ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ Πλεύση βύθιση, εκπαιδευτικό λογισμικό, εναλλακτικές ιδέες, πειράματα, δραματοποιημένο σενάριο.

«Ο ΦΕΛΟΥΛΗΣ ΚΑΙ Ο ΣΙΔΕΡΟΥΛΗΣ ΣΤΗΝ ΠΙΣΙΝΑ»: ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ ΜΕ ΔΡΑΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΟ ΣΕΝΑΡΙΟ, ΓΙΑ ΤΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΤΗΣ ΠΛΕΥΣΗΣ-ΒΥΘΙΣΗΣ, ΚΑΤΑΛΛΗΛΟ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΧΟΛΙΚΗ ΚΑΙ ΠΡΩΤΗ ΣΧΟΛΙΚΗ ΗΛΙΚΙΑ Σοφία Πλιάσα Νηπιαγωγός, sof37@yahoo.com, Νίκος Φαχαντίδης Επ. Καθηγητής ΠΔΜ-ΠΤΔ, nfaxanti@uowm.gr Πέτρος Καριώτογλου Καθηγητής ΠΔΜ-ΠΤΝ, pkariotog@uowm.gr Παιδαγωγική Σχολή Πανεπιστημίου Δυτικής Μακεδονίας ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην εργασία αυτή παρουσιάζουμε μια διδακτική πρόταση για το φαινόμενο της πλεύσης-βύθισης, η οποία είναι εναρμονισμένη τόσο με τις αρχές των νέων προγραμμάτων σπουδών, για μάθηση μέσα από δημιουργικούς και παιγνιώδεις τρόπους, όσο και με τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της σκέψης των παιδιών προσχολικής ηλικίας. Συγκεκριμένα αναπτύξαμε ένα εκπαιδευτικό λογισμικό, στο οποίο τα παιδιά μπορούν να διερευνήσουν το φαινόμενο της πλεύσης-βύθισης, μέσα από πειράματα διαφορετικών παραμέτρων, τα οποία προσφέρουν συνθήκες κατάλληλες που θα διευκολύνουν το μετασχηματισμό των εναλλακτικών ιδεών των μαθητών σε γνώση επιστημονικής βάσης. Με στόχο να δημιουργηθεί μια «αληθινή», κατά τη λογική των παιδιών, αναπαράσταση του φαινομένου, το σενάριο του λογισμικού βασίζεται σε δραματοποιημένες δραστηριότητες με ήρωες οικεία αντικείμενα του περιβάλλοντός τους και διερευνητικές δραστηριότητες με προσομοίωση πειραμάτων που ωθούν προς την επιστημονική γνώση. Η παράλληλη λειτουργία των δραματοποιημένων δραστηριοτήτων και των προσομοιώσεων πιστεύουμε ότι αποτελεί Διδακτική πρόταση που συνδυάζει επιτυχώς τα θετικά στοιχεία των δύο προσεγγίσεων, ώστε να οδηγεί τα παιδιά, μέσα από τη δική τους οπτική, στην επιστημονική γνώση. Τα αποτελέσματα της πιλοτικής εφαρμογής του λογισμικού σε 12 νήπια είναι ενθαρρυντικά. ABSTRACT In this work we present an instructive proposal for the phenomenon of floating sinking, which is not only harmonised with the principals of new programs of study, that promote learning through creativity, but also with the particular characteristics of children of preschool age. Concretely, we developed an educational software, in which children can investigate the phenomenon of floating sinking, through experiments of different parameters, which offer conditions suitable that will facilitate the transformation of alternative ideas of students in knowledge of scientific base. In order to be created a "genuine", close to the logic of children, representation of the phenomenon, the script of software is based on dramatised activities with heroes that are familiar objects of their environment and exploratory activities with simulation of experiments that they prompt to a scientific knowledge. The parallel operation of dramatised activities and simulations we believe that it constitutes Instructive proposal that combines successfully the positive elements of those two approaches, in order to lead children, through their own optics, to the scientific knowledge. The results of pilot application of that software in 12 preschool aged children are encouraging. ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ Πλεύση βύθιση, εκπαιδευτικό λογισμικό, εναλλακτικές ιδέες, πειράματα, δραματοποιημένο σενάριο. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η διδασκαλία των Φυσικών Επιστημών (ΦΕ) σε παιδιά προσχολικής και πρώτης σχολικής ηλικίας έχει ως βασικό στόχο, αφενός την άσκηση των δεξιοτήτων των παιδιών και αφετέρου την εισαγωγή τους σε βασικές έννοιες και αρχές των ΦΕ. Μολονότι η παρουσίαση των φυσικών φαινομένων σε αυτές τις ηλικίες έχει αντικειμενικές δυσκολίες, οι οποίες προκύπτουν από τη συνθετότητα του περιεχομένου τους αλλά και από τις νοητικές δομές των

παιδιών και τις διαισθητικές τους αντιλήψεις που απορρέουν από τις εμπειρίες τους, η διδασκαλία τους κρίνεται ιδιαίτερα σημαντική. Δημιουργώντας κατάλληλες συνθήκες και προϋποθέσεις για να έρθουν τα παιδιά σε επαφή με τα φυσικά φαινόμενα, τα βοηθούμε να αποκτήσουν θετικές στάσεις απέναντι στην επιστήμη. Αξιοποιώντας την τάση τους για παρατήρηση και διερεύνηση, καθώς επίσης και την επιθυμία τους για ενασχόληση με τη φύση, τα ωθούμε σε μία πρώιμη εισαγωγή στον κόσμο της επιστήμης, που αργότερα θα τα βοηθήσει να αντιληφθούν ευκολότερα και αμεσότερα τις επιστημονικές διαστάσεις των φυσικών φαινομένων και να κατακτήσουν τις ρεαλιστικές τους δομές (Eshach 2006 ). ΤΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ Ο ρόλος που μπορεί να διαδραματίσει το εκπαιδευτικό λογισμικό στην εκπαιδευτική διαδικασία είναι ιδιαίτερα ουσιαστικός και σημαντικός. Δημιουργεί ένα περιβάλλον που είναι σε θέση να διευκολύνει τη διαδικασία της μάθησης και να προωθήσει το ρόλο του εκπαιδευτικού, δρώντας υποστηρικτικά για τον μαθητή. Ειδικά σε ότι αφορά τις μικρές ηλικίες, η χρήση του εκπαιδευτικού λογισμικού ως εργαλείο για την εκμάθηση εννοιών, κρίνεται σκόπιμη. Τα πολυμέσα, συνδυάζοντας κείμενο, γραφικά, ήχο, βίντεο και κίνηση, δεν κάνουν μόνο ελκυστικές τις εφαρμογές, αλλά κυρίως τις παρουσιάζουν με ρεαλισμό και παραστατικότητα. Η οπτικοποίηση και η εικονική αναπαράσταση της πληροφορίας θεωρείται τακτική που διευκολύνει τη μάθηση σε όλες τις βαθμίδες και σε όλες τις δραστηριότητες καθώς οι οπτικοποιημένες πληροφορίες συνεισφέρουν στην καλλιέργεια της αντίληψης που αναπτύσσεται μέσα από την παρατήρηση, τη μνήμη, την φαντασία. (Ράπτης Αρ : & Ράπτη Αθ., 2001) Το μαθησιακό περιβάλλον που υποστηρίζουν τα εκπαιδευτικά λογισμικά εμπλέκει τους μικρούς μαθητές σε διαδικασίες διερεύνησης και επίλυσης προβλημάτων, μέσα από διαφορετικές οδούς, προωθώντας την ανάπτυξη της κριτικής σκέψης και της εφευρετικότητας. Επιπρόσθετα, τα λογισμικά διευκολύνουν την αλληλεπίδραση και τη συνεργασία καθώς υποστηρίζουν και συχνά απαιτούν την εργασία σε ομάδες (Δαφέρμου κ.α. 2006). Τα παιδιά μέσα από την ενασχόληση τους με τα λογισμικά αποκτούν το αίσθημα του ελέγχου, καθώς είναι σε θέση να πειραματισθούν με τις μεταβλητές, τα δεδομένα και μέσα σε διαδραστικά περιβάλλοντα να αντιληφθούν και να διορθώσουν τα λάθη τους. Το λογισμικό αξιοποιεί τα ενδεχόμενα λάθη των παιδιών και μέσα από λογικές για αυτά διαδικασίες, τα οδηγεί στην ανακάλυψη της νέας γνώσης, καθώς του παρέχεται η δυνατότητα της επανάληψης σε ίδιες ή διαφοροποιημένες συνθήκες, καλλιεργώντας τη φαντασία και τη δημιουργικότητά τους (Ντολιοπούλου 1999, Μικρόπουλος 2006). Επιπρόσθετα, είναι σε θέση να διαχειριστούν μεγάλη ποικιλία υλικών, έχοντας με τον τρόπο αυτό την ευκαιρία να κάνουν συγκρίσεις, να ομαδοποιήσουν και τελικά να αποδώσουν κοινά γνωρίσματα σε υλικά, βάσει των χαρακτηριστικών τους. ΤΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΤΗΣ ΠΛΕΥΣΗΣ ΒΥΘΙΣΗΣ Σύμφωνα με την αρχή του Αρχιμήδη κάθε αντικείμενο το οποίο βυθίζεται μέσα σε υγρό, δέχεται από αυτό μία κατακόρυφη, με φορά προς τα πάνω δύναμη, που ονομάζεται άνωση. Η δύναμη της άνωσης ισούται με τον βάρος του υγρού που εκτοπίζεται από το προς βύθιση αντικείμενο. Έτσι λοιπόν γίνεται αντιληπτό, ότι η πλεύση βύθιση των σωμάτων εξαρτάται από δύο αντίθετες δυνάμεις, οι οποίες είναι το βάρος του προς βύθιση αντικειμένου, μια δύναμη

κατακόρυφη προς τα κάτω, και η άνωση που αυτό δέχεται από το υγρό υποδοχής, η οποία είναι δύναμη κατακόρυφη προς τα πάνω. Μελετώντας το φαινόμενο της πλεύσης βύθισης σωμάτων, ερχόμαστε αντιμέτωποι με τις εξής τρεις περιπτώσεις: - το βάρος του αντικειμένου να είναι μεγαλύτερο από την άνωση που δέχεται από το υγρό - το βάρος του αντικειμένου να είναι μικρότερο από την άνωση - το βάρος του αντικειμένου να είναι ακριβώς ίδιο με την άνωση που δέχεται οπότε και βυθίζεται χωρίς όμως να ακουμπάει στον πάτο του δοχείου. (Καριώτογλου 2006) Ένας άλλος τρόπος για να μελετήσουμε την πλεύση βύθιση των σωμάτων είναι να συγκρίνουμε την πυκνότητα του βυθιζόμενου σώματος με αυτήν του υγρού: αν η πυκνότητα του σώματος είναι μεγαλύτερη αυτής του υγρού, το σώμα βυθίζεται. Αν η πυκνότητα του σώματος είναι ίση αυτής του υγρού, το σώμα αιωρείται βυθισμένο στο υγρό. Τέλος αν η πυκνότητα του σώματος είναι μικρότερη αυτής του υγρού, το σώμα επιπλέει με ένα μέρος του έξω από το υγρό. ΟΙ ΙΔΕΕΣ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΛΕΥΣΗ ΒΥΘΙΣΗ Οι δυσκολίες που αντιμετωπίζουν τα παιδιά για την κατανόηση του φαινομένου της πλεύσης βύθισης των σωμάτων είναι ανάλογες των χαρακτηριστικών της σκέψης τους. Έτσι, εξαιτίας της τάσης που έχουν να αποδίδουν ανθρώπινα γνωρίσματα και συμπεριφορές στα αντικείμενα συχνά αποδίδουν την πλεύση-βύθιση τους, σε στοιχεία ανθρωπομορφισμού. Συγκεκριμένα, παιδιά μέχρι έξι χρονών, δικαιολογούν πως ένα αντικείμενο βουλιάζει γιατί δεν ξέρει να κολυμπάει, ενώ αντίστοιχα επιπλέει γιατί ξέρει κολύμπι (Dentici et al. 1984). Σε παρόμοιες ηλικίες τα παιδιά, χρησιμοποιούν και ηθικά αίτια για την απόδοση του φαινομένου, δηλώνοντας πως ένα αντικείμενο επιπλέει ή βυθίζεται γιατί έτσι είναι σωστό ή γιατί έτσι πρέπει να κάνει (Selley 1993). Επιπλέον συνηθίζουν, κάνοντας αυθαίρετες ομαδοποιήσεις, να θεωρούν πως τα βαριά αντικείμενα βυθίζονται ενώ τα ελαφριά επιπλέουν δικαιολογώντας συχνά πως ένα αντικείμενο είναι αρκετά βαρύ ώστε το νερό δεν μπορεί να το σηκώσει. (Hava Nuutinen 2005). Αντίστοιχα επειδή συγχέουν τη γενικευμένη έννοια μέγεθος με αυτή του βάρους κατατάσσουν τα μεγάλα αντικείμενα σε εκείνα που βυθίζονται και τα μικρά στα επιπλέοντα (Hewson & Hewson 1983). Οι ιδέες αυτές δικαιολογούνται από τη γενικευμένη εναλλακτική άποψη ότι τα βαριά σώματα πέφτουν γρηγορότερα, άρα αυτή στην περίπτωση της πλεύσης βύθισης εύκολα μετασχηματίζεται στην άποψη «τα βαριά (μεγάλα) σώματα βυθίζονται και τα ελαφρά (μικρά) επιπλέουν». Έτσι σε έρευνα που πραγματοποιήθηκε σε παιδιά δημοτικού, διαπιστώθηκε πως αυτά θεωρούν πως ένα μεγάλο κομμάτι κερί βυθίζεται ή επιπλέει σε χαμηλό επίπεδο, ενώ αντίστοιχα ένα μικρότερο κομμάτι του ίδιου κεριού επιπλέει στην επιφάνεια (Driver et al. 2000). Η άποψη αυτή μπορεί να αντιμετωπισθεί με εποικοδομητική προσέγγιση, με τη στρατηγική της γνωστικής σύγκρουσης. Να δουν δηλαδή τα παιδιά ότι ένα σώμα πλέει ή βυθίζεται ανάλογα με το υλικό του και όχι με το βάρος / μέγεθος. Λιγότερο συχνά, παιδιά μεγαλύτερων ηλικιών, αποδίδουν την πλεύση αντικειμένων στην άνωση, χωρίς να μπορούν να εκφράσουν με ακρίβεια τον ορισμό της, δηλώνοντας όμως επαρκώς, ότι το αντικείμενο το σπρώχνει μία δύναμη προς τα πάνω, η οποία και δεν του επιτρέπει τη βύθιση (Dentici et al. 1984) Αναφορικά με την ύπαρξη κοιλοτήτων στα αντικείμενα, τα παιδιά αναγνωρίζουν ως επιπλέοντα τα αντικείμενα που έχουν κοιλότητες και σχήμα παρόμοιο με εκείνο μιας βάρκας,

ανεξάρτητα από το υλικό τους. Αντίστοιχα, σε έρευνα που πραγματοποιήθηκε σε παιδία πρωτοσχολικής ηλικίας, δήλωσαν πως αντικείμενα που έχουν τρύπες, επιπλέουν αρχικά, ενώ στη συνέχεια βυθίζονται (Kawasaki et al. 2004 ) Γενικά, η πλειονότητα των παιδιών στην προσπάθεια της να αποδώσει αίτια στην πλεύση/βύθιση των αντικειμένων καταφεύγει σε επεξηγήσεις διαφορετικές για κάθε αντικείμενο, χωρίς να είναι σε θέση να αποδώσει μία εξήγηση κοινή για αντικείμενα παρόμοιων χαρακτηριστικών (Driver et al. 2000). ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΤΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Οι παραπάνω εναλλακτικές ιδέες είναι ισχυρά εδραιωμένες στα παιδιά και τους δυσκολεύουν στην κατανόηση της επιστημονικής γνώσης, μετά από παραδοσιακή διδασκαλία. Για να αντιμετωπίσουμε αυτές τις δυσκολίες αναπτύξαμε ένα λογισμικό, με στόχους τα παιδιά να είναι σε θέση να κατανοήσουν : - ότι υπεύθυνο για την πλεύση ή βύθιση ενός σώματος είναι το υλικό του - την έννοια της πυκνότητας, έστω και πρόδρομα (Ravanis et al. 2008), και πόσο αυτή τελικά επηρεάζει την πλεύση ή βύθιση ενός σώματος - ότι σώματα που επιπλέουν στο νερό είναι πιο ελαφριά από τον ίδιο όγκο νερού ενώ όσα βυθίζονται είναι πιο βαριά. - ότι το μέγεθος του σώματος δε διαφοροποιεί την ενδεχόμενη πλεύση/βύθιση του - ότι το σχήμα υλικού που βυθίζεται δεν μπορεί να αλλάξει την κατάσταση βύθισης του, παρά μόνο αν σχηματιστούν σε αυτό κοιλότητες έτσι ώστε το σώμα να πάρει τη μορφή πλεούμενου - ότι η ποσότητα ή το βάθος του υγρού βύθισης δεν επηρεάζει την κατάσταση πλεύσης ή βύθισης ενός σώματος Για την επίτευξη των παραπάνω στόχων σχεδιάστηκε μία σειρά προσομοιωμένων καταστάσεων και προβλημάτων ενταγμένων σε σενάριο κατάλληλο για παιδιά αυτού του ηλικιακού φάσματος. Παράλληλα σχεδιάστηκε και δραματοποιημένο σενάριο με παθήματα ηρώων. Οι δραστηριότητες του σεναρίου σχεδιάστηκαν έτσι, ώστε να είναι εφικτή η ανίχνευση των εναλλακτικών ιδεών των παιδιών, αλλά και η δυνατότητα προβλέψεων, οι οποίες ή θα επαληθευτούν ή θα διαψευστούν μέσα από έλεγχο των αποτελεσμάτων των συλλογισμών τους. Με τον τρόπο αυτό θα πραγματοποιηθεί γνωστική σύγκρουση καθώς η σύγκριση θα οδηγήσει σε γνώσεις πιο κοντά στις επιστημονικές. Το σενάριο του λογισμικού μέσα από διερευνητικού τύπου διαδικασίες όπως καταστάσεις πειραματισμού και ελέγχου υποθέσεων βοηθάει τα παιδιά, να έρθουν σε σταδιακή γνωριμία με τους παράγοντες εκείνους που επηρεάζουν την πλεύση ή βύθιση ενός σώματος. Κύριος ήρωας του λογισμικού είναι ο Γιώργος, και είναι αυτός που διηγείται μία ιστορία της οποίας ήταν μάρτυρας και η οποία δίνει το έναυσμα της έρευνας του για το φαινόμενο της πλεύσης βύθισης των σωμάτων. Σε αυτή την έρευνα ζητά τη βοήθεια των παιδιών / χρηστών του λογισμικού. Η ιστορία που αφηγείται ο Γιώργος αναφέρεται στον Φελούλη (ο οποίος είναι από φελλό ) και τον Σιδερούλη (που είναι από σίδερο). Οι δύο φίλοι θέλουν να κολυμπήσουν σε μία πισίνα, ο Φελούλης βουτάει στην πισίνα και καταφέρνει να κολυμπήσει καθώς επιπλέει, ο Σιδερούλης όμως δεν τα καταφέρνει και βουλιάζει (εικ. 1). Ο Σιδερούλης έχει σχεδιαστεί μεγαλύτερος από τον Φελούλη προκειμένου τα παιδιά που θεωρούν ότι τα μεγαλύτερα αντικείμενα βυθίζονται να μπορέσουν να έρθουν αντιμέτωπα με τα αποτελέσματα της σκέψης του και να μέσα από τη γνωστική σύγκρουση που θα

ακολουθήσει να την ξεπεράσουν. Το παιδί / χρήστης, καλείται να αιτιολογήσει τη βύθιση του Σιδερούλη επιλέγοντας, με χρήση του ποντικιού, μια από τρεις πιθανές αιτίες που του δίνονται: Ο Σιδερούλης είναι χοντρούλης και βυθίζεται / Ο Σιδερούλης είναι από σίδερο και βυθίζεται / Ο Σιδερούλης είναι γκρι και βυθίζεται Ανάλογα με την επιλογή πάνω στην οποία θα κάνει κλικ το παιδί, εξελίσσεται αντίστοιχα και το σενάριο της ιστορίας. Η ιστορία τελειώνει μόλις οι ήρωες εξαντλήσουν όλες τις πιθανές αιτίες βύθισης του Σιδερούλη και καταλήξουν στο συμπέρασμα πως ο Σιδερούλης βουλιάζει επειδή είναι φτιαγμένος από σίδερο. Βασικός στόχος της οθόνης αυτής, είναι να αντιληφθεί ο χρήστης, μέσα από προβλέψεις, δοκιμές και θέαση μελέτη των αποτελεσμάτων των πειραματισμών, ότι το μέγεθος / βάρος ενός αντικειμένου / υλικού δεν είναι αυτό που επηρεάζει την κατάσταση πλεύσης ή βύθισης του, αλλά το υλικό του. Ο Γιώργος στη συνέχεια, προτρέπει τα παιδιά να τον βοηθήσουν να ανακαλύψει το λόγο για τον οποίο κάποια υλικά επιπλέουν ενώ άλλα βυθίζονται. Έτσι, μεταφέρονται στο εικονικό περιβάλλον του δωματίου του (εικ. 2), στο οποίο θα πειραματιστούν ρίχνοντας σε μια γυάλα, κύβους ίσου μεγέθους από διαφορετικά υλικά, ώστε να διαπιστώσουν ποια επιπλέουν και ποια βυθίζονται. Όταν οι κύβοι τακτοποιηθούν στα ράφια ο ήρωας/ Γιώργος, διατυπώνει το συμπέρασμα πως οι κύβοι που βυθίζονται είναι πιο βαριοί από εκείνους που επιπλέουν και προτρέπει τα παιδιά να δοκιμάζουν να τους ζυγίσουν. Εικόνα 1: Οθόνη πισίνα Εικόνα 2 : Οθόνη δωμάτιο Σε αυτή την οθόνη (εικ. 3) λοιπόν τα παιδιά καλούνται με χρήση μίας ζυγαριάς, να πραγματοποιήσουν πειράματα ζύγισης - σύγκρισης. Συγκεκριμένα, πρόκειται να ζυγίσουν - συγκρίνουν το βάρος των κύβων από την προηγούμενη οθόνη με το βάρος ίδιο κύβου νερού. Με τη βοήθεια της οθόνης αυτής, τα παιδιά θα προσεγγίσουν πρόδρομα την έννοια της πυκνότητας. Μόλις τελειώσει αυτή η διαδικασία ο ήρωας παρουσιάζει στα παιδιά τον συνειρμό του, ο οποίος αφορά στη σύγκριση του αποτελέσματος της ζύγισης των κύβων και της πλεύσης/βύθισης των κύβων. Το συμπέρασμα στο οποίο καταλήγει είναι πως οι κύβοι / υλικά που επιπλέουν στο νερό, είναι αυτά που ζυγίζουν λιγότερο από έναν ίδιο κύβο νερού, ενώ αντίστοιχα εκείνοι που βυθίζονται ζυγίζουν περισσότερο από έναν ίδιο κύβο νερού. Με τη βοήθεια αυτής της οθόνης τα παιδιά μπορούν να κατανοήσουν την έννοια της πυκνότητας, κύριο παράγοντα της πλεύσης/βύθισης των σωμάτων. Στη συνέχεια ο Γιώργος ζητάει από τα παιδιά να πειραματιστούν και με άλλα υλικά. Βρίσκονται πάλι στο δωμάτιο του όπου, ρίχνουν στη γυάλα με το νερό ένα κομμάτι πλαστελίνη, το οποίο και βυθίζεται. Με τη βοήθεια του ποντικιού αλλάζουν το σχήμα της προσπαθώντας να δουν αν υπάρχει τρόπος να την κάνουν να επιπλεύσει. Η πλαστελίνη βυθίζεται συνέχεια, μέχρι τα παιδιά να της δώσουν μορφή παρόμοια με αυτή μιας βάρκας,

οπότε και επιπλέει. Αυτό που επιτυγχάνεται με την οθόνη αυτή, είναι τα παιδιά να αντιληφθούν ότι το σχήμα δεν επηρεάζει τη βύθιση ενός σώματος, παρά μόνο στην περίπτωση που δώσουμε στο προς βύθιση υλικό σχήμα με κοιλότητα ώστε να μοιάζει με βάρκα. (εικ. 4) Εικόνα 3 : Οθόνη ζυγαριά Εικόνα 4: Οθόνη πλαστελίνη Στην επόμενη οθόνη το παιδί / χρήστης παρακολουθεί τον Γιώργο να βρίσκεται πάνω σε ένα καράβι, το οποίο είναι από σίδερο και επιπλέει. Κρατάει στο χέρι του έναν κύβο από σίδερο που θα ρίξει στη θάλασσα. Ο κύβος δεν καταφέρνει να επιπλεύσει καθώς δεν του το επιτρέπει το σχήμα του. Με τον τρόπο αυτό επαληθεύεται ρεαλιστικά το συμπέρασμα του πειράματος με την πλαστελίνη ( εικ.5). Εικόνα 5: Οθόνη πλοίο Εικόνα 6 : Οθόνη αυγό Η επόμενη οθόνη έχει σκοπό να αντιμετωπίσει την άποψη των παιδιών, ότι το μέγεθος του δοχείου με το υγρό, στο οποίο πραγματοποιείται πλεύση ή βύθιση αντικειμένων δεν επηρεάζει το επίπεδο στο οποίο ένα αντικείμενο επιπλέει. Για το σκοπό αυτό σχεδιάστηκαν δύο γυάλες διαφορετικού μεγέθους στις οποίες τα παιδιά οδηγούν και αφήνουν με χρήση του ποντικιού, τους κύβους των υλικών για να διαπιστώσουν το αποτέλεσμα, ότι δηλαδή η κατάσταση της πλεύσης ή βύθισης των κύβων δεν επηρεάζεται από το μέγεθος της γυάλας, παρά είναι ακριβώς το ίδιο και στις δύο. Στην οθόνη που ακολουθεί τα παιδιά πρόκειται να διεξάγουν το πείραμα με το αυγό και το αλατόνερο. Η οθόνη αυτή θα τα βοηθήσει, να κατανοήσουν ότι το είδος του υγρού (στην πραγματικότητα η πυκνότητα του υγρού υποδοχής των αντικειμένων) επηρεάζει την κατάσταση πλεύσης ή βύθισης τους, να κατανοήσουν δηλαδή πως η πλεύση / βύθιση ενός υλικού είναι συνάρτηση της πυκνότητας του υγρού στο οποίο ρίχνεται. Τα παιδιά οδηγούν αρχικά το αυγό σε ένα ποτήρι με νερό, όπου διαπιστώνεται η βύθιση του. Παράλληλα παρατηρούν το αποτέλεσμα της ζύγισης ίδιου όγκου νερού με το αυγό για να βεβαιωθούν πως το νερό είναι όντως πιο ελαφρύ από το αυγό και για το λόγο αυτό, το αυγό βυθίζεται.

Αυτό επαναλαμβάνεται καθώς τα παιδιά σταδιακά προσθέτουν αλάτι στο νερό, μέχρι τελικά το αυγό να επιπλεύσει. (εικ.6) Η τελευταία σελίδα του λογισμικού είναι η ανακεφαλαίωση των όσων έχουν αποκαλυφθεί στα παιδιά μέσα από τα πειράματα των προηγούμενων ενοτήτων του λογισμικού. Ο Γιώργος θυμίζει στα παιδιά τους βασικούς παράγοντες πλεύσης ή βύθισης των αντικειμένων μέσα από animation clips τα οποία αποκαλύπτονται στα παιδιά. Στο λογισμικό αυτό επιχειρήσαμε να αντιμετωπίσουμε ορισμένες από τις σημαντικότερες εναλλακτικές μικρών μαθητών για τα φαινόμενα πλεύσης βύθισης. Δεν θεωρούμε ότι όλοι οι μαθητές θα αλλάξουν όλες τις εναλλακτικές ιδέες τους προς επιστημονικές, ούτε ότι οι προτεινόμενες παρεμβάσεις είναι οι μοναδικές ή ότι δεν είναι πιθανό να δημιουργήσουν καινούργιες δυσκολίες. Π.χ. το βάρος ως έννοια συγχέεται με τον όγκο και το μέγεθος των σωμάτων, αυτό όμως δεν μας δημιουργεί πρόβλημα γιατί όπως και αν το θεωρήσουν υπάρχει εναλλακτική σ αυτή τη θεώρηση, που μπορεί να αντιμετωπισθεί. Η εφαρμογή του λογισμικού θα δείξει στην πράξη τη λειτουργικότητά του, που είναι σημαντικό στοιχείο ειδικά λόγω της μικρής ηλικίας των παιδιών, αλλά και την αποτελεσματικότητά του. ΠΙΛΟΤΙΚΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ Το λογισμικό «Ο Φελούλης και ο Σιδερούλης στην πισίνα» εφαρμόστηκε πιλοτικά σε δώδεκα παιδιά προσχολικής ηλικίας 5,5 6 χρονών. Έξι από αυτά ήταν αγόρια και έξι κορίτσια. Τα μισά παιδιά εργάστηκαν ατομικά στο λογισμικό και τα άλλα μισά σε τρεις ομάδες των δύο. Σκοπός της ενέργειας αυτής ήταν να διαπιστωθεί αν και κατά πόσο κατά την εφαρμογή του λογισμικού δίνονταν στα παιδιά ευκαιρίες αλληλεπίδρασης. Πριν από την εφαρμογή του λογισμικού, τα παιδιά υποβλήθηκαν σε Pre-Test δώδεκα κοινών ερωτήσεων. Οι ερωτήσεις που περιείχε το Pre-Test αφορούσαν στις δραστηριότητες πειράματα του λογισμικού και είχαν σκοπό τη διερεύνηση των απόψεων των παιδιών αναφορικά με το φαινόμενο της πλεύσης-βύθισης. Οι απαντήσεις και οι αιτιολογήσεις των τους καταγράφηκαν, για να συγκριθούν με εκείνες του Post-Test στο οποίο υποβλήθηκαν μετά την εφαρμογή του λογισμικού. Το Post-Test αποτελούσαν οι ίδιες, με το Pre-Test, δώδεκα ερωτήσεις, οι οποίες φαίνονται στο ΠΑΡΑΤΗΜΑ. Οι απαντήσεις στις ερωτήσεις των τεστ ήταν πολλαπλής επιλογής και δόθηκαν εικονογραφημένες στα παιδιά, για να μπορούν εύκολα να περάσουν στην οπτική αναπαράσταση των ερωτήσεων αλλά και των δοσμένων επιλογών. Τα δώδεκα παιδιά είχαν επαρκείς γνώσεις και δεξιότητες χειρισμού του ηλεκτρονικού υπολογιστή, κατά συνέπεια δεν αντιμετώπισαν καμία επιπλέον δυσκολία κατά την εφαρμογή του λογισμικού, και όλη η προσοχή και η προσπάθεια τους αφορούσε αποκλειστικά και μόνο τα θέματα διαπραγμάτευσης του λογισμικού. Δύο μήνες περίπου πριν την επαφή τους με το λογισμικό, είχαν ασχοληθεί με το φαινόμενο της πλεύσης- βύθισης, αλλά μόνο στο επίπεδο της διαπίστωσης ότι κάποια σώματα επιπλέουν και κάποια βυθίζονται μέσα από πειραματισμό, χωρίς όμως να γίνει εμβάθυνση στους λόγους που προκαλούν το φαινόμενο. Η οθόνη στην οποία τα παιδιά έδειξαν περισσότερο ενδιαφέρον και διάθεση συμμετοχής, ήταν η οθόνη με την πισίνα, κατά την οποία εκτυλίσσεται η ιστορία του Σιδερούλη και του Φελούλη. Αυτό αποδίδεται στο γεγονός πως η συγκεκριμένη οθόνη περιείχε τα περισσότερα δραματοποιημένα στοιχεία και καθώς τα παιδιά διασκεδάζουν ιδιαίτερα με την παρακολούθηση κινούμενων σχεδίων και την ακρόαση παραμυθιών, παρακολουθούσαν και διαμόρφωναν με χαρά την πλοκή της συγκεκριμένης οθόνης. Το

γεγονός ότι είχαν τη δυνατότητα να διαμορφώσουν την εξέλιξη της ιστορίας, τους δημιούργησε το αίσθημα του ελέγχου και τόνωσε το ενδιαφέρον και την ανυπομονησία για την ανεύρεση της αιτίας της βύθισης του Σιδερούλη αλλά και για την υπόλοιπη εξέλιξη του λογισμικού. Η οθόνη που περισσότερο δυσκόλεψε τα παιδιά, ήταν εκείνη με τη ζυγαριά. Τα παιδιά καθώς δεν είχαν ιδιαίτερες εμπειρίες από ζυγαριές αντίστοιχου τύπου, μιας και σήμερα είναι με ελατήρια ηλεκτρονικές και όχι ζυγοί ισορροπίας, δυσκολεύτηκαν να καταλάβουν αν το αποτέλεσμα στην κίνηση της ζυγαριάς, σήμαινε πως ο κύβος που είχαν τοποθετήσει είναι ελαφρύτερος ή βαρύτερος. Σε μερικές περιπτώσεις χρειάστηκε να επαναληφθεί η ζύγιση προκειμένου κάποια από τα παιδιά να είναι σε θέση να εκφράσουν ορθά το αποτέλεσμα της. Ίσως η εξάσκηση στη ζύγιση με τέτοιου τύπου ζυγαριές, μιας και οι σύγχρονες δεν προσφέρονται για τόσο μικρά παιδιά, κρίνεται απαραίτητη πριν την εφαρμογή του λογισμικού. Στην πλειονότητα των οθόνων τα παιδιά που εργάστηκαν μόνα τους εξωτερίκευαν τους συλλογισμούς τους και έκαναν σχόλια όπως: «ωχ πάλι βούλιαξε», «εγώ όμως τον έσωσα με το σωσίβιο» κτλ. Αντίστοιχα τα παιδιά που δούλεψαν σε ομάδες παρουσίασαν στοιχεία αλληλεπίδρασης και διαλόγου : «Εγώ ξέρω βουλιάζει γιατί είναι χοντρός. Το νερό δεν τον κρατάει», ενώ το άλλο παιδί διαφώνησε «Βουλιάζει γιατί είναι από σίδερο, αλλά είναι και χοντρός». «Πρώτα να πατήσουμε αυτό που είπα εγώ, μετά αυτό που θες εσύ». ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΣΧΟΛΙΑΣΜΟΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ Στους δύο πίνακες που ακολουθούν παρουσιάζονται συγκεντρωτικά οι απαντήσεις που έδωσαν τα παιδιά στα Pre και Post Test. Στον κάθετο άξονα υπάρχει η αριθμητική κλίμακα από το 0 μέχρι το 2. Όπου υπάρχει το 0 σημαίνει ότι τα παιδιά δεν κατάφεραν ούτε να απαντήσουν σωστά την ερώτηση που τους τέθηκε αλλά ούτε και να την αιτιολογήσουν. Το 1 σημαίνει πως τα παιδιά κατάφεραν να δώσουν σωστή απάντηση, ενώ το 2 ότι επαρκώς αιτιολόγησαν την απάντηση τους. Στον οριζόντιο άξονα υπάρχουν οι αριθμοί από το 1 μέχρι το 12 που δηλώνουν τον αύξοντα αριθμό νούμερο της ερώτησης που έγινε στα παιδιά. Οι αριθμοί μέσα στους πίνακες αντιστοιχούν στο πλήθος των παιδιών που απάντησαν ή όχι και αιτιολόγησαν τις αντίστοιχες ερωτήσεις. Συγκρίνοντας τα αποτελέσματα των δύο πινάκων προκύπτει ότι η εφαρμογή του λογισμικού βοήθησε τα παιδιά να ξεπεράσουν σε σημαντικό βαθμό τις εννοιολογικές τους δυσκολίες και να προσεγγίσουν το φαινόμενο της πλεύσης βύθισης με πιο επιστημονικό τρόπο. Οι μεγαλύτερες αποκλίσεις μεταξύ των δύο πινάκων είναι στις ερωτήσεις 3 και 4 και στις ερωτήσεις 11-12. Οι πρώτες (3-4) διαπραγματεύονται τον παράγοντα του μεγέθους των προς βύθιση υλικών και πόσο αυτός επηρεάζει την πλεύση / βύθιση τους. Ερωτήσεις Αξιολ. Απάντησης 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 3 5 8 7 3 5 4 11 3 8 7 4 1 9 7 4 5 9 7 8 1 9 4 5 8 2 1 0 3 4 0 1 1 0 0 0 4 4 ΠΙΝΑΚΑΣ 1. ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΑΠΑΝΤΗΣΕΩΝ ΣΤΟ PRE TEST Αφορά στην οθόνη του λογισμικού με την ιστορία του Φελούλη και του Σιδερούλη, η οποία τράβηξε περισσότερο από τις υπόλοιπες το ενδιαφέρον των παιδιών και τα βοήθησε να

αντιληφθούν και σε σχετικό βαθμό να εμπεδώσουν, όπως προέκυψε από το post test, ότι το μέγεθος το αντικειμένων δεν επηρεάζει την πλεύση ή βύθιση τους αλλά αυτό που ευθύνεται είναι το υλικό τους. Ιδιαίτερα σημαντική είναι και οι αλλαγή στις απαντήσεις των παιδιών στην ερώτηση οκτώ. Η ερώτηση αυτή αφορούσε στον παράγοντα σχήμα και πλεύση ή βύθιση. Με την εφαρμογή του λογισμικού τα παιδιά πειραματίστηκαν με το οικείο προς αυτά υλικό της πλαστελίνης και διαπίστωσαν πως το σχήμα δεν καθορίζει την πλεύση/βύθιση των υλικών, εκτός και αν στα υπό βύθιση υλικό, δοθεί σχήμα πλεούμενου. Ερωτήσεις Αξιολ. Απάντησης 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 1 0 1 0 0 1 0 1 2 4 1 0 1 11 12 11 12 12 11 12 11 10 8 11 12 2 6 7 10 11 5 3 5 5 0 0 12 12 ΠΙΝΑΚΑΣ 2. ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΑΠΑΝΤΗΣΕΩΝ ΣΤΟ POST TEST ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Στην εργασία αυτή σχεδιάσαμε, αναπτύξαμε, εφαρμόσαμε και αξιολογήσαμε εκπαιδευτικό λογισμικό σχετικό με το φαινόμενο της πλεύσης βύθισης, για παιδιά προσχολικής και πρώτης σχολικής ηλικίας. Ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη του λογισμικού στηρίχτηκαν στις εναλλακτικές ιδέες των παιδιών για το φαινόμενο και αξιοποίησαν τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της σκέψης τους. Η εφαρμογή του λογισμικού στην τάξη αποτέλεσε μία ευχάριστη για τα παιδιά διαδικασία, η οποία μέσα από δραματοποιημένες διαδικασίες τα επέτρεψε να έρθουν σε επαφή με το φαινόμενο της πλεύσης βύθισης, και τους παράγοντες που το επηρεάζουν. Εκφράζοντας τις πεποιθήσεις τους και παρακολουθώντας την εξέλιξη του δραματοποιημένου σεναρίου επαληθεύτηκαν ή διαψεύστηκαν μέσα από τη θέαση μελέτη των αποτελεσμάτων των ενεργειών τους. Η μεγάλη ανταπόκριση των παιδιών και τα θετικά αποτελέσματα της εφαρμογής του λογισμικού επαλήθευσε σε μεγάλο βαθμό τον αρχικό σχεδιασμό του, τη χρήση δηλαδή δραματοποιημένου σεναρίου για την παρουσίαση των διαφόρων πτυχών του φαινομένου της πλεύσης βύθισης. Η ιστορία διατήρησε αμείωτο το ενδιαφέρον των παιδιών, και έτσι επιτεύχθηκε ο γενικότερος σκοπός του λογισμικού, να έρθουν δηλαδή τα παιδιά αντιμέτωπα με τις σχετικές με την πλεύση βύθιση εναλλακτικές τους απόψεις και να τις ξεπεράσουν, προσεγγίζοντας, μέσα από την εξέλιξη του σεναρίου, την επιστημονική γνώση. Θεωρούμε ότι τα αποτελέσματα της πιλοτικής εφαρμογής χρειάζεται να επαληθευθούν σε μεγαλύτερο δείγμα και με αξιοποίηση της πιλοτικής εμπειρίας

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Καριώτογλου, Π. (2006). Παιδαγωγική γνώση περιεχομένου Φυσικών Επιστημών. Γράφημα, Θεσσαλονίκη. Κόμης, Β. (2004): "Εισαγωγή στις εκπαιδευτικές εφαρμογές των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και των επικοινωνιών", εκδ. Νέων Τεχνολογιών, Αθήνα 2004 Μικρόπουλος, Τ. (2000): Εκπαιδευτικό λογισμικό: Θέματα σχεδίασης και αξιολόγησης λογισμικού υπερμέσων. Εκδ. Κλειδάριθμος, Αθήνα Μικρόπουλος, Τ. (2006) : Ο Υπολογιστής ως γνωστικό εργαλείο. Ελληνικά Γράμματα. Αθήνα Ράπτης, Α. & Ράπτη, Α. ( 2001-2003) «Μάθηση και Διδασκαλία στην Εποχή της Πληροφορίας. Συνολική Προσέγγιση» εκδ. Α. Ράπτη, Αθήνα Andreani Dentici, O., Grossi, M. G,. Borghi, L., De Ambrosis, A.,. Massara, C. I (1984.) Understanding floating: A study of children aged between six and eight years. International Journal of Science Education, Volume 6, Issue 3, 235-243 Driver, R., Squires, A., Rushworth, P. Wood Robinson, V., (2000). Οικο-δομώντας τις έννοιες των Φυσικών Επιστημών. Τυπωθήτω, Αθήνα. Eshash, H., (2006) Science Literacy in Primary Schools and Pre Schools. Springer. Hava Nuutinen, S. (2005). Examining young children s conceptual change process in floating and sinking from a social constructivist perspective. Journal of Science Education, 27(3), 259-279 Hewitt, P., (1997). Οι έννοιες της Φυσικής. Πανεπιστημιακές εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο. Hewson, M., Hewson, P. (1983). Effect of instruction using students prior knowledge and conceptual change strategies n science learning. Journal of Research in Science Teaching, 20, 731-743 Kawasaki, Κ., Herrenkohl, L R, Yeary, S. (2004) Theory building and modeling in a sinking and floating unit: a case study of third and fourth grade students' developing epistemologies of science, International Journal of Science Education,Volume 26, Number 11, 1299-1324(26) Ravanis, K. Koliopoulos, D. Boilevin J. M. 2008, 'Construction of a precursor model for the concept of rolling friction in the thought of preschool age children: A sociocognitive teaching intervention'. Research in Science Education, vol. 38, no. 4, pp. 421-434. Selley, N. (1993). Why do things float: A study of the place for alternative models in school science. SSR, 74(269), 55-61

ΠΑΡΑΤΗΜΑ ΟΙ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΤΟΥ PRE ΚΑΙ POST TEST 1. Αν αφήσουμε μία μπάλα από σίδερο σε μία γυάλα με νερό, τι θα κάνει η μπάλα; 2. Αν αφήσουμε μία ξύλινη σε μία γυάλα με νερό, τι θα κάνει η μπάλα; 3. Τι νομίζεις πως θα γίνει αν αφήσουμε μια μικρή σιδερένια μπάλα και μια μεγάλη σε μια γυάλα με νερό; 4. Τι νομίζεις πως θα γίνει αν αφήσουμε μια μικρή ξύλινη και μια μεγάλη σε μια γυάλα με νερό; 5. Τι νομίζεις πως θα γίνει αν ρίξουμε ένα αυγό σε ένα ποτήρι με νερό; 6. Τι νομίζεις πως θα γίνει αν ρίξουμε ένα αυγό σε ένα ποτήρι με νερό και αλάτι; 7. Τι νομίζεις πως θα γίνει αν αφήσουμε μία μπάλα από πλαστελίνη και μία βάρκα από πλαστελίνη σε μία γυάλα με νερό; 8. Τι νομίζεις πως θα γίνει αν αφήσουμε μία μπάλα από πλαστελίνη και μία ράβδο από πλαστελίνη σε μία γυάλα με νερό; 9. Τι είναι πιο βαρύ ο κύβος νερού ή ένας ίδιος κύβος σίδερου; 10. Τι είναι πιο βαρύ ο κύβος νερού ή ένας ίδιος κύβος ξύλου; 11. Τι νομίζεις πως θα γίνει αν ρίξουμε μία μπάλα από σίδερο σε μία μικρή και σε μία μεγάλη γυάλα; 12. Τι νομίζεις πως θα γίνει αν ρίξουμε μία μπάλα από ξύλο σε μία μικρή και σε μία μεγάλη γυάλα;