοχή του να είναι πρόθυμη και ουσιαστική. Επίσης εμπιστοσύνη του υποκειμένου προς τον ερευνητή, όχι μόνο ως προς την εχεμύθεια του, αλλά και ως προς τις γνώσεις και τις ικανότητες του για έρευνα, κατάλληλο χώρο, ώστε η ομιλία να είναι απρόσκοπτη, άνεση χρόνου, ιδιαίτερα εκ μέρους του υποκειμένου, ώστε η συζήτηση να γίνεται χωρίς άγχος και εξωτερικές πιέσεις και τέλος φιλικό κλίμα και «ζεστή» ατμόσφαιρα, η οποία να επιτρέπει την αβίαστη και ελεύθερη έκφραση σκέψεων, ιδεών, συναισθημάτων, στάσεων, ενδιαφερόντων, κλπ (Αθανασίου, 2000). Όλα τα παραπάνω καθίστανται ακόμα πιο σημαντικά όταν η συνέντευξη πραγματοποιείται με μικρά παιδιά. 30

Η ημιδομημένη συνέντευξη, επιτρέπει περισσότερη ευελιξία και μεγαλύτερη εμβάθυνση και θεωρήθηκε ότι θα βοηθήσει περισσότερο στην ανάδειξη των παραστάσεων που έχουν οι μαθητές σχετικά με το ηλιακό σύστημα. Με το ερευνητικό εργαλείο της ατομικής ημιδομημένης συνέντευξης, γνωστής και ως "κλινικής συνέντευξης" (Piaget, 1926) ο συνεντευκτής έχει τη δυνατότητα, αρχίζοντας με κάποιες βασικές ερωτήσεις, να εμβαθύνει στη σκέψη ενός ατόμου, υποβάλλοντας συνεχώς νέες διευκρινιστικές ερωτήσεις με στόχο να "ακτινογραφήσει" τη σκέψη του και να αποκαλύψει τις υπάρχουσες γνωστικές δομές τoυ. Παραλλαγές της μεθόδου του Piaget έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως από ερευνητές με κύριο στόχο την ενίσχυση της εγκυρότητας των δεδομένων που συλλέγονται. Οι ατομικές ημιδομημένες συνεντεύξεις εξακολουθούν να θεωρούνται ένα πολύ αξιόπιστο και χρήσιμο ερευνητικό εργαλείο (Welzel & Roth, 1998). Στην παρούσα έρευνα, λήφθηκαν υπόψη όλοι οι παραπάνω παράγοντες, προκειμένου να εξασφαλίσουμε όσο το δυνατόν περισσότερο ασφαλή συμπεράσματα. Η συνέντευξη επιλέχθηκε στην παρούσα έρευνα ως τεχνική συλλογής ερευνητικού υλικού, διότι επιτρέπει καλύτερη αλληλεπίδραση με τα παιδιά (π.χ. διευκρινίσεις στα υποκείμενα, όταν κάτι δεν είναι κατανοητό στη συζήτηση, επαναδιατυπώσει την ερώτηση, ώστε να μην υπάρχουν παρανοήσεις και θα ζητούσε διευκρινίσεις, όταν μια απάντηση δεν ήταν σαφής). (Cohen & Manion, 1980). Έπειτα, ακολούθησε η διδακτική παρέμβαση (μέσα από ένα σύνολο εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων), η επίδραση της οποίας στις νοητικές παραστάσεις των παιδιών αποτιμήθηκε με τη διενέργεια του ίδιου τύπου συνεντεύξεων και μέσω της ανάλυσης που ακολούθησε διαπιστώθηκε αν μετασχηματίστηκαν οι αρχικές ιδέες των μαθητών. Πιο συγκεκριμένα αναφορικά με τη συνέντευξη (βλ. Παράρτημα), στα δύο πρώτα ερωτήματα οι μαθητές καλούνται να αναφέρουν ό,τι γνωρίζουν σχετικά με το ηλιακό σύστημα και το τι θεωρούν σημαντικό αναφορικά με αυτό. Ειδικότερα, για να εισαχθούν στο θέμα και τη συζήτηση που θα ακολουθούσε καλούνταν να απαντήσουν τα δύο παρακάτω ερωτήματα: 31

1. «Έχεις ακούσει κάτι για το ηλιακό σύστημα, ξέρεις τι είναι;» 2. «Πού πηγαίνει το μυαλό σου όταν ακούς τη φράση ηλιακό σύστημα; Τι σκέφτεσαι;» Με τις δύο αυτές εισαγωγικές ερωτήσεις αναμένεται να αποκαλυφθούν αυθόρμητες ιδέες και αντιλήψεις που έχουν εσωτερικεύσει τα παιδιά αναφορικά με το τι είναι το ηλιακό σύστημα και να δώσουν λέξεις κλειδιά με τις οποίες έχουν συνδέσει τη φράση «ηλιακό σύστημα». Εδώ οι μαθητές θα συμπυκνώσουν τα σημαντικότερα που γνωρίζουν για το ηλιακό σύστημα, αναδεικνύοντας τις κύριες ιδέες τους. Έπειτα τους ζητείται να σχεδιάσουν το ηλιακό σύστημα για να το παρουσιάσουν σε μια μικρότερη μαθήτρια του νηπιαγωγείου που δεν γνωρίζει τίποτα αναφορικά με αυτό. Σε αυτή τη δραστηριότητα, με τα σχέδια που θα δημιουργήσουν οι μαθητές θα φανούν οι αντιλήψεις τους για όλα τα επιμέρους ερευνητικά ερωτήματα που έχουν τεθεί αρχικά. (Δομικά μέρη του ηλιακού συστήματος, το κέντρο του ηλιακού συστήματος, αριθμός και ονόματα πλανητών, σχετικές θέσεις και μεγέθη των πλανητών). Πάνω στο σχέδιο του κάθε παιδιού θα ακολουθήσει συζήτηση για να αναδειχθούν οι ιδέες του σχετικά με όλα τα παραπάνω και κάποια σημεία που ίσως δεν είναι αρκετά ξεκάθαρα με την παρατήρηση του σχεδίου που θα έχει ζωγραφίσει κάθε μαθητής, ο οποίος θα κληθεί εδώ να σχολιάσει και να περιγράψει το έργο του. Σχετικά με το τέταρτο ερευνητικό ερώτημα (τη σφαιρική μορφή των πλανητών) οι μαθητές με το σχέδιο που θα δημιουργήσουν δε θα είναι σε θέση να αναπαραστήσουν τους πλανήτες σε τρισδιάστατη μορφή, με αποτέλεσμα να μην είναι σίγουρο εάν αντιλαμβάνονται τη σφαιρική διάσταση των πλανητών και του ήλιου. Για το λόγο αυτό, μετά τη συζήτηση πάνω στα σχέδιά τους θα τους δίνεται ένα κομμάτι πλαστελίνης με το οποίο θα τους ζητείται να απεικονίσουν τη μορφή (το σχήμα) ενός πλανήτη του ηλιακού συστήματος. Έτσι θα διασφαλίζεται η κατανόηση τους αναφορικά και με αυτό το ερευνητικό ερώτημα. Τέλος, όσον αφορά το τελευταίο ερευνητικό ερώτημα, οι μαθητές αφού ετοιμάσουν το σχέδιό τους για το ηλιακό σύστημα ρωτούνται αν υπάρχει κίνηση σε αυτό ή οι πλανήτες που δημιούργησαν είναι ακίνητοι. Εάν απαντήσουν θετικά, ότι δηλαδή οι πλανήτες κινούνται, τίθενται σχετικά ερωτήματα με τον τρόπο κίνησής τους. 32

Τέλος, εκτός από το μεθοδολογικό εργαλείο της ημι - δομημένης συνέντευξης που χρησιμοποιήθηκε, καθ όλη τη διάρκεια των συνεντεύξεων αλλά και των διδακτικών παρεμβάσεων που πραγματοποιήθηκαν κρατήθηκε φάκελος σημειώσεων με παρατηρήσεις σχετικές με τη διεξαγωγή των δραστηριοτήτων, τη συμμετοχή, των μαθητών, τα σχόλιά τους, τις παρατηρήσεις τους, τις απορίες που εξέφραζαν και άλλα ποιοτικά στοιχεία που θεωρήθηκαν ενδιαφέροντα και συντέλεσαν στην ανάλυση των αποτελεσμάτων της παρούσας έρευνας. 33

2.3 Διεξαγωγή της έρευνας Η έρευνα πραγματοποιήθηκε το χρονικό διάστημα Ιανουάριος- Μάρτιος 2014. Το δείγμα απαρτίζεται από 61 μαθητές της πέμπτης (Ε ) τάξης του 54 ου και 56 ου δημοτικού σχολείου Πατρών. Σε πρώτο στάδιο πραγματοποιήθηκαν και στα δύο σχολεία οι συνεντεύξεις για την ανίχνευση των αντιλήψεων των μαθητών αναφορικά με τα ερευνητικά ερωτήματα που τέθηκαν. Οι συνεντεύξεις πραγματοποιήθηκαν σε κενές αίθουσες διδασκαλίας του σχολείου, με τις οποίες τα παιδιά της ηλικίας αυτής ήταν εξοικειωμένα έτσι ώστε να αποφευχθούν οι παράγοντες του άγχους, της ανασφάλειας της απόσπασης από εξωτερικούς παράγοντες, αλλά παράλληλα η τυπικότητα και αυστηρότητα του χώρου προσέδιδε το απαιτούμενο κύρος ώστε οι μαθητές να αντιμετωπίσουν τη συνέντευξη με την απαιτούμενη σοβαρότητα. Ο μέσος χρόνος διεξαγωγής μιας συνέντευξης ήταν 10 με 25 λεπτά, ανάλογα με την ανταπόκριση των μαθητών στη συζήτηση, τις απαντήσεις που έδιναν, το χρόνο που χρειάζονταν για να ολοκληρώσουν τα σχέδιά τους κ.λ.π. για να γίνει όσο το δυνατόν πιο εμφανής η δομή της σκέψης τους. Οι συνεντεύξεις πάρθηκαν τις πρώτες πρωινές σχολικές ώρες. Οι εκπαιδευτικοί φάνηκαν απόλυτα συνεργάσιμοι. Κάθε παιδί αφού ολοκλήρωνε τη συνέντευξη που έδινε επέστρεφε στο μάθημα, με αποτέλεσμα να μη χάνει πολύτιμο χρόνο από την παρακολούθηση της διδασκαλίας και παράλληλα να προχωρά ομαλά και η διαδικασία των συνεντεύξεων. Κάθε παιδί ρωτήθηκε ξεχωριστά και ανάμεσα στη ροή των συνεντεύξεων μεσολαβούσε διακοπή των δέκα περίπου λεπτών (10 ) ώστε να καταγραφούν τα απαιτούμενα σχόλια και παρατηρήσεις και να προετοιμαστεί η επόμενη συνέντευξη. Συνολικά η διαδικασία διεξαγωγής της κάθε συνέντευξης ολοκληρωνόταν περίπου σε τριάντα λεπτά (30 ). Το στάδιο της συλλογής του υλικού και από τα δύο σχολεία διήρκησε έξι (6) σχολικές ημέρες. Πρώτα πραγματοποιήθηκαν οι συνεντεύξεις στο 54 ο Δημοτικό Σχολείο Πατρών και ακολούθησε η διαδικασία στο 56 ο Δημοτικό Σχολείο. Έπειτα από μία εβδομάδα από τη λήψη των συνεντεύξεων στο 54 ο Δημοτικό Σχολείο Πατρών ακολούθησε η εφαρμογή της διδακτικής παρέμβασης. Συνολικά το καθένα από τα δύο τμήματα της πέμπτης τάξης (Ε ) απασχολήθηκε 34

για έξι (6) συνεχόμενες διδακτικές ώρες μέσα σε μία σχολική ημέρα, όπου πραγματοποιήθηκαν οι εκπαιδευτικές δραστηριότητες, οι οποίες περιγράφονται παρακάτω αναλυτικά. Η ίδια διαδικασία έπειτα ακολουθήθηκε και στο 56 ο Δημοτικό Σχολείο. Η διδακτική παρέμβαση έγινε στη συνηθισμένη τάξη διδασκαλίας των μαθητών, ώστε να μην αποσπάται η προσοχή των παιδιών από εξωτερικά ερεθίσματα και τον περιβάλλοντα χώρο. Η δεύτερη δραστηριότητα (τρισδιάστατη προσομοίωση του ηλιακού συστήματος), για την οποία απαιτούνταν η χρήση ηλεκτρονικού υπολογιστή και διαδικτύου δεν έγινε σε κάποια αίθουσα πληροφορικής αλλά στην τυπική αίθουσα διδασκαλίας. Χρησιμοποιήθηκε ένας κεντρικός φορητός υπολογιστής, όπου παρουσιάστηκε η δραστηριότητα (όπως περιγράφεται παρακάτω). Επιλέχθηκε η τακτική αυτή για να μη χαθεί πολύτιμος χρόνος από τις μετακινήσεις των μαθητών και να μη δημιουργηθεί αναστάτωση στο κλίμα της τάξης ( εξαιτίας της αναδιάρθρωσης των θέσεων των μαθητών, της αλλαγής περιβάλλοντος κ.λ.π) Επιπλέον, οι εκπαιδευτικοί δεν ήταν παρόντες κατά της διάρκεια της πειραματικής διδασκαλίας. Αφού έδωσαν ορισμένες αρχικές οδηγίες στους μαθητές αναφορικά με τη συμπεριφορά τους και παρουσίασαν την ερευνήτρια, δεν έλαβαν μέρος και δεν είχαν κάποιου είδους ενεργό συμμετοχή στη διεξαγωγή της διδακτικής παρέμβασης. Μετά την παρέλευση τριών εβδομάδων (15 ημερών) από τη διενέργεια της διδακτικής παρέμβασης σε κάθε τμήμα πραγματοποιήθηκαν τα post- tests υπό τις ίδιες συνθήκες, ώστε να διαπιστωθεί ο βαθμός αποτελεσματικότητας των εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων και σε πιο βαθμό επέδρασαν στις αντιλήψεις και αναπαραστάσεις των μαθητών αναφορικά με τη δομή του ηλιακού συστήματος. Διήρκησαν και αυτές οι συνεντεύξεις συνολικά έξι (6) σχολικές ημέρες, τρεις (3) σε καθένα από τα δύο σχολεία. 35

2.4 Περιγραφή εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων Η διδακτική παρέμβαση για τη μελέτη του ηλιακού συστήματος πραγματοποιείται με με την αξιοποίηση εποπτικού υλικού και μιας τρισδιάστατης προσομοίωσης (μικρόκοσμος που αναπαριστά τη δομή του ηλιακού συστήματος), την τρισδιάστατη κατασκευή του ηλιακού συστήματος από τους μαθητές, μέσα από δραματοποίηση της κίνησης των πλανητών με ένα παιχνίδι ρόλου, με την κατασκευή νοητικών χαρτών αναφορικά με το ηλιακό σύστημα σε ομάδες και τη συζήτηση με τη μορφή «ντιμπέιτ» των απόψεων των μαθητών σχετικά με τη δομή του ηλιακού συστήματος. Οι μαθητές με την προτεινόμενη διδακτική πρακτική συμμετέχουν σε ομαδοσυνεργατικές δραστηριότητες για τη μελέτη του ηλιακού συστήματος. Αξιοποιούνται διάφορα διδακτικά εργαλεία και τεχνικές: προσομοιώσεις, κατασκευές μοντέλων με απλά υλικά, επίλυση προβλημάτων, εικόνες, παιχνίδι ρόλων κ.λπ. Ειδικότερα: 2.4.1 Εισαγωγική συζήτηση - προβληματισμός Αρχικά, οι μαθητές ενημερώνονται για το θέμα που πρόκειται να αναπτυχθεί. Ο εκπαιδευτικός γράφει στον πίνακα τη φράση «το ηλιακό σύστημα» και μέσω της μεθόδου του καταιγισμού ιδεών γίνεται προσπάθεια κατασκευής ενός νοητικού χάρτη με τους μαθητές να δουλεύουν σε μικρές ομάδες (4 των 4 ατόμων) σχετικά με την έννοια αυτή. Με βάση την κεντρική ιδέα και τις πρότερες γνώσεις των μαθητών πάνω στο συγκεκριμένο θέμα, καταγράφονται διάφορες κύριες ιδέες του θέματος και σχετικές έννοιες μέσα στο πλαίσιο της κάθε ομάδας που έχει δημιουργηθεί. Οι μαθητές συζητούν μεταξύ τους, διατυπώνουν τις απόψεις τους και επεξεργάζονται σχετικές πληροφορίες που διαθέτουν, δημιουργώντας τον εννοιολογικό τους χάρτη, ο οποίος έπειτα παρουσιάζεται σε επίπεδο τάξης, συγκρίνεται με τους νοητικούς χάρτες των υπόλοιπων ομάδων, εντοπίζονται ομοιότητες αλλά και διαφορές, γίνεται συζήτηση και διατυπώνονται ορισμένα συμπεράσματα στα οποία καταλήγουν παραγωγικά οι μαθητές. 3 3 Τα πλεονεκτήματα της χαρτογράφησης συνίστανται στο ότι βλέπουμε ένα θέμα συνολικά(μεταβαίνοντας από το γενικό στο ειδικό).οι νοητικοί χάρτες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να οργανώσουν ιδέες, να κρατηθούν σημειώσεις και να οργανωθούν οι πληροφορίες που απαιτούνται για την ανάπτυξη ενός θέματος, όπως στη συγκεκριμένη περίπτωση (Russel, 2008). Οι εφαρμογές της χαρτογράφησης στην εκπαίδευση συνίστανται στον προσανατολισμό της προσοχής των 36

Έπειτα μετά την ολοκλήρωση του νοητικού χάρτη δίνεται για συζήτηση το παρακάτω θέμα σε μορφή «ντιμπέιτ»: «Το κέντρο του ηλιακού συστήματος». Εξηγείται στους μαθητές ότι οι επιστήμονες σε παλαιότερα χρόνια διαφωνούσαν πάνω στο συγκεκριμένο θέμα υιοθετώντας διαφορετικές απόψεις και μοιράζεται στις ομάδες,οι οποίες έχουν δημιουργηθεί, σχετικό υλικό για ανάγνωση. (βλ. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ : π.χ η επιστημονική άποψη για το ποιο είναι το κέντρο του ηλιακού συστήματος, παλιότερες εσφαλμένες απόψεις που είχαν διατυπωθεί κατά καιρούς, διάφοροι μύθοι κ.λ.π). Κάθε ομάδα αφού μελετήσει το αντίστοιχο υλικό που θα της δοθεί, ανακοινώνει στην τάξη περιληπτικά αυτά που διάβασε και διατυπώνει την κρίση της στο κάτα πόσον τα θεωρεί έγκυρα και συμφωνεί ή διαφωνεί επιχειρηματολογώντας παράλληλα. Οι μαθητές καλούνται να συμμετέχουν στη συζήτηση και αφού ακουστούν όλα τα επιχειρήματα, τους ζητείται να εντοπίσουν την πιο σωστή άποψη και εν συνεχεία αποκαλύπτεται το ποια είναι η επιστημονικά αποδεκτή άποψη σήμερα (ηλιοκεντρική) και τους ανακοινώνεται ότι θα πληροφορηθούν περισσότερα μέσα από το πρόγραμμα των δραστηριοτήτων που θα ακολουθήσει. Με τον ίδιο ακριβώς τρόπο (με τη μορφή της δραστηριότητας του «ντιμπέιτ») διαμορφώθηκε και μια αντίστοιχη συζήτηση μεταξύ των μαθητών για το εάν οι πλανήτες του ηλιακού συστήματος κινούνται (και με ποιο τρόπο) ή είναι ακίνητοι. Τελικά, ανακεφαλαιώνονται από τα παιδιά μέσω ερωτήσεων ορισμένα συμπεράσματα που βγήκαν μέσα από όλη τη συζήτηση της τάξης πάνω στο τι είναι το ηλιακό σύστημα και αποσαφηνίζονται ορισμένες έννοιες που θα χρησιμοποιηθούν και στην πορεία της διδακτικής παρέμβασης και ίσως δεν είναι απόλυτα ξεκάθαρες στα παιδιά (π.χ πλανήτης) Στην εισαγωγική αυτή συζήτηση εντάχθηκε και η παρακάτω δραστηριότητα που έχει να κάνει με το γεωμετρικό σχήμα των πλανητών και του ήλιου. Πριν εμπλακούν οι μαθητές με τις υπόλοιπες δραστηριότητες είναι σημαντικό να κατανοήσουν ότι τα σώματα του ηλιακού συστήματος έχουν το σχήμα της σφαίρας. Πιο συγκεκριμένα, η ερευνήτρια δείχνει στους μαθητές μια σφαίρα, ένα ημισφαίριο και έναν δίσκο και τους ζητάει να υποθέσουν και να συζητήσουν σε επίπεδο τάξης με ποιό από τα σχήματα αυτά μοιάζουν οι πλανήτες και ο ήλιος. μαθητών στα κύρια σημεία και στη σύνδεσή τους με τις λεπτομέρειες, με αποτέλεσμα να μαθαίνουν καλύτερα. Το ανθρώπινο μυαλό λειτουργεί με σχέσεις μεταξύ εννοιών, οπότε ο μαθητής σχηματίζει πιο εύκολα αυτές τις συνδέσεις όταν δημιουργούνται στο πλαίσιο των νοητικών χαρτών. 37

Οι διάφορες απόψεις που θα διατυπωθούν και θα αναδειχθούν γίνονται αντικείμενο διαλόγου μέχρι η τάξη να καταλήξει σε μια απάντηση. Η διαδικασία του ερωτήματος αυτού σχετίζεται με το τέταρτο ερευνητικό ερώτημα για τη σφαιρική δομή των πλανητών Με την εισαγωγική αυτή διαδικασία γίνεται προσπάθεια να αναδειχθούν οι ιδέες των μαθητών για το ηλιακό σύστημα και να αποκτηθεί μια κοινή γνωστική βάση για όλη την τάξη. Είναι σημαντικό και για τους μαθητές να ακούσουν τις απόψεις των συμμαθητών τους και να συγκροτηθεί στο πλαίσιο της τάξης ένα ενιαίο γνωστικό επίπεδο για όλους μέσα από την εισαγωγική αυτή δραστηριότητα, που θα αποτελέσει το σημείο εκκίνησης των δραστηριοτήτων που θα ακολουθήσουν. Η δραστηριότητα αυτή πραγματοποιείται την πρώτη διδακτική ώρα του ωρολογίου προγράμματος (08.15-09.00), διαρκεί δηλαδή περίπου σαράντα πέντε (45) λεπτά. 38

2.4.2 ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ 1 η ΕΠΟΠΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ Αρχικά, παρουσιάζεται στους μαθητές η παρακάτω εικόνα (εικόνα 1) του ηλιακού συστήματος, η οποία προσφέρει ορισμένες χρήσιμες πληροφορίες στους μαθητές που σχετίζονται άμεσα με τα ερευνητικά ερωτήματα που έχουν τεθεί. Πρώτα απ όλα μέσω της εικόνας γίνεται φανερή η ηλιοκεντρική δομή του ηλιακού συστήματος, διευκρινίζεται ότι ο ήλιος δεν είναι πλανήτης αλλά ο αστέρας του ηλιακού συστήματος και επιπλέον φαίνονται οι οχτώ πλανήτες με την αντίστοιχη ονομασία τους και αριθμημένοι από τον κοντινότερο στον ήλιο μέχρι τον πιο μακρινό. Παράλληλα είναι διακριτά τα σχετικά μεγέθη τους και οι θέσεις τους. Εικόνα 1: Οπτική εισαγωγή στο ηλιακό σύστημα (ονόματα, αριθμός και σειρά πλανητών, σχετικά μεγέθη και θέσεις) 39