Διερεύνηση της ανάπτυξης της ικανότητας της μοντελοποίησης και της εννοιολογικής κατανόησης για τα οικοσυστήματα μαθητών προσχολικής ηλικίας μέσω του λογισμικού Stagecast Creator και του Θεατρικού Παιχνιδιού Κυριάκου Μαρία Πανεπιστήμιο Κύπρου Παπαευριπίδου Μάριος Πανεπιστήμιο Κύπρου Ζαχαρία Ζαχαρίας Χ. Πανεπιστήμιο Κύπρου Περίληψη Η παρούσα έρευνα είχε ως στόχο την καλλιέργεια της ικανότητας της μοντελοποίησης και της εννοιολογικής κατανόησης για έννοιες που αφορούν στα οικοσυστήματα μέσω της χρήσης του λογισμικού Stagecast Creator και του Θεατρικού Παιχνιδιού σε παιδιά προσχολικής ηλικίας. Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν, ότι μετά από την υλοποίηση του διδακτικού υλικού που σχεδιάστηκε ειδικά για την ανάπτυξη της εν λόγω ικανότητας, οι μαθητές ανάπτυξαν σε μεγάλο βαθμό όλες τις πτυχές που συνθέτουν την ικανότητα της μοντελοποίησης και παράλληλα βελτίωσαν την εννοιολογική τους κατανόηση σε σχέση με βασικές έννοιες που αφορούν στην ευρύτερη έννοια του οικοσυστήματος. 1. Εισαγωγή Οι Φυσικές Επιστήμες στο νηπιαγωγείο κατέχουν σημαντική θέση και συνιστούν ένα ευχάριστο τρόπο εξερεύνησης και κατανόησης του φυσικού περιβάλλοντος. Μέσα από το μάθημα των Φυσικών Επιστημών στο νηπιαγωγείο τα τελευταία χρόνια γίνεται μία προσπάθεια προώθησης διάφορων παιδαγωγικών επιδιώξεων, όπως η ανάπτυξη βασικών ικανοτήτων σκέψης και επιστημονικής μεθόδου, η απόκτηση εμπειριών, η κατανόηση εννοιών, η καλλιέργεια θετικών στάσεων προς την μάθηση, κ.ά. Πρωταρχική έμφαση στις επιδιώξεις του μαθήματος δίνεται στην καλλιέργεια βασικών ικανοτήτων οι οποίες θα αποτελέσουν το υπόβαθρο για την εννοιολογική αλλαγή σε κάθε νέα εμπειρία στη μελλοντική μαθησιακή πορεία του παιδιού (Κωνσταντίνου, Φερωνύμου, Κυριάκιδου & Νικολάου, ). Επιπρόσθετα, η χρήση εκπαιδευτικών λογισμικών στη διδασκαλία και μάθηση των Φυσικών Επιστημών βρέθηκε μέσα από αρκετές έρευνες (π.χ. Barab et al., ; Hogan and Thomas, 1) ότι μπορεί να υποστηρίξει αυτές τις προσπάθειες και να συμβάλει στη μεγιστοποίηση των μαθησιακών αποτελεσμάτων. Πολύ σημαντικό ρόλο στις διδακτικές προσπάθειες στο νηπιαγωγείο διαδραματίζει και το θεατρικό παιχνίδι, ως μέσο διδασκαλίας, μέσω του οποίου τα παιδιά ζουν και γίνονται ένα με καταστάσεις που θεωρούμε σημαντικό να μάθουν (Robbins 199, Κουρετζής 1991, Werner 199, Faure Lascar 1). Η αναγκαιότητα της παρούσας έρευνας προέκυψε από το γεγονός ότι αρκετές από τις έννοιες και εμπειρίες που παρουσιάζονται στο αναλυτικό πρόγραμμα αφορούν σύνθετα συστήματα, τα οποία είναι δύσκολο να παρατηρηθούν και να μελετηθούν από μικρά παιδιά είτε γιατί τα παιδιά δεν έχουν πρόσβαση για παρατήρηση σε αυτά (ανθρώπινο σώμα, οικοσυστήματα, ηλεκτρισμός, κ.ά.) είτε γιατί λόγω των γνωστικών περιορισμών των παιδιών (τα παιδιά της ηλικίας αυτής δεν διαθέτουν αφηρημένη σκέψη) δεν μπορούν 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 7
να δημιουργήσουν εννοιολογικά μοντέλα και στη συνέχεια πραγματικά μοντέλα χωρίς την άμεση επαφή τους με τα αντικείμενα, φαινόμενα ή συστήματα ή με μοντέλα των αντικειμένων, φαινομένων ή συστημάτων. Επίσης, η πραγματοποίηση της παρούσας έρευνας κρίθηκε αναγκαία μετά από τη διαπίστωση ότι στη βιβλιογραφία υπάρχει σχετική έλλειψη ερευνών που να μελετούν την δυνατότητα ανάπτυξη της ικανότητας της μοντελοποίησης σε παιδιά προσχολικής εκπαίδευσης.. Ανασκόπηση βιβλιογραφίας Βασική επιδίωξη στα μαθήματα των Φυσικών Επιστημών είναι η ανάπτυξη βασικών ικανοτήτων (Yoon & Onchwari, και ο Ostlund, σύμφωνα με τους Monhardt and Monhardt,, Seefeldt & Galper, ). Η ανάπτυξη των ικανοτήτων πρέπει να γίνεται ιεραρχικά αρχίζοντας από τις απλές και συνεχίζοντας με τις πιο σύνθετες. (Κωνσταντίνου, Φερωνύμου, Κυριακίδου & Νικολάου, και οι Charlesworth and Lind, 1995) και να πραγματοποιείται πάντα σε ένα περιβάλλον που να έχει νόημα για τα παιδιά. Η μοντελοποίηση αποτελεί μία σύνθετη ικανότητα, η ανάπτυξη της οποίας προϋποθέτει ανάπτυξη άλλων ικανοτήτων βασικού και μεσαίου επίπέδου. Η μοντελοποίηση ορίζεται ως η παραγωγή και βελτιωτική ρύθμιση μοντέλων και αποτελεί τη σπονδυλική στήλη των διεργασιών της ανάπτυξης της κατανόησής μας για τις Φυσικές Eπιστήμες (Constantinou, 1999; Louca and Constantinou, in press). Το αποτέλεσμα της μοντελοποίησης είναι η οικοδόμηση μοντέλων. Με τον όρο μοντέλο εννοούμε ένα ανθρώπινο κατασκεύασμα, μία αναπαράσταση ή ένα αντικείμενο (φυσικό, συμβολικό ή νοητικό) το οποίο φτιάχνει κάποιος για να αναπαραστήσει ένα κομμάτι του φυσικού κόσμου (Κωνσταντίνου, Φερωνύμου, Κυριακίδου & Νικολάου, ). Η κατασκευή μοντέλων δίνει την ευκαιρία στο μαθητή να δώσει επανειλημμένα νέες εξηγήσεις και να αναδιοργανώσει τα εννοιολογικά του σχήματα με σκοπό την παραγωγή νέας γνώσης (Britsch, 1). Ένα καλό μοντέλο πρέπει να περιλαμβάνει μεταξύ άλλων αντικείμενα, μεταβλητές, διαδικασίες και αλληλεπιδράσεις μεταξύ των συστατικών του μερών (Papaevripidou et al, 7). Οι Papaevripidou et al. (7) δίνουν έμφαση στην ανάπτυξη των τριών συστατικών τα οποία συνθέτουν την ικανότητα της μοντελοποίησης: α) τις δεξιότητες μοντελοποίησης (modeling skills) που αποτελούνται από τη δεξιότητα δημιουργίας μοντέλου, τη δεξιότητα άντλησης πληροφοριών από το μοντέλο που δημιουργήθηκε, τη δεξιότητα σύγκρισης του μοντέλου με φυσικό φαινόμενο και τη δεξιότητα σύγκρισης του μοντέλου με άλλα μοντέλα του ίδιου θέματος. β) τη μεταγνώση σχετικά με τη διαδικασία μοντελοποίησης (Metacognitive knowledge about Modeling Process) και γ) την επιστημολογική επάρκεια σε σχέση με τη μοντελοποίηση και τη διαδικασία μοντελοποίησης (meta-modeling knowledge). Το οικοσύστημα είναι ένα σύστημα μελέτης που αποτελείται από βιοτικούς παράγοντες, όπως τα ζώα, τα φυτά και οι μικροοργανισμοί και αβιοτικούς παράγοντες, όπως το έδαφος, το νερό, το φως και τα θρεπτικά στοιχεία. Όλα τα στοιχεία βρίσκονται σε συνεχή αλληλεξάρτηση (Κωνσταντίνου, Φερωνύμου, Κυριάκιδου & Νικολάου, ). Τα οικοσυστήματα είναι δύσκολο να μελετηθούν από μικρά παιδιά λόγω της 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 73
πολυπλοκότητας που παρουσιάζουν. Οι κατανοήσεις των μαθητών είναι ανάλογες με την πολυπλοκότητα που παρουσιάζει το κάθε οικοσύστημα (Grotzer & Bell Basca, 3). Τα τελευταία χρόνια έρευνες έδειξαν ότι η χρήση του Ηλεκτρονικού Υπολογιστή από τα παιδιά αποτελεί ένα ελκυστικό και αποδοτικό τρόπο μάθησης (Papaevripidou et al, 7, Papadouris and Constantinou, 1, Constantinide, Kalifomatou & Constantinou, 1, Crompton and Mann, 199). Το Stagecast Creator (SC) είναι ένα εξολοκλήρου γραφικό περιβάλλον στο οποίο τα παιδιά μπορούν πολύ εύκολα να δημιουργήσουν γραφικούς κανόνες και να δώσουν μορφή και κίνηση σε διάφορους χαρακτήρες σε ένα δυσδιάστατο κόσμο. Χρειάζεται απλή γλώσσα προγραμματισμού και αποτελεί ιδανικό εργαλείο οικοδόμησης μοντέλων, ειδικά από παιδιά δημοτικής και μέσης εκπαίδευσης (Smith and Cypher, 1999). Το Θεατρικό Παιχνίδι αποτελεί σημαντικό μέσο για επίτευξη στόχων στην εκπαίδευση, αφού αποσκοπεί στην απελευθέρωση της φαντασία του παιδιού, στην καλλιέργεια της ψυχοκινητικής του έκφρασης, στην κοινωνικοποίηση του, στην εξοικείωση του με την τέχνη και στη γνωστική του ανάπτυξη. Ένα θεατρικό παιχνίδι αποτελείται από τέσσερις φάσεις. Τη φάση της απελευθέρωσης, τη φάση της αναπαραγωγής, τη φάση του σκηνικού αυτοσχεδιασμού και τη φάση της ανάλυσης (Κουρετζής, 1991). Το θεατρικό παιχνίδι στο νηπιαγωγείο αποτελεί ένα πολύ σημαντικό διδακτικό μέσο, μέσω του οποίου τα παιδιά ζουν και γίνονται ένα με καταστάσεις που θεωρούμε σημαντικό να μάθουν (Robbins 199, Κουρετζής 1991, Werner 199, Faure Lascar 1). Κατά τη διάρκεια ενός θεατρικού παιχνιδιού τα παιδιά βιώνουν έννοιες και γεγονότα, τα οποία, υπό άλλες συνθήκες διδασκαλίας θα ήταν δύσκολο να κατανοηθούν (Κατσαβού, 3). 3. Ερευνητικά ερωτήματα H παρούσα έρευνα αποσκοπεί στην απάντηση των ακόλουθων ερευνητικών ερωτημάτων: Σε ποιο βαθμό η εφαρμογή ειδικά σχεδιασμένων διδακτικών παρεμβάσεων στηριζόμενων στην προσέγγιση της μοντελοποίησης μπορεί να λειτουργήσει ως μέσο ανάπτυξης της ικανότητας μοντελοποίησης σε παιδιά προσχολικής ηλικίας; Ειδικότερα, πώς συγκρίνεται η ανάπτυξη της ικανότητας μοντελοποίησης των παιδιών που θα δεχθούν διδασκαλία που περιλαμβάνει τη χρήση του λογισμικού Stagecast Creator (SC) με την ανάπτυξη της ικανότητας μοντελοποίησης των μαθητών που θα δεχθούν διδασκαλία που περιλαμβάνει τη χρήση Θεατρικού Παιχνιδιού (ΘΠ); Σε ποιο βαθμό η μοντελοποίηση ως διδακτική προσέγγιση μπορεί να λειτουργήσει ως μέσο καλλιέργειας εννοιολογικής κατανόησης εννοιών που αφορούν στο οικοσύστημα σε μαθητές προσχολικής ηλικίας; Ειδικότερα, πώς συγκρίνεται η ανάπτυξη της εννοιολογικής κατανόησης για τα οικοσυστήματα των παιδιών που θα δεχθούν διδασκαλία που περιλαμβάνει τη χρήση του λογισμικού SC με την ανάπτυξη της 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 7
εννοιολογικής κατανόησης για τα οικοσυστήματα των παιδιών που θα δεχθούν διδασκαλία που περιλαμβάνει τη χρήση ΘΠ; 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 75
Ποιες στρατηγικές χρησιμοποιούν τα παιδιά για να κατασκευάσουν μοντέλο στο λογισμικό SC και ποιες για να κατασκευάσουν μοντέλο μέσω ΘΠ; Υπάρχουν ομοιότητες ή διαφορές ανάμεσα στους δύο τρόπους μοντελοποίησης;. Μεθοδολογία Το δείγμα της έρευνας αποτέλεσαν παιδιά (1 κορίτσια και 1 αγόρια) από διαφορετικές τάξεις (13 μαθητές η κάθε μια) νηπιαγωγείων της επαρχίας Λεμεσού. Τα παιδιά αυτά δεν έχουν προηγουμένως εμπλακεί σε δραστηριότητες ανάπτυξης της ικανότητας μοντελοποίησης, αλλά έχουν αναπτύξει σε αρκετά μεγάλο βαθμό τις ικανότητες της παρατήρησης, της ερμηνείας παρατήρησης, της ομαδοποίησης, της επικοινωνίας, της μέτρησης, της πρόβλεψης και της υπόθεσης. Επίσης το γνωστικό επίπεδο των συγκεκριμένων παιδιών όσον αφορά στα οικοσυστήματα είναι χαμηλό, λόγω της ανεπαρκούς διδασκαλίας του θέματος στο νηπιαγωγείο. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι συγκεκριμένοι μαθητές δεν είχαν ποτέ την ευκαιρία να κατασκευάσουν ένα μοντέλο στον ηλεκτρονικό υπολογιστή ούτε και να εμπλακούν σε καμία μορφής προγραμματισμό σε εικονικά περιβάλλοντα. Η διεξαγωγή της έρευνας ολοκληρώθηκε σε τρεις φάσεις (βλ. Διάγραμμα 1, Παράρτημα) Αρχικά, καταρτίστηκαν διαγνωστικά δοκίμια αρχικής αξιολόγησης των μαθητών ως προς τη δεξιότητα μοντελοποίησης και της εννοιολογικής κατανόησης σε έννοιες που αφορούν στα οικοσυστήματα. Το συγκείμενο του κάθε δοκιμίου κρίθηκε σκόπιμο να είναι διαφορετικό από αυτό που επιλέγηκε για την ανάπτυξη των δραστηριοτήτων κατά τη διδακτική παρέμβαση για σκοπούς μηδενισμού της επίδρασης του συγκείμενου της διδασκαλίας κατά την αξιολόγηση των μαθητών μετά από την παρέμβαση και άρα απόδοσης της βελτίωσης των αποτελεσμάτων που πιθανόν να παρατηρηθεί στην ικανότητα των μαθητών να μεταφέρουν τις δεξιότητες και έννοιες που ανέπτυξαν στα μαθήματα σε άγνωστα προς αυτούς συγκείμενα. Σχεδιασμός και ανάπτυξη διδακτικού υλικού Μετά από τη φαινομενογραφική ανάλυση των δεδομένων που συλλέχθηκαν μέσα από τα προ-πειραματικά δοκίμια, αναπτύχθηκε διδακτικό υλικό με ειδικά σχεδιασμένες ακολουθίες δραστηριοτήτων για καλλιέργεια της δεξιότητας μοντελοποίησης στο πλαίσιο μελέτης του οικοσυστήματος που ζει και μεγαλώνει ένα σαλιγκάρι. H επιλογή αυτή στηρίχτηκε κυρίως στο γεγονός ότι τα σαλιγκάρια είναι φιλικοί ζωντανοί οργανισμοί και μπορούν να ζήσουν και να αναπαραχθούν μακριά από το μέρος που έχουν γεννηθεί αρκεί να δημιουργηθούν οι κατάλληλες συνθήκες. Επίσης το σαλιγκάρι γεννά πολλά αυγά τα οποία σε σύντομο χρονικό διάστημα μετατρέπονται σε μικρά σαλιγκαράκια τα οποία μεγαλώνουν εξίσου σύντομα και γεννούν τα δικά τους αυγά. Έτσι, τα παιδιά που παρακολουθούν ένα σαλιγκαροτροφείο μπορούν σε σύντομο χρονικό διάστημα να παρατηρήσουν τον κύκλο ζωής των σαλιγκαριών και τις βασικές τους ανάγκες. 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 7
Οι πτυχές της ικανότητας της μοντελοποίησης που καλλιεργήθηκαν και αξιολογήθηκαν κατά τη διάρκεια της παρούσας έρευνας είναι οι ακόλουθες: -Κατασκευή μοντέλου. -Άντληση πληροφοριών από το μοντέλο. -Σύγκριση του μοντέλου με το φυσικό φαινόμενο το οποίο αναπαριστά και εισήγηση τρόπων βελτίωσης του μοντέλου. -Σύγκριση του μοντέλου με άλλα μοντέλα του ιδίου φαινομένου και επιλογή του καλύτερου μοντέλου. -Αναστοχασμός της πορείας που ακολούθησαν για να δημιουργήσουν το μοντέλο τους. -Συνειδητοποίηση της προσφοράς του μοντέλου στην κατανόηση του υπό μελέτη φαινομένου. Οι έννοιες του οικοσυστήματος που αναπτύχθηκαν και αξιολογήθηκαν κατά τη διάρκεια της παρούσας έρευνας είναι οι ακόλουθες: -Οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν βασικές ανάγκες, των οποίων η ικανοποίηση είναι σημαντική για την επιβίωση τους. -Οι ζωντανοί οργανισμοί σε ένα οικοσύστημα έχουν τροφικές σχέσεις μεταξύ τους. -Οι τροφικές σχέσεις που έχουν οι ζωντανοί οργανισμοί καθορίζουν και τις πληθυσμιακές τους σχέσεις. -Το αποτέλεσμα των τροφικών και πληθυσμιακών σχέσεων είναι η ύπαρξη ή μη οικολογικής ισορροπίας. Πριν από τη διδακτική παρέμβαση, εφαρμόστηκε με τους μαθητές της έρευνας ειδικά σχεδιασμένο διδακτικό υλικό που αφορά στην εξοικείωση με το λογισμικό Stagecast Creatorαλλά και με τον τρόπο εργασίας κατά τη διάρκεια ενός Θεατρικού Παιχνιδιού. Ανάλυση δεδομένων Για την ανάλυση των δεδομένων που συλλέχθηκαν μέσα από τα διαγνωστικά δοκίμια (προπειραματικά και μεταπειραματικά) χρησιμοποιήθηκε η φαινομενογραφική μέθοδος ανάλυσης (Marton and Booth, 1997). Όλες οι απαντήσεις των μαθητών σε κάθε ερώτημα ή ομάδα ερωτημάτων που αφορούν στο ίδιο θέμα διαβάστηκαν και καταρτίστηκε στη συνέχεια ένας ιεραρχημένος κατάλογος με τις απαντήσεις που προσεγγίζουν το αναμενόμενο πρότυπο απάντησης να βρίσκονται στην κορυφή και τις πιο απομακρυσμένες να διαβαθμίζονται προς τη βάση του καταλόγου. Στη συνέχεια οι ιεραρχημένες απαντήσεις ομαδοποιήθηκαν σε κατηγορίες ανάλογα με την ομοιότητα που παρουσίαζαν ως προς το είδος του συλλογισμού που χρησιμοποίησε ο κάθε μαθητής για να δικαιολογήσει την απάντησή του. Ακολούθως, υπολογίστηκε ο αριθμός των μαθητών που κατατάσσονταν σε κάθε κατηγορία απάντησης πριν και μετά από την παρέμβαση. Για την ποσοτικοποίηση των δεδομένων που προέκυψαν μέσα από τη φαινομενογραφική ανάλυση, στηριχτήκαμε στις κατηγορίες απαντήσεων υιοθετώντας κριτήρια βαθμολόγησης των απαντήσεων των μαθητών για το καθένα από τα έργα των διαγνωστικών δοκιμίων. Ακολούθως εφαρμόστηκαν οι μη παραμετρικοί έλεγχοι Wilcoxon (Wilcoxon Signed Ranks Test) και Man-Whitney για να διαπιστωθεί κατά πόσον οι διαφορές στην επίδοση των μαθητών πριν και μετά την παρέμβαση ήταν 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 77
στατιστικά σημαντικές (εντός των ομάδων: Wilcoxon και μεταξύ των ομάδων: Man- Whitney). Λόγω των περιορισμών στην έκταση του άρθρου, θα παρουσιαστούν μέρος των αποτελεσμάτων που προέκυψαν μετά από την ποιοτική ανάλυση (ένα διαγνωστικό δοκίμιο από το διαγνωστικό έργο της μοντελοποίησης και ένα δοκίμιο από το διαγνωστικό έργο των οικοσυστημάτων) των δεδομένων που συλλέχθηκαν και θα δοθεί μία συνοπτική εικόνα του αριθμού των παιδιών της ψηλότερης κατηγορίας απάντησης (ορθότερη απάντηση) για όλα τα διαγνωστικά δοκίμια και των δύο έργων αξιολόγησης. Επίσης θα γίνει μία σύντομη αναφορά στις ομοιότητες και τις διαφορές που παρουσίασαν οι δύο τρόποι μοντελοποίησης. Για περισσότερες πληροφορίες σε σχέση με την έκταση της ανάλυσης, ο αναγνώστης μπορεί να απευθυνθεί στη συνολική μελέτη (Κυριάκου, et al, ). 5. Αποτελέσματα Το διαγνωστικό έργο της μοντελοποίησης αξιολογούσε τις πτυχές της μοντελοποίησης που αναφέρθηκαν παραπάνω. Συγκεκριμένα κατά τη διάρκεια του διαγνωστικού έργου τα παιδιά του δείγματος είχαν να κατασκευάσουν ένα μοντέλο ποδηλάτου, να αντλήσουν πληροφορίες από αυτό, να το βελτιώσουν συγκρίνοντας το με το πραγματικό φαινόμενο και με άλλα μοντέλα, να αναστοχάζονται την πορεία που ακολούθησαν για να το κατασκευάσουν και να το βελτιώσουν και να αναφέρουν τη χρησιμότητα του σαν μοντέλο. Τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται στον Πίνακα 1 (Παράρτημα) αναφέρονται στο διαγνωστικό έργο 1.5 το οποίο αξιολογούσε την ικανότητα των μαθητών να αναστοχάζονται την πορεία που ακολούθησαν για να κατασκευάσουν και να βελτιώσουν το μοντέλο τους. Από τον Πίνακα 1 φαίνεται ότι η βελτίωση της πέμπτης ικανότητας που συνθέτει τη σύνθετη ικανότητα της μοντελοποίησης, αυτή της ικανότητας των παιδιών να ανακαλούν τα στάδια (πορεία) που ακολούθησαν για να δημιουργήσουν και να βελτιώσουν ένα μοντέλο σημείωσε μεγάλη βελτίωση. Όπως φαίνεται και στον Πίνακα 1 η πλειοψηφία των μαθητών (9 και 7 για SC και ΘΠ αντίστοιχα) έδωσαν ορθή απάντηση στο μετάπειραματικό δοκίμιο σε αντίθεση με κανένα μαθητή στο προ- πειραματικό δοκίμιο. Η βελτίωση αυτή θεωρείται πολύ σημαντική αφού αυτή η πτυχή της ικανότητας της μοντελοποίησης αποτελεί ταυτόχρονα και μεταγνωστική ικανότητα των παιδιών που τους επιτρέπει να επαναλαμβάνουν την ίδια πορεία σε παρόμοιες περιπτώσεις για να δημιουργήσουν και να βελτιώσουν μοντέλα. Παρακάτω παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της φαινομενογραφικής ανάλυσης, για τη ψηλότερη κατηγορία απάντηση (ορθότερη απάντηση), σε κάθε διαγνωστικό δοκίμιο του διαγνωστικού έργου για την μοντελοποίηση, πριν και μετά την παρέμβαση για τις δύο ομάδες της έρευνας stagecast creator (SC) και θεατρικού παιχνιδιού (ΘΠ). 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 7
.5 3.5 1.5 1.1.1 pre 3.5 1..1 pre 1.5 1.1.1 post 1.5 1.5 1..1 post 3.5 3.5 1.. pre 1 1.3.1 pre 1.5 1.5 1.. post 1.3.1 post 7 1 5 3 1 1.3. pre 1.3. post 1 1. pre 1. post 1 1 1.5 pre 1. pre 1.5 post 1. post Με γαλάζιο χρώμα παρουσιάζεται ο αριθμός των παιδιών και των ομάδων SC και ΘΠ που συμπεριλήφθηκαν στη ψηλότερη κατηγορία απάντησης πριν τη διδακτική 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 79
παρέμβαση και με ροζ χρώμα ο αριθμός των παιδιών των δύο ομάδων που συμπεριλήφθηκαν στη ψηλότερη κατηγορία απάντησης μετά τη διδακτική παρέμβαση. Όπως φαίνεται η βελτίωση και των δύο ομάδων ήταν αρκετά σημαντική πριν και μετά την παρέμβαση. Ενώ πριν την παρέμβαση μόνο σε δύο διαγνωστικά δοκίμια ένας μικρός αριθμός παιδιών έδωσε την ορθή απάντηση, μετά την παρέμβαση η πλειοψηφία των παιδιών του δείγματος έδωσε ορθή απάντηση. Η παραπάνω διαφορά επιβεβαιώθηκε και με το στατιστικό έλεγχο που έγινε (Κυριάκου et al, ). Συνοπτικά μπορούμε να αναφέρουμε ότι μέσα από τη φαινομενογραφική ανάλυση των δεδομένων φάνηκε ότι η εφαρμογή ειδικά σχεδιασμένων διδακτικών παρεμβάσεων στηριζόμενων στην προσέγγιση της μοντελοποίησης μπορεί να λειτουργήσει ως μέσο ανάπτυξης της ικανότητας μοντελοποίησης σε παιδιά προσχολικής ηλικίας. Ειδικότερα μπορούμε να πούμε ότι τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι μαθητές οι οποίοι είχαν δεχτεί διδασκαλία που περιλαμβάνει τη χρήση του λογισμικού SC παρουσίασαν ελαφρώς καλύτερα αποτελέσματα ως προς την ανάπτυξη της ικανότητας της μοντελοποίησης, μέσα από την ανάπτυξη των επιμέρους πτυχών της, από τους μαθητές που είχαν δεχτεί διδασκαλία που περιλαμβάνει τη χρήση ΘΠ. Το διαγνωστικό έργο για τα οικοσυστήματα αξιολογούσε τις βασικές έννοιες σχετικά με το οικοσύστημα οι οποίες αναφέρθηκαν παραπάνω. Συγκεκριμένα τα παιδιά είχαν μπροστά τους ένα οικοσύστημα ενός δάσους που ζούσαν αλεπούδες, λαγοί και υπήρχαν και πολλά λαχανικά. Τα παιδιά έπρεπε να εντοπίσουν τις βασικές ανάγκες των παραπάνω οργανισμών και να βρουν τις τροφικές και πληθυσμιακές τους σχέσεις και τις συνέπειες των μεταβολών στις σχέσεις αυτές. Τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται στον Πίνακα (Παράρτημα) αναφέρονται στο διαγνωστικό δοκίμιο.3, του διαγνωστικού έργου για τα οικοσυστήματα που εξετάζουν την αριθμητική σχέση ανάμεσα στο πληθυσμό των λαγών και των αλεπούδων. Όπως φαίνεται και από τον πίνακα μεγάλη βελτίωση παρατηρήθηκε στους μαθητές και των δύο ομάδων όσον αφορά στην κατανόηση των πληθυσμιακών σχέσεων μεταξύ των οργανισμών ενός οικοσυστήματος. Συγκεκριμένα, ενώ όλοι οι μαθητές πριν τη διδακτική παρέμβαση είτε έδιναν λανθασμένη απάντηση ή αν έδιναν σωστή απάντηση αδυνατούσαν να επεξηγήσουν ορθά την απάντησή τους, μετά τη διδακτική παρέμβαση οι πιο πολλοί μαθητές (11 και 13 για τις ομάδες SC και ΘΠ αντίστοιχα) μπόρεσαν να δώσουν ορθή απάντηση και να την αιτιολογήσουν. Έφτασαν δηλαδή σε υψηλό επίπεδο εντοπισμού της ορθής απάντησης και επεξήγησής της (Advanced causal thinking). Παρακάτω παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της φαινομενογραφικής ανάλυσης, για την ψηλότερη κατηγορία απάντηση (ορθότερη απάντηση), σε κάθε διαγνωστικό δοκίμιο του διαγνωστικού έργου για τα οικοσυστήματα, πριν και μετά την παρέμβαση για τις δύο ομάδες της έρευνας stagecast creator (SC) και θεατρικού παιχνιδιού (ΘΠ). 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου
1 1 1 1.1.1 pre.1. pre.1.1 post.1. post 1 1 1 1 1 1. pre.3 pre. post.3 post 1 1 1 1 1 1..1 pre.. pre..1 post.. post 1 1 1..3 pre..3 post 1 1.. pre.. post 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 1
1.5 pre.5 post 7 5 3 1. pre. post Με γαλάζιο χρώμα παρουσιάζεται ο αριθμός των παιδιών που συμπεριλήφθηκαν στην ψηλότερη κατηγορία απάντησης πριν τη διδακτική παρέμβαση και με ροζ χρώμα ο αριθμός των παιδιών των ομάδων SC και ΘΠ που συμπεριλήφθηκαν στην ψηλότερη κατηγορία απάντησης μετά τη διδακτική παρέμβαση. Όπως φαίνεται η βελτίωση και των δύο ομάδων ήταν αρκετά σημαντική πριν και μετά την παρέμβαση. Ενώ πριν την παρέμβαση μόνο σε πέντε από τα δέκα διαγνωστικά δοκίμια ένας μικρός αριθμός παιδιών έδωσε την ορθή απάντηση, μετά την παρέμβαση η πλειοψηφία των παιδιών του δείγματος έδωσε ορθή απάντηση. Η παραπάνω διαφορά επιβεβαιώθηκε και με το στατιστικό έλεγχο που έγινε (Κυριάκου et al, ). Συμπερασματικά μπορούμε να πούμε ότι τα αποτελέσματα τις σύγκρισης των προπειραματικών και μετά-πειραματικών δοκιμίων του διαγνωστικού έργου για τα οικοσυστήματα έδειξαν ότι η διδακτική προσέγγιση η οποία ακολουθήθηκε με σκοπό την καλλιέργεια της ικανότητας της μοντελοποίησης βοήθησε στην ανάπτυξη εννοιών σχετικές με το οικοσύστημα. Ειδικότερα έδειξαν ότι παιδιά της ομάδας ΘΠ τα πήγαν ελαφρώς καλύτερα από τα παιδιά της ομάδας SC σε θέματα εννοιολογικής κατανόησης σχετικής με το οικοσύστημα. Στην προσπάθειά μας να εξηγήσουμε τις μικρές διαφορές που παρουσίασαν οι δύο ομάδες στα δύο διαγνωστικά έργα, τα παιδιά της ομάδας του SC τα πήγαν καλύτερα στο διαγνωστικό έργο της μοντελοποίηση και τα παιδιά της ομάδας του ΘΠ τα πήγαν ελαφρώς καλύτερα στο διαγνωστικό έργο για τα οικοσυστήματα, εντοπίσαμε βασικές διαφορές που παρουσίασαν τα παιδιά των δύο ομάδων κατά τη διάρκεια της διδακτικής παρέμβασης στον τρόπο που κατασκεύαζαν τα μοντέλα τους. Στον Πίνακα 3 (Παράρτημα) παρουσιάζονται οι ομοιότητες και οι διαφορές στους δύο τρόπους μοντελοποίησης. Στο πίνακα 1 έγινε ομαδοποίηση των ομοιοτήτων και των διαφορών των δύο τρόπων μοντελοποίησης, σε σχέση με τις πτυχές που συνθέτουν την ικανότητα της μοντελοποίησης.. Συζήτηση Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι μέσα από την ανάπτυξη του διδακτικού υλικού, που δημιουργήθηκε για τους σκοπούς της παρούσας έρευνας, επιτεύχθηκε 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου
ανάπτυξη τόσο των επιμέρους πτυχών που συνθέτουν την ικανότητα της μοντελοποίησης όσο και των επιμέρους πτυχών που συνθέτουν την εννοιολογική κατανόηση για τα οικοσυστήματα. Εντοπίστηκαν επίσης βασικές ομοιότητες και διαφορές ανάμεσα στους δύο τρόπους μοντελοποίησης, Stagecast Creator και Θεατρικού Παιχνιδιού που τους κάνουν από ανταγωνιστικούς τρόπους, για την ανάπτυξη της ικανότητας της μοντελοποίησης, σε συμπληρωματικούς. Βασικό συμπέρασμα της έρευνας είναι ότι εφαρμογή ειδικά σχεδιασμένων διδακτικών παρεμβάσεων στηριζόμενων στην προσέγγιση της μοντελοποίησης μπορεί να λειτουργήσει ως μέσο ανάπτυξης της ικανότητας μοντελοποίησης σε παιδιά προσχολικής ηλικίας. Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι κάποιες από τις πτυχές της μοντελοποίησης όπως η κατασκευή μοντέλου, η άντληση πληροφοριών από το μοντέλο, η σύγκριση του μοντέλου με το φυσικό φαινόμενο το οποίο αναπαριστά και εισήγηση τρόπων βελτίωσης του μοντέλου και η σύγκριση του μοντέλου με άλλα μοντέλα του ιδίου φαινομένου και επιλογή του καλύτερου μοντέλου μπορούν να φτάσουν σε πολύ ψηλά επίπεδα ανάπτυξης ανάμεσα σε παιδιά μικρής ηλικίας Penner et al (1997). Ακόμη και οι πιο δύσκολές πτυχές της ικανότητας της μοντελοποίησης, αυτή του αναστοχασμού της πορείας που ακολούθησαν για να δημιουργήσουν το μοντέλο τους και της συνειδητοποίησης της προσφοράς του μοντέλου στην κατανόηση του υπό μελέτη φαινομένου, μπορούν να καλλιεργηθούν σε ένα σημαντικό βαθμό σε παιδιά αυτής της ηλικίας. Αρκετό ενδιαφέρον παρουσιάζει η ελαφρώς καλύτερη επίδοση των παιδιών της ομάδας του Stagecast Creator στο μετά-πειραματικό δοκίμιο που αφορούσε στην αξιολόγηση της ανάπτυξης των πτυχών της μοντελοποίησης απ ότι τα παιδιά της ομάδας του Θεατρικού Παιχνιδιού. Μέσα από την εξέταση των ομοιοτήτων και των διαφορών στους δύο τρόπους μοντελοποίησης (βλ. πίνακα 3) φάνηκε ότι αυτό ίσως να οφείλεται στο γεγονός ότι το πρόγραμμα Stagecast Creator είναι ένα πρόγραμμα ιδανικό για τη δημιουργία μοντέλων από μικρά παιδιά (Papaevripidou et al,, 7) και στο ότι τα παιδιά της ομάδας αυτής είχαν συνεχώς στο μυαλό τους το μοντέλο τους και το πώς να το βελτιώσουν με αποτέλεσμα να επικεντρώνονται συνεχώς στην κυκλική πορεία δημιουργίας και βελτίωσης ενός μοντέλου. Αντίθετα τα παιδιά της ομάδας του Θεατρικού Παιχνιδιού είχαν να ασχοληθούν και με άλλα θέματα, όπως η δημιουργία ρόλων για τις νέες τους παρατηρήσεις, ο διαμερισμός των ρόλων και η δημιουργία του βελτιωμένου θεατρικού - μοντέλου, κάτι που τους αποσπούσε την προσοχή από την πορεία δημιουργίας και βελτίωσης ενός μοντέλου. Επίσης άξιο αναφοράς αποτελεί το γεγονός ότι τα παιδιά της ομάδας του Stagecast Creator είχαν πρόσβαση στα προηγούμενα τους μοντέλα με αποτέλεσμα να βλέπουν τη βελτίωση που επήλθε σε αυτά και να συνειδητοποιούν καλύτερα την πορεία που ακολουθήθηκε για αυτή τη βελτίωση. Αντίθετα τα παιδιά της ομάδας του Θεατρικού Παιχνιδιού δεν είχαν πρόσβαση στα προηγούμενα τους μοντέλα με αποτέλεσμα να μην μπορούν να κάνουν την σύγκριση των αρχικών μοντέλων με τα τελικά με πιθανό αποτέλεσμα να μην έχουν και τόσο ξεκάθαρη εικόνα της πορείας που ακολουθήθηκε. Περαιτέρω η χρήση του Ηλεκτρονικού 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 3
Υπολογιστή αποτέλεσε για τα παιδιά της ομάδας του Stagecast Creator ένα επιπλέον κίνητρο για να ασχοληθούν με την μοντελοποίηση του οικοσυστήματος που ζει και μεγαλώνει ένα σαλιγκάρι. Είναι γενικά αποδεκτό ότι τα παιδιά αγαπούν τους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές, «Έχω δει παιδιά που προτιμούσαν να χάσουν το διάλειμμά τους προκειμένου να δουλέψουν στον υπολογιστή» (Rooms, ), και τα παιδιά μαθαίνουν εύκολα ότι αγαπούν (Papert,19). Η βιβλιογραφία είναι ενθουσιώδης υπέρ των υπολογιστών. Ένα από τα σημαντικότερα επιχειρήματα είναι ότι η τεχνολογία μπορεί να απελευθερώσει τον μαθητή, να τον κάνει πιο ανεξάρτητο και αυτόνομο, δίνοντάς του έλεγχο της μαθησιακής διαδικασίας και μειώνοντας την ανάγκη για παρουσία δασκάλου (Davis et al., 1997). Δηλαδή η διαδικασία της μάθησης μετατρέπεται από παθητική σε ενεργητική (Κελεσίδης, 199). Επιπλέον, η ερευνητική και ευέλικτη φύση του υπολογιστή τον κάνει ένα δυνατό εργαλείο, το οποίο μπορεί να υπηρετήσει διαφορετικές ανάγκες και διαφορετικούς τρόπους μάθησης (Scrimshaw, 1997 και Meadows and Leask, ). Επίσης βοηθά στην αύξηση της προσοχής και στην προσήλωση του μαθητή στην εργασία που κάνει (Underwood, ), στη διευκόλυνση της επικοινωνίας και της αλληλεπίδρασης μεταξύ συμμαθητών, στη δημιουργία κινήτρων για μάθηση (Crompton and Mann, 199), στη δημιουργία ευκαιριών για επιπλέον εξάσκηση (Underwood, ) και στην αύξηση της αυτοεκτίμησης (Crompton and Mann, 199). Μέσα από το διδακτικό υλικό για την ανάπτυξη της δεξιότητας της μοντελοποίησης έγινε, όπως φάνηκε και από τα αποτελέσματα, μια πετυχημένη προσπάθεια να καλλιεργηθούν ταυτόχρονα στα παιδιά έννοιες σχετικές με τα οικοσυστήματα. Η φαινομενογραφική ανάλυση των αποτελεσμάτων έδειξε ότι, σε παιδιά προσχολικής ηλικίας, μπορούν να αναπτυχθούν βασικές έννοιες για τα οικοσυστήματα, όπως η κατανόηση των βασικών αναγκών των οργανισμών (διατροφή, αναπαραγωγή και καταφύγιο) και βασικές έννοιες που συνδέονται με τις βασικές ανάγκες των οργανισμών, όπως οι αναμεταξύ τους τροφικές και πληθυσμιακές σχέσεις. Επίσης μπορούν να τεθούν οι βάσεις για την ανάπτυξη πιο σύνθετων εννοιών σχετικές με τα οικοσυστήματα όπως αυτές των σύνθετων τροφικών πλεγμάτων και της οικολογικής ισορροπίας που πρέπει να χαρακτηρίζει ένα οικοσύστημα για να μην κινδυνεύει με εξαφάνιση. Αρκετό ενδιαφέρον παρουσιάζει η ελαφρώς καλύτερη επίδοση των παιδιών της ομάδας του Θεατρικού Παιχνιδιού στο μετά-πειραματικό δοκίμιο που αφορούσε στην αξιολόγηση της εννοιολογικής κατανόησης για τα οικοσυστήματα. Μέσα από την εξέταση των ομοιοτήτων και των διαφορών στους δύο τρόπους μοντελοποίησης (βλ. πίνακα 3), φάνηκε ότι η διαφορά αυτή ίσως να οφείλεται στους ακόλουθους λόγους. Τα παιδιά της ομάδας του Θεατρικού Παιχνιδιού βίωσαν το κάθε ρόλο στο οικοσύστημα που μελετούσαν, καθώς και τις αλλαγές που συνέβαιναν στους ρόλους που υποδύονταν από μία πιθανή αλλαγή στο οικοσύστημα ή από βελτίωση του μοντέλου που δημιουργούσαν. Αυτό είχε σαν αποτέλεσμα τη βίωση και κατ επέκταση την κατανόηση σχετικών εννοιών με το οικοσύστημα κάτι που οδήγησε στην καλύτερη απόδοση στο μετά πειραματικό δοκίμιο που εξέταζε τις έννοιες για τα οικοσυστήματα Αντίθετα τα παιδιά 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου
της ομάδας του Stagecast Creator έκαναν απλώς παρατηρήσεις τις οποίες μετέτρεπαν σε κανόνες και βελτίωναν το μοντέλο τους, με αποτέλεσμα κάποια παιδιά με λιγότερες ικανότητες στην παρατήρηση να μην κατανοήσουν σε μεγάλο βαθμό τις έννοιες του οικοσυστήματος. Ως γνωστό τα παιδιά αυτής της ηλικίας μαθαίνουν καλύτερα όταν βιώνουν καταστάσεις (Dewey, 193; Piaget, 1971; McIntyre, 19; Britsch, 1;German and Brenneman, ; Tenenbaum et al, ). Το θεατρικό παιχνίδι στο νηπιαγωγείο αποτελεί ένα πολύ σημαντικό διδακτικό μέσο, μέσω του οποίου τα παιδιά ζουν και γίνονται ένα με καταστάσεις που θεωρούμε σημαντικό να μάθουν (Robbins 199, Κουρετζής 1991, Werner 199, Faure Lascar 1). Κατά τη διάρκεια ενός θεατρικού παιχνιδιού τα παιδιά βιώνουν έννοιες και γεγονότα, τα οποία, υπό άλλες συνθήκες διδασκαλίας, θα ήταν δύσκολο να κατανοηθούν (Κατσαβού, 3). Τα συμπεράσματα αυτά, ότι τα παιδιά της ομάδας του Stagecast Creator φάνηκε να τα πήγαν ελαφρώς καλύτερα στην ανάπτυξη της ικανότητας της μοντελοποίησης απ ότι τα παιδιά της ομάδας του Θεατρικού Παιχνιδιού και ότι τα παιδιά της ομάδας του Θεατρικού Παιχνιδιού τα πήγαν λίγο καλύτερα στην ανάπτυξη εννοιών σχετικών με τα οικοσυστήματα απ ότι τα παιδιά της ομάδας του Stagecast Creator, μας οδηγούν στο γενικότερο συμπέρασμα ότι οι δύο τρόποι ανάπτυξης της δεξιότητας της μοντελοποίησης πρέπει να θεωρούνται συμπληρωματικοί και όχι ανταγωνιστικοί. Διδακτικές προσεγγίσεις ανάπτυξης της ικανότητας της μοντελοποίησης και εννοιολογικής κατανόησης σχετικά με τα οικοσυστήματα, σε παιδιά προσχολικής ηλικίας, θα ήταν καλό να περιλαμβάνουν τόσο τη δημιουργία μοντέλων στο Stagecast Creator όσο και τη δημιουργία μοντέλων μέσω Θεατρικού Παιχνιδιού. Αυτό, σύμφωνα με τα αποτελέσματα της έρευνας θα μεγιστοποιούσε τα αποτελέσματα τόσο της ανάπτυξης της δεξιότητας της μοντελοποίησης όσο και της εννοιολογικής κατανόησης σχετικά με τα οικοσυστήματα. Συμπερασματικά μπορούμε να πούμε ότι τόσο η ανάπτυξη εννοιολογικής γνώσης γύρω από έννοιες που αφορούν στα οικοσυστήματα όσο και η ανάπτυξη της ικανότητας μοντελοποίησης δεν μπορούν να επιτευχθούν μέσα από σύντομες διδακτικές παρεμβάσεις. Αντίθετα απαιτούν μακροχρόνιες και πολύ καλά σχεδιασμένες προσπάθειες (Papaevripidou et al, 7) που να αρχίζουν από τις χαμηλότερες βαθμίδες της εκπαίδευσης (προσχολική εκπαίδευση) και να επεκτείνονται καθ όλη τη διάρκεια της εκπαιδευτικής πορείας ενός μαθητή. Βιβλιογραφία Ελληνική Κατσαβού, Α. (). Δίκτυο για το Θέατρο στην Εκπαίδευση, Το Θέατρο στην Εκπαίδευση-Πρακτικά ου Συνεδρίου,Αθήνα, Εκδόσεις Μεταίχμιο. Κουρετζής, Λ. (1991). Το Θεατρικό Παιχνίδι. Εκδόσεις Καστανιώτη. Κυριάκου, Μ., Παπαευριπίδου, Μ., Ζαχαρία, Ζ. (). Διερεύνηση της ανάπτυξης της ικανότητας της μοντελοποίησης και της εννοιολογικής κατανόησης για τα οικοσυστήματα μαθητών προσχολικής ηλικίας μέσω του λογισμικού Stagecast 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 5
Creator και του Θεατρικού Παιχνιδιού, Αδημοσίευτη Μεταπτυχιακή Διατριβή, Πανεπιστήμιο Κύπρου, Τμήμα Επιστημών της Αγωγής, Λευκωσία. Κωνσταντίνου Κ.Π.Κ, Φερωνύμου Γ., Κυριακίδου Ε., και Νικολάου Χρ. (). Οι Φυσικές Επιστήμες στο Νηπιαγωγείο: Βοήθημα για τη Νηπιαγωγό. Υπουργείο Παιδείας και Πολιτισμού Κύπρου, Λευκωσία. Παπαευριπίδου, Μ. (). Η χρήση του λογισμικού Stagecast Creator στην ανάπτυξη δεξιοτήτων μοντελοποίησης και προγραμματισμού σε εντεκάχρονους μαθητές μέσα από τη μελέτη πολυσύνθετων οικοσυστημάτων, Αδημοσίευτη Μεταπτυχιακή Διατριβή, Πανεπιστήμιο Κύπρου, Τμήμα Επιστημών της Αγωγής, Λευκωσία. Αγγλική Britsch, S. (1). Emergent Environmental Literacy in the Nonnarrative Compositions of Kindergarten Children. Early Childhood Education Journal, Vol., No. 3. Charlesworth, R., and Lind, K.K. (1995). Maths and Science for young children ( nd ed.). Albany, N.YCharlesworth and Lind, 1995): Delmar. Constantinou, C. P. (1999). The Cocoa Microworlds as an environment for modeling physical phenomena. International Journal of Continuing Education and Life Long Learning, 9(), 1-13. Constantinide, C., Kalyfomatou, N. and Constantinou, C.P. (1). The Development of modeling s kills through computer based simulation of an ant colony. In proceeding of the Fifth International Conference on Computer Based Learning in Science, July 7 th -1 th 1, Masaryk University, Faculty of Education, Brno, Czech Republic. Crompton, R. and Mann. P. (199). The Educational Context. In Crompton, R. and Mann. P. (eds) IT Across the Primary Curriculum. London: Cassell Education. Davis, N., Desforges, C., Jessel, J., Somekh, B., Taylor, C. and Vaughan, G. (1997). Can quality in learning be enhanced through the use of IT? In Somekh, B. and Davis, N. (eds) Using Information Technology in Teaching and Learning. London: Routledge. Dewey, J. (193). Experience and education. New York: Collier Books. Faure G. and Lascar S. (1) Το θεατρικό παιχνίδι, Αθήνα, Gutenberg, 1. Gelman, R., and Breneman, K. (). Science learning pathways for young children, Early Childhood Research, vol.19, pp15-15. Grotzer, T. and Basca, B. (3). How does grasping the underlying causal structures of ecosystems impact students understanding? Journal of Biological education 3(1). Hogan, K. & Thomas, D. (1). Cognitive Comparisons of Students Systems Modeling in Ecology, Journal or Science Education and Technology, 1(), 319-35. Louca, L. and Constantinou, C. P. (in press). The use of computer-based microworlds for developing modeling skills in Physical Science: An example from light. Journal of research in Science Teaching. Monhardt, L. and Monhardt, R. (). Creating a context for the learning of science process skills through picture books. Early Childhood Education Journal, 3(1), 7-71. Papadouris, N. and Constantinou, C. P. (1). The design and development of researchbased technology enhance science curriculum. What support can we expect from 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου
communication and information tools? In A. Gagatsis (Ed.), Learning and Assessment in Mathematics and Science ( Vol. 11, p.p.19-155), University of Cyprus, Nicosia. Papaevripidou, M., Constantinou, C. P. & Zacharia, Z. C. (7-submitted). Enacting a framework for the development and assessment of the modeling ability in the elementary grades. Journal of the Learning Sciences. Papert, S. (19). Mindstorms: Children, Computers and Powerful Ideas. Brighton: The Harvester Press. Piaget, J. (1971). Science of education and the psychology of the child. New York Viking Press. Penner, E., et al (1997). Building Fuctional Models: Designing an Elbow. Journal of Research in Science Teaching, vol.3, no., pp15-13. Robbins, Β. (19). Creative Dramatics in the Language Arts Classroom, ERIC Digest Number 7. Rooms, M. (). Information and Communication Technology and Dyslexia in Townend, J. and Turner, M. (editors) Dyslexia in Practice: A Guide for Teachers. New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers. Scrimshaw, P. (1997). Computers and the teacher s role. In Somekh, B. and Davis, N. (eds) Using Information Technology in Teaching and Learning. London: Routledge. Smith, D., C. and Cypher, Al. (1999). Making programming easier for children. In A. Druin (Ed.), The Design of Children s Technology (San Francisco: Morgan Kaufmann Publishers, Inc.), 1-1. Tenenbaum R. H., et al, (). Children s learning about water in a museum and in classroom. Early Childhood Research, vol.19, pp -5. Underwood, J.D.M. (). A comparison of two types of computer support for reading development. Journal of Research in Reading, Vol. 3, no, p. 13-1. Yoon, J. and Onchwari, J.A, (). Teaching young children science. Three key points. Early Childhood Education Journal, 33(), 19-3. Werner M. (199). Θέατρο του σώματος & commedia dell arte, Θεσσαλονίκη, University Studio Press. 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 7
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Διάγραμμα 1 Προ-πειραματική φάση -Διάγνωση ικανότητας μοντελοποίησης Διαγνωστικό έργο 1.1 Διαγνωστικό έργο 1..1 Διαγνωστικό έργο 1.. Διαγνωστικό έργο 1.3.1 Διαγνωστικό έργο 1.3. Διαγνωστικό έργο 1. Διαγνωστικό έργο 1.5 Διαγνωστικό έργο 1. -Διάγνωση της εννοιολογικής κατανόησης για τα οικοσυστήματα Διαγνωστικό έργο (οικοσύστημα) Πειραματική Φάση 1) Ανάπτυξη και εφαρμογή του διδακτικού υλικού για τα οικοσυστήματα σε όλα τα παιδιά. ) Διαχωρισμός των παιδιών σε δύο ομάδες. Ανάπτυξη διδακτικού υλικού προγραμματισμού στο Stagecast Greator σε μία από τις δύο ομάδες και εμπλοκή της δεύτερης ομάδας σε παιχνίδι ρόλων. Μετά-πειραματική Φάση -Διάγνωση ικανότητας μοντελοποίησης Διαγνωστικό έργο 1.1 Διαγνωστικό έργο 1..1 Διαγνωστικό έργο 1.. Διαγνωστικό έργο 1.3.1 Διαγνωστικό έργο 1.3. Διαγνωστικό έργο 1. Διαγνωστικό έργο 1.5 Διαγνωστικό έργο 1. -Διάγνωση της εννοιολογικής κατανόησης για τα οικοσυστήματα Διαγνωστικό έργο (οικοσύστημα) -Ανάλυση δεδομένων - Εξαγωγή συμπερασμάτων 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου
Πίνακας 1: Κατηγορίες απαντήσεων, δείγματα απάντησης, και συχνότητα κατανομής των μαθητών σε κάθε κατηγορία απάντησης σε σχέση με την ικανότητα των μαθητών να ανακαλούν την πορεία που ακολούθησαν για να δημιουργήσουν και να βελτιώσουν ένα μοντέλο Κατηγορίες απαντήσεων Δείγμα απάντησης Κατανομή μαθητών ( Ν) Πριν την Μετά παρέμβαση παρέμβαση την Αναφορά της κυκλικής πορείας που ακολουθούμε κάθε φορά για να κατασκευάσουμε και να βελτιώσουμε ένα μοντέλο Αναφορά στην πορεία που ακολουθούμε χωρίς να γίνεται αναφορά στο ρόλων των άλλων παρόμοιων μοντέλων για τη βελτίωση του μοντέλου Αναφορά στην πορεία που ακολουθούμε χωρίς να γίνεται αναφορά στη σημασία που έχει πραγματικό φαινόμενο για τη βελτίωση του μοντέλου Μη αναφορά σε συγκεκριμένη πορεία «Βλέπουμε το πραγματικό ποδήλατο μετά κάμνουμε το μοντέλο μας και μετά πιάνουμε ιδέες από το αληθινό (φαινόμενο) και από άλλα μοντέλα και το κάμνουμε καλύτερο» «Βλέπουμε το αληθινό και κάμνουμε το μοντέλο μας, μετά ξαναβλέπουμε το αληθινό και το κάμνουμε καλύτερο» «Βλέπουμε το αληθινό και φτιάχνουμε το μοντέλο, μετά βλέπουμε άλλα ποδήλατα ( μοντέλα) και πιάνουμε πράγματα που τζείνα (εκείνα) και κάμνουμε το μοντέλο μας πιο καλό. «τα μοντέλα μας κάμνουμε τα με διάφορα πράγματα και πάνω στη κόλλα» ν=13 ν=13 ν=13 ν=13 - - 9 7 - - 3 5 1 1 1 11 1 - - 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 9
1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 9
Πίνακας : Κατηγορίες απαντήσεων, δείγματα απάντησης και συχνότητα κατανομής των μαθητών σε κάθε κατηγορία απάντησης σε ερωτήσεις που αφορούσαν στην κατανόηση των πληθυσμιακών σχέσεων μεταξύ των οργανισμών ενός οικοσυστήματος Κατηγορίες απαντήσεων Δείγμα απάντησης Κατανομή μαθητών ( Ν) Πριν την Μετά παρέμβαση παρέμβαση την Αναγνώριση της ανάγκης η ομάδα των λαγών να είναι μεγαλύτερη πληθυσμιακά από την ομάδα των αλεπούδων για να βρίσκουν φαΐ οι αλεπούδες. -Προοδευμένη αιτιολογική σκέψη (Advanced causal thinking) Αναγνωρίζουν ότι οι λαγοί πρέπει να είναι περισσότεροι αλλά δεν δικαιολογούν ορθά την απάντηση τους. -Βασική αιτιολογική σκέψη (Basic causal thinking) Δεν αναγνωρίζουν την ανάγκη οι λαγοί να είναι περισσότεροι για να έχουν οι αλεπούδες φαγητό. Κάποιες φορές προσπαθούν λανθασμένα να αιτιολογήσουν την λανθασμένη απάντηση που έδωσαν. -Μη αναπτυγμένη αιτιολογική σκέψη. «Οι λαγοί για να έχουν τροφή οι αλεπούδες» «Οι λαγοί γιατί φαίνονται πάρα πολλοί» «Οι αλεπούδες γιατί είναι πιο δυνατές» «Οι αλεπούδες που τρώνε τις κότες» - - 11 13 9-5 - - 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 91
(Non causal thinking) Πίνακας 3: Ομοιότητες και διαφορές ανάμεσα στους δύο τρόπους μοντελοποίησης όσον αφορά στην ανάπτυξη των επιμέρους ικανοτήτων που συνθέτουν την ικανότητα της μοντελοποίησης Επιμέρους ικανότητες Κατασκευή μοντέλου. Ομοιότητες - Βασικός στόχος η δημιουργία μοντέλου. - Ακολουθούν τα στάδια για δημιουργία και βελτίωση μοντέλου. Ομάδα SC - χρησιμοποιούν εικονικούς χαρακτήρες - παρακολουθούν την εξέλιξη των ρόλων - δουλεύουν σε δυάδες - παρακολουθούν την εξέλιξη όλων των ρόλων -δημιουργούν κανόνες - εύκολη πρόσβαση σε προηγούμενα μοντέλα - ενθουσιασμός αρχικά, μετά κούραση Διαφορές Ομάδα ΘΠ - τα παιδιά γίνονται χαρακτήρες -βιώνουν τους ρόλους - δουλεύουν με ολόκληρη την τάξη - βιώνουν την εξέλιξη κυρίων των ρόλων που υποδύονται - δημιουργούν ρόλους -δύσκολη πρόσβαση σε προηγούμενα μοντέλα - συνεχής ενθουσιασμός Άντληση πληροφοριών από το μοντέλο. Άντληση πληροφοριών μέσα από το μοντέλο - Άντληση πληροφοριών από το μοντέλο στην ολότητα του - Άντληση πληροφοριών κυρίως από τους ρόλους που είχα οι ίδιοι και από τις αλληλεπιδράσεις των ρόλων αυτών. Σύγκριση του μοντέλου με το φυσικό φαινόμενο και με άλλα μοντέλα του ιδίου φαινομένου με σκοπό την άντληση πληροφοριών για βελτίωση του μοντέλου Παρατήρηση του φυσικού φαινομένου και άλλων μοντέλων και άντληση πληροφοριών με σκοπό τη βελτίωση του υπό δημιουργία μοντέλου - Το μοντέλο ήταν έτοιμο και απλώς πρόσθεταν την νέα πληροφορία - Χρονοβόρα η διαδικασία δημιουργίας του κανόνα στο SC για σκοπούς ένταξης νέας πληροφορίας - Χρονοβόρα διαδικασία αναδημιουργίας του μοντέλου με σκοπό την ένταξη της νέας πληροφορίας - Εύκολη η διαδικασία δημιουργίας ή τροποποίησης ρόλου για σκοπούς ένταξης νέας πληροφορίας 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 9
Αναστοχασμός της πορείας που ακολούθησαν για να δημιουργήσουν το μοντέλο τους. - Αναφορά στα στάδια καθαυτά - Σύγχυση των σταδίων με την διαδικασία αναδημιουργίας του μοντέλου για ένταξη της νέας πληροφορίας Συνειδητοποίηση της προσφοράς του μοντέλου στην κατανόηση του υπό μελέτη φαινομένου. Κατανόηση της προσφοράς των μοντέλων 1 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 93