Διδακτική Φυσικών Επιστημών.

Παρουσίαση με θέμα: "Διδακτική Φυσικών Επιστημών."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Διδακτική Φυσικών Επιστημών

2 Τι είναι η Διδακτική των Φυσικών Επιστημών?

3 Επιστήμη που ανήκει στο χώρο των κοινωνικών επιστημών
Φυσικές Επιστήμες Παιδαγωγική Γνωστική Ψυχολογία Επιστημολογία Διδακτική Φυσικών Επιστημών Ιστορία Νέες Τεχνολογίες Κοινωνιολογία Φιλοσοφία

4 Αναπλαισίωση της επιστημονικής γνώσης και μετασχηματισμός της σε σχολική
Πλαίσιο ανάλογων διαδικασιών που μιμούνται αυτές της επιστήμης Πλαίσιο διαδικασιών στην καθαρή επιστήμη (αφορά τον ερευνητή) Διδακτική

5 Αφορά σε: Μάθηση Διδασκαλία Θεωρίες Μάθησης Μοντέλα Διδασκαλίας
Διδακτικά Εργαλεία

6 Διδασκαλία: Είναι το σύνολο των διαδικασιών/ ενεργειών που γίνονται για να ενεργοποιηθούν, να προωθηθούν και να ενισχυθούν Γνώσεις - Δεξιότητες – Στάσεις Μάθηση: Είναι το επιθυμητό αποτέλεσμα της διδασκαλίας, δηλαδή η παραγωγή γνώσης και η ανάπτυξη δεξιοτήτων και στάσεων από το μαθητή

7 Η επιστημονική γνώση όμως συνεχώς μεταβάλλεται – εξελίσσεται Άρα, οι μαθητές θα πρέπει να διδάσκονται να μαθαίνουν Άρα, οι μαθητές θα πρέπει να μυηθούν στον επιστημονικό τρόπο σκέψης: την επιστημονική νοοτροπία και την επιστημονική μέθοδο

8 Επιστημονική νοοτροπία Επιθυμία για ανακάλυψη, συνεχής αναζήτηση, σκεπτικισμός, κριτική σκέψη, δημιουργικότητα, αντικειμενικότητα … Επιστημονική μέθοδος Παρατήρηση, ταξινόμηση, μαθηματική επεξεργασία, προσδιορισμός εξαρτημένων και ανεξάρτητων μεταβλητών, μετρήσεις, πειραματισμός, κατασκευή μοντέλων, προβλέψεις, διατύπωση υποθέσεων, ερμηνεία των δεδομένων, εξαγωγή συμπερασμάτων, επικοινωνία…

9 Η επιστημονική μέθοδος

10 Είναι μία σειρά καθορισμένων διαδικασιών,
με χρήση των οποίων οι επιστήμονες προσπαθούν να κατανοήσουν την πραγματικότητα, μέσα από τους νόμους, τα φαινόμενα και τις καταστάσεις που επικρατούν στη φύση.

11 Δεν εξαρτάται από τα άτομα που τη χρησιμοποιούν
Άρα μπορεί να χρησιμοποιηθεί και από μαθητές Εφαρμόζεται με την ίδια λογική παγκόσμια

12 Οι διαδικασίες της επιστημονικής μεθόδου:
Παρατήρηση Ταξινόμηση Διατύπωση ερωτημάτων ή υποθέσεων Προσδιορισμός μεταβλητών Πρόβλεψη Πειραματισμός Συλλογή και καταγραφή δεδομένων Μέτρηση Μαθηματική επεξεργασία Ερμηνεία δεδομένων /αποτελεσμάτων Εξαγωγή συμπερασμάτων Κατασκευή μοντέλων Επικοινωνία

13 Η παρατήρηση

14 Η παρατήρηση είναι μια διαδικασία σύνθετη Είναι ενεργητική (όχι παθητική): αφορά σε αναζήτηση δομικών στοιχείων, είναι λεπτομερειακή, επισημαίνει ομοιότητες και διαφορές, εστιάζει στα σημαντικά και απομονώνει άχρηστες λεπτομέρειες (ξεχωρίζει το σήμα από το θόρυβο) π.χ. μέρη ενός φυτού, Θέρμανση της ζάχαρης

15 Σχετίζεται άμεσα με τη θεωρητική γνώση, διαφορετικά η αισθητηριακή γνώση θα ήταν άχρηστη. Άρα, είναι υποκειμενική και σχετίζεται με τις ήδη υπάρχουσες γνώσεις του ατόμου. Π.χ. το χρώμα στα φυτά σχετίζεται με τη φωτοσύνθεση, πιθανές οπές με την αναπνοή κ.λ.π.

16 Είναι τέχνη και, όπως όλες οι τέχνες, μπορεί να διδαχθεί.

17 Η παρατήρηση ξεκινάει από κάποια υπόθεση ή η υπόθεση ξεκινάει από κάποια τυχαία παρατήρηση. Π.χ. όσο πιο πράσινο χρώμα, τόσο πιο έντονη η φωτοσύνθεση

18 Βέβαια, ό, τι δεν είναι παρατηρήσιμο δε σημαίνει ότι δεν υπάρχει

19 Η παρατήρηση αναπτύσσεται με τη βοήθεια του εκπαιδευτικού
Ξεκινά από μικρές ηλικίες στην άσκηση με οικεία αντικείμενα και έμφαση σε μία παράμετρο/ χαρακτηριστικό (π.χ. υλικό που είναι κατασκευασμένα κάποια καθημερινά αντικείμενα)

20 και συνεχίζει προοδευτικά
με συνθετότερες παρατηρήσεις που περιλαμβάνουν περισσότερες παραμέτρους (π.χ. σχήμα, μέγεθος , χρώμα κ.λ.π. φύλλων φυτών) ομοειδών αντικειμένων, φαινομένων, καταστάσεων κ.λ.π.

21 Π.χ. παρατήρηση υλικών σε στερεή κατάσταση με μορφή σκόνης με βοήθεια μεγεθυντικού φακού (σχήμα κόκκων, μέγεθος, χρώμα κ.λ.π.)

22 Η ταξινόμηση

23 Είναι μία διαδικασία ιδιαίτερα θεμελιώδης για τις Φυσικές Επιστήμες
Αναφέρεται σε ομαδοποιήσεις οντοτήτων με βάση συγκεκριμένα κριτήρια/ χαρακτηριστικά (αν αλλάξουν τα κριτήρια, αλλάζει και η ομαδοποίηση)

24 Προϋποθέτει την παρατήρηση
Αλλά και αντιστρόφως βοηθάει στην ανάδειξη αυτών των χαρακτηριστικών (-ιδιοτήτων) με τις οποίες γίνεται η ταξινόμηση και άρα οι παρατηρήσεις αποκτούν ιδιαίτερο νόημα

25 Μπορούμε να τους δώσουμε
Π.χ. Μπορούμε να τους δώσουμε φύλλα φυτών και να τους ζητήσουμε να τα ταξινομήσουν ανάλογα με το σχήμα, το χρώμα, το πάχος, τη νεύρωση κ.ά. Ή αντικείμενα να τα ταξινομήσουν με βάση το υλικό , το μέγεθος, το σχήμα….

26 Μεταλλικό ποτήρι Μεταλλικό κουτάλι Μεταλλικό πιάτο Πλαστικό ποτήρι Πλαστικό κουτάλι Πλαστικό πιάτο Γυάλινο ποτήρι Γυάλινο κουτάλι Γυάλινο πιάτο

27 Μεταλλικά κουτάλι κουτί κλειδί Ξύλινα ρόδα ανθρωπάκι μολύβι Πλαστικά δοχείο κουδουνίστρα ψαλίδι Υφασμάτινα μπλουζάκι κούκλας γάντι ρετάλι

28 σπονδυλωτά / ασπόνδυλα, καλοί και κακοί αγωγοί της θερμότητας
Άλλες περιπτώσεις π.χ. διάκριση φυτά / ζώα, σπονδυλωτά / ασπόνδυλα, καλοί και κακοί αγωγοί της θερμότητας οξέα, βάσεις και άλατα Κ.λ.π.

29 Διατύπωση ερωτημάτων ή υποθέσεων
Διατύπωση ερωτημάτων ή υποθέσεων

30 Ένα ερώτημα θα πρέπει: 
Ένα ερώτημα θα πρέπει:  Να βρίσκεται στην κατεύθυνση της ικανοποίησης της περιέργειας των μαθητών (Μπορεί να πηγάζει από την παρατήρηση που έχει προηγηθεί)  Να είναι σαφές και ξεκάθαρα διατυπωμένο  Να μπορεί να απαντηθεί με βάση το αντιληπτικό και γνωστικό επίπεδο των μαθητών, τα μέσα που υπάρχουν, καθώς και τις δεξιότητες και μεθόδους που μπορούν να αναπτύξουν π.χ. ποια αντικείμενα (από τα …….) επιπλέουν στο νερό? [όχι π.χ. ποια καίγονται – τι είναι καύση?]

31 Π.χ. Από τα δεδομένα αντικείμενα επιπλέουν στο νερό μόνο τα ξύλινα.
Μια επιστημονική υπόθεση είναι μια διατυπωμένη πρόταση που θα μπορούσε να απαντά σε ένα ερώτημα αλλά θα πρέπει να ελεγχθεί πειραματικά. Μπορεί να βασίζεται: στη διαίσθηση, μια διάχυτη εντύπωση για κάτι, στη λογική ή στην ύπαρξη πειραματικών δεδομένων. Π.χ. Από τα δεδομένα αντικείμενα επιπλέουν στο νερό μόνο τα ξύλινα.

32 Προσδιορισμός εξαρτημένων και ανεξάρτητων μεταβλητών

33 Μεταβλητές είναι όλα εκείνα τα μεγέθη και οι παράμετροι που μεταβάλλονται κατά τη διάρκεια των φαινομένων που μελετώνται. Παραδείγματα τέτοιων μεταβλητών μπορεί να είναι η θερμοκρασία, η υγρασία/ η πίεση, ο όγκος, η μάζα κτλ.

34 Ανεξάρτητες είναι οι μεταβλητές που δεν επηρεάζονται από άλλες και που σκόπιμα μεταβάλλουν οι ερευνητές για να προσδιορίσουν το αποτέλεσμά τους πάνω στις εξαρτημένες μεταβλητές ( Οι τιμές των εξαρτημένων μεταβλητών είναι το αποτέλεσμα της μεταβολής των ανεξάρτητων μεταβλητών )

35 Οι μεταβλητές μπορεί να είναι ποιοτικά ή ποσοτικά μετρήσιμες π. χ
Οι μεταβλητές μπορεί να είναι ποιοτικά ή ποσοτικά μετρήσιμες π.χ. χρόνος, όγκος, ταχύτητα, πυκνότητα, βάρος … αλλά ευχάριστη γεύση, γλυκύτητα, αίσθηση κρύου ή ζέστης…

36 Σειρά εργασίας: Ο μαθητής μπορεί να θέσει ένα ερώτημα και να κάνει υποθέσεις για το ποιοι παράγοντες και πώς εμπλέκονται για την απάντηση του ερωτήματος αυτού. Έτσι, θα πρέπει να προσδιορίσει τις εξαρτημένες και τις ανεξάρτητες μεταβλητές ( και να προβλέψει στη συνέχεια το αποτέλεσμα των ανεξάρτητων μεταβλητών πάνω στην κάθε εξαρτημένη μεταβλητή )

37 Π.χ. 1ο Ερώτημα: Πώς μπορούμε να διατηρήσουμε ένα ρόφημα ζεστό για όσο το δυνατό μεγαλύτερο διάστημα; Ποιες μεταβλητές εμπλέκονται;

38 Χρόνος είδος ροφήματος ποσότητα ροφήματος μέγεθος περιέκτη σχήμα περιέκτη υλικό περιέκτη …..

39 Ποιες μεταβλητές είναι ανεξάρτητες και ποιες εξαρτημένες;

40 Χρόνος είδος ροφήματος ποσότητα ροφήματος μέγεθος περιέκτη σχήμα περιέκτη υλικό περιέκτη

41 Όμοια…... 2ο Ερώτημα: Πώς μπορούμε να κάνουμε μια αντίδραση να εξελιχθεί πιο γρήγορα; [φύση αντιδρώντων, συγκέντρωση, θερμοκρασία, επιφάνεια επαφής, πίεση, καταλύτες, ακτινοβολίες] 3ο Ερώτημα: Πώς μπορούμε ……

42 Πρόβλεψη

43 Πρόβλεψη αφορά στο: Πώς η κάθε ανεξάρτητη μεταβλητή επηρεάζει την εξαρτημένη μεταβλητή;

44 Για να ελεγχθεί μια πρόβλεψη ( για το πώς η κάθε ανεξάρτητη μεταβλητή επηρεάζει την εξαρτημένη μεταβλητή) θα πρέπει (ως προϋπόθεση): όταν εξετάζουμε μια μεταβλητή, οι άλλες πρέπει να μένουν σταθερές (Fair test)

45 Π.χ. για το 1ο ερώτημα: μεταβολή ποσότητας
Π.χ. για το 1ο ερώτημα: μεταβολή ποσότητας

46 Π.χ. για το 1ο ερώτημα: μέγεθος περιέκτη
Π.χ. για το 1ο ερώτημα: μέγεθος περιέκτη

47 Π.χ. για το 1ο ερώτημα: είδος ροφήματος
Π.χ. για το 1ο ερώτημα: είδος ροφήματος

48 Π.χ. για το 2ο ερώτημα: μεταβολή θερμοκρασίας ποσότητας πίεσης κ.λ.π.
Π.χ. για το 2ο ερώτημα: μεταβολή θερμοκρασίας ποσότητας πίεσης κ.λ.π.

49 Όλα αυτά ενέχουν την έννοια του πειραματισμού Πειραματισμός
Όλα αυτά ενέχουν την έννοια του πειραματισμού Πειραματισμός

50 Ο πειραματισμός αποτελεί στην ουσία μια δίοδο ανάμεσα :
σ’ αυτό που πιστεύει ο άνθρωπος για την πραγματικότητα και την ίδια την πραγματικότητα.

51 Ελέγχει η αλήθεια μιας υπόθεσης, μιας πρόβλεψης ή μιας θεώρησης
Δημιουργεί νέες σκέψεις ή έννοιες, την ανάγκη ερμηνειών ή αναστοχασμού Δημιουργεί νέα υλικά , καταστάσεις, αντικείμενα

52 ( συγκεκριμένης κατηγορίας )
Ο πειραματισμός είναι ιδιαίτερα χρήσιμος στη διαχείριση αφηρημένων εννοιών ( συγκεκριμένης κατηγορίας ) Ορισμοί / παραδείγματα Συγκεκριμένες έννοιες Ε Ε (στερ./υγρ.) Αφηρημένες έννοιες Δ Ε (Ουσ./Μίγμ.) Δ Δ (άτομο/μόριο)

53 Π.χ. με το πείραμα: ελέγχουμε αν τα υλικά διαφοροποιούνται ως προς τις ιδιότητές τους σε σχέση με τη θερμοκρασία δημιουργούμε σκέψεις για την ταξινόμηση των υλικών, ερμηνεύουμε τη συμπεριφορά των υλικών, δημιουργούμε νέες έννοιες (ουσία), κ.λ.π.

54 Συλλογή και καταγραφή των δεδομένων ποιοτικά και ποσοτικά δεδομένα
Συλλογή και καταγραφή των δεδομένων ποιοτικά και ποσοτικά δεδομένα

55 Καταγραφή πειραματισμού ανάμιξης υλικών με νερό
(μια πρόβλεψη?) άμμος ζάχαρη λάδι κρασί μελάνι αλάτι

56 1 -  2 3 Διαλύθηκε Ίζημα Επίπλευση άμμος ζάχαρη λάδι κρασί μελάνι
αλάτι 1 Διαλύθηκε -  2 Ίζημα 3 Επίπλευση

57

58 Οι μετρήσεις

59 και εκφράζονται με αριθμούς.
Οι μετρήσεις βοηθούν στην ποσοτική καταγραφή των όσων εξελίσσονται σ’ ένα πείραμα και εκφράζονται με αριθμούς.

60 χάρακας, χρονόμετρο, ζυγός, ογκομετρικός κύλινδρος, βολτόμετρο, κ.λ.π.
Οι μετρήσεις γίνονται με όργανα: χάρακας, χρονόμετρο, ζυγός, ογκομετρικός κύλινδρος, βολτόμετρο, κ.λ.π. (και εξαρτώνται από τη σωστή χρήση τους)

61 Ένα παράδειγμα μετρήσεων την πράξη: Πραγματοποιώντας μετρήσεις για το 2ο ερώτημα (πώς μπορούμε να κάνουμε μια αντίδραση να εξελιχθεί πιο γρήγορα?) Συγκεκριμένα: ελέγχοντας τη μεταβλητή «συγκέντρωση»

62 Παράγοντες που εμπλέκονται γενικά: (ανεξάρτητες μεταβλητές) φύση αντιδρώντων συγκέντρωση θερμοκρασία επιφάνεια επαφής πίεση καταλύτες ακτινοβολίες και επιδρούν στη εξαρτημένη μεταβλητή: χρόνος

63 Εμείς θα κάνουμε μετρήσεις για την ανεξάρτητη μεταβλητή: συγκέντρωση (όλες οι άλλες μένουν σταθερές) Πώς επιδρά στην εξαρτημένη: χρόνος

64 Υπενθύμιση: Συγκέντρωση είναι η ποσότητα μιας οντότητας σ’ έναν συγκεκριμένο χώρο Συμβολίζεται συνήθως με C

65 Επιλογή της κατάλληλης αντίδρασης
Νa2S2O3 + 2HCl  2NaCl + H2SO3 + S

66 Εποπτικά μέσα - όργανα Αντιδραστήρια Επιδιασκόπιο (over head -projector) Χρονόμετρο Σιφώνιο 25ml πληρώσεως Σιφώνιο 25ml μετρήσεως Ποτήρι ζέσης 100ml Μαρκαδόρος ανεξίτηλος Λαστιχένεια φούσκα (poire) Απεσταγμένο ή απιονισμένο νερό Διάλυμα Na2S2O3 40g/L Διάλυμα HCl 2Μ

67 Αρχική συγκέντρ HCl ΔC ως προς το S Δt υ = ? 1C 2C 3C 4C 5C

68 Μαθηματική επεξεργασία
Αρχική συγκέντρ HCl ΔC ως προς το S Δt υ = ? 1C 2C 3C 4C 5C a ? Μαθηματική επεξεργασία

69 Η μαθηματική επεξεργασία

70 Η μαθηματική επεξεργασία αξιοποιεί τα Μαθηματικά για την καλύτερη και πληρέστερη διερεύνηση της πραγματικότητας.

71 Με την μαθηματική επεξεργασία γίνεται σαφέστερη και πληρέστερη :
Διατύπωση των ορισμών Π.χ. Ταχύτητα ενός κινητού είναι η μεταβολή του διαστήματος που διατρέχει το κινητό στη μονάδα του χρόνου υ = Δs / Δt

72 Κωδικοποίηση των παρατηρήσεων και των μετρήσεων
Π.χ. Παρατηρούμε ότι η επιμήκυνση (x) ενός ελατηρίου είναι ανάλογή της δύναμης F που εφαρμόζεται σ΄ αυτό: F = kx

73 Και άρα: Διαμόρφωση των νόμων Π.χ. R = U / I Νόμος του Ohm

74 Ωστόσο: Οι μαθητές δεν πρέπει να απομνημονεύουν και να χρησιμοποιούν απλά το αποτέλεσμα της μαθηματικής επεξεργασίας. Αλγοριθμική μάθηση ↔ εννοιολογική κατανόηση

75 Σε έρευνα που πραγματοποιήθηκε στη Ισπανία (Solsona et al

76 Έτσι γυρνάμε στο παράδειγμά μας
Οι μαθητές πρέπει να συμμετέχουν στις μαθηματικές επεξεργασίες και να βιώνουν το νόημα των φυσικών νόμων μέσα από μια παραγωγική διαδικασία. Έτσι γυρνάμε στο παράδειγμά μας (επίδραση της συγκέντρωσης στην ταχύτητα μιας αντίδρασης)

77 π.χ. υαντ = Δ C / Δt και C = n/V
Εφαρμογή: Ταχύτητα είναι ο ρυθμός μεταβολής ενός μεγέθους που μελετάται: υ = Δ μεγέθ. / Δt π.χ. υαντ = Δ C / Δt και C = n/V

78

79 Αρχική συγκέντρ HCl ΔC ως προς το S Δt υ = ΔC/Δt 1C 2C 3C 4C 5C a

80 Κατασκευή και χρήση διαγραμμάτων

81 ερμηνεία των δεδομένων και εξαγωγή συμπερασμάτων π. χ
ερμηνεία των δεδομένων και εξαγωγή συμπερασμάτων π.χ. ερμηνεία στο Πείραμα με Na2S2O3

82 Η ερμηνεία των δεδομένων είναι η σημασία της όλης διαδικασίας
. Η ερμηνεία των δεδομένων είναι η σημασία της όλης διαδικασίας (Τα πειραματικά δεδομένα από μόνα τους έχουν πολύ λίγο ενδιαφέρον) Η ερμηνεία προϋποθέτει τη σύνδεση των δεδομένων με: πρότερες γνώσεις

83 Τι αποτελέσματα υπάρχουν Γιατί υπάρχουν αυτά τα αποτελέσματα
. Η ερμηνεία δεν είναι η απλή παρουσίαση των αποτελεσμάτων, αλλά περιέχει απαντήσεις στο: Τι αποτελέσματα υπάρχουν Γιατί υπάρχουν αυτά τα αποτελέσματα Πώς δημιουργήθηκαν αυτά τα αποτελέσματα

84 Ένα παράδειγμα (χωρίς μετρήσεις): Η Θέρμανση της ζάχαρης
Ένα παράδειγμα (χωρίς μετρήσεις): Η Θέρμανση της ζάχαρης

85

86

87

88

89 Η ερμηνεία θα πρέπει να οδηγεί στην εξαγωγή συμπερασμάτων
. Η ερμηνεία θα πρέπει να οδηγεί στην εξαγωγή συμπερασμάτων

90 Τα συμπεράσματα είναι οι απαντήσεις στα ερευνητικά ερωτήματα
ή στο αληθές ή ψευδές των υποθέσεων

91 Τα συμπεράσματα είναι η κατάληξη
της όλης ερευνητικής διαδικασίας στη δυνατότητα: Γενικεύσεων Π.χ. Γενίκευση για το πότε ένα φαινόμενο είναι χημικό Διατυπώσεων νόμων και θεωριών Π.χ Νόμος της ταχύτητας για τη συγκέντρωση Προεκτάσεων των όσων διερευνήθηκαν (σε άλλες καταστάσεις) Π.χ. ενδείξεις χημικής αλλαγής Αφετηρίας για περαιτέρω έρευνες και συλλογισμούς Π.χ. θέρμανση ζάχαρης σε άλλες συνθήκες

92 Η κατασκευή μοντέλων Πολλές φορές για να ερμηνευτούν
δεδομένα ή παρατηρήσεις, γίνεται κατασκευή μοντέλων ή χρήση ήδη κατασκευασμένων μοντέλων.

93 Τα μοντέλα είναι ιδιαίτερα χρήσιμα στη διαχείριση αφηρημένων εννοιών
( συγκεκριμένης κατηγορίας ) Ορισμοί / παραδείγματα Συγκεκριμένες έννοιες Ε Ε (στερ./υγρ.) Αφηρημένες έννοιες Δ Ε (Ουσ./Μίγμ.) Δ Δ (άτομο/μόριο)

94 Μοντέλο είναι η απλούστευση μιας περιοχής της πραγματικότητας (πραγματικής κατάστασης, διαδικασίας, συστήματος κ.λ.π.) που γίνεται με σκοπό την καλύτερη κατανόηση αυτής από ένα ορισμένο επίπεδο ανθρώπινης νόησης μέσα σε ένα συγκεκριμένο πλαίσιο διαδικασιών.

95 Κάθε μοντέλο χαρακτηρίζεται:
από έναν τρόπο αναπαράστασης της πραγματικότητας που μπορεί να είναι εικόνα, σχέδιο, μαθηματικός τύπος κ.λ.π. και 2. από ένα πλαίσιο διαδικασιών (που περιέχει κανόνες, παραδοχές κ.λ.π.), με βάση τις οποίες γίνεται μια πορεία από την πραγματικότητα στο μοντέλο

96 Η κατασκευή ή η χρήση του μοντέλου μπορεί να γίνει από: τον επιστήμονα το διδάσκοντα το διδασκόμενο Σε κάθε περίπτωση, θα πρέπει να γίνεται σαφές, ότι το μοντέλο δεν αποτελεί πραγματικότητα, αλλά ότι αναπαριστά τον τρόπο που εμείς προσεγγίζουμε την πραγματικότητα.

97 Παράδειγμα: Θα πρέπει να τονίσουμε στους μαθητές ότι οι εικόνες ή τα σκίτσα που υπάρχουν στα σχολικά εγχειρίδια και αναφέρονται στο άτομο και τη δομή του δεν είναι φωτογραφίες των ατόμων αφού αυτά δε φαίνονται στο μικροσκόπιο αλλά μοντέλα των ατόμων

98 Παράδειγμα (συνέχεια): Ή
ότι τα μόρια του νερού δεν αποτελούνται από στερεές σφαίρες.

99 Ακόμη θα πρέπει να γίνονται ξεκάθαροι οι κανόνες της μοντελοποίησης,
π.χ. οι μαθητές θα πρέπει να ξέρουν ότι στις αναπαραστάσεις που αφορούν το μικρόκοσμο, τα σωματίδια που αποτελούν μία ουσία, εμφανίζονται να είναι ακίνητα γιατί αναπαριστούν μια δεδομένη φωτογραφική στιγμή (στην πραγματικότητα κινούνται συνέχεια)

100 Η επικοινωνία Η ανακάλυψη ενός σημαντικού ευρήματος δεν έχει καμία αξία, αν δεν το μάθει και δεν το καταλάβει κανείς άλλος εκτός από αυτόν που το ανακάλυψε

101 Η επικοινωνία επιτρέπει στον ερευνητή να ανακοινώνει και να συζητά τα ευρήματά του και τα συμπεράσματά του με την υπόλοιπη κοινότητα ώστε: Να γίνεται αλληλεπίδραση με την κοινωνία Να ωφελείται η κοινωνία (πρόοδος) Να βελτιώνονται τα συμπεράσματά του

102 Στην σχολική τάξη η επικοινωνία έχει ιδιαίτερη σημασία:
Στη συνεργατική μάθηση μεταξύ των ομάδων αλλά μέσα στις ομάδες των μαθητών Στην εποικοδομητική διδασκαλία κατά την ανάδειξη των ιδεών των μαθητών Η ικανότητα έκφρασης και επικοινωνίας έχει μεγάλη σημασία για το μαθητή

103 Επαγωγικές και Παραγωγικές προσεγγίσεις στην επιστημονική μέθοδο
Επαγωγικές και Παραγωγικές προσεγγίσεις στην επιστημονική μέθοδο

104 Επαγωγική μέθοδος (Επαγωγική προσέγγιση)

105 Κατά την επαγωγική μέθοδο κινούμαστε: από την εμπειρία (μερική περίπτωση) στη γενίκευση (σε γενικά συμπεράσματα, νόμους ή θεωρίες). Δηλαδή: Ο ερευνητής καταγράφει μια σειρά απλών παρατηρήσεων και οδηγείται σε γενικά συμπεράσματα

106 Εκπρόσωποι της μεθόδου είναι οι φιλόσοφοι Bacon και Mill

107 Παράδειγμα: ένα κομμάτι ξύλο επιπλέει στο νερό μια ξύλινη βάρκα επιπλέει στο νερό ένα ξερόκλαδο επιπλέει στο νερό ….. Άρα τα ξύλινα αντικείμενα επιπλέουν στο νερό

108 Κριτική της μεθόδου: Όσες μερικές περιπτώσεις κι αν μελετήσεις, ποτέ δεν μπορείς να είσαι σίγουρος για το όλο (π.χ. Popper: άσχετα με το πόσους λευκούς κύκνους μετράει κανείς, αυτό δεν δικαιολογεί το συμπέρασμα ότι όλοι οι κύκνοι είναι λευκοί) Ένα κομμάτι σίδερο βυθίζεται (στο νερό) Ένα σιδερένιο καρφί βυθίζεται Μια σιδερένια σφαίρα βυθίζεται ……. Άρα τα σιδερένια αντικείμενα βυθίζονται (όμως μια σιδερένια βάρκα επιπλέει)

109 Ωστόσο, η σημασία της επαγωγικής μεθόδου στην οικοδόμηση της επιστημονικής γνώσης από τα παιδιά είναι μεγάλη «ο μύθος του μικρού παιδιού που χάθηκε και που έπρεπε να ζεσταθεί»

110 Αρχική γενίκευση: τα κυλινδρικά αντικείμενα καίγονται
Αρχική ταξινόμηση Σώματα που καίγονται Σώματα που δεν καίγονται Ξερά κλαδιά Βράχοι Σκουπόξυλα Πέτρες Μολύβια Μάρμαρα Πόδια καρέκλας μούρα Αρχική γενίκευση: τα κυλινδρικά αντικείμενα καίγονται

111 Ωστόσο, οι μεταλλικοί σωλήνες δεν καίγονται το κυλινδρικό σχήμα ενός αντικειμένου δε σημαίνει ότι σίγουρα αυτό καίγεται αν και η γενίκευση (τα κυλινδρικά αντικείμενα καίγονται), δεν είναι χρήσιμη, ωστόσο τα ξερά κλαδιά, τα σκουπόξυλα, τα μολύβια κλπ. καίγονται ίσως η γενίκευση είναι ότι: τα ξύλινα αντικείμενα καίγονται

112 Παραγωγική ή Απαγωγική μέθοδος (Παραγωγική προσέγγιση)

113 από το Γενικό στο Ειδικό
Είναι μια πορεία από το Γενικό στο Ειδικό Συλλογισμός: Μια πρόταση με a priori ισχύ (αυταπόδεικτη/ θεώρημα/ παραδεκτή) Μια πρόταση που αναφέρεται σε ειδική περίπτωση Συμπέρασμα

114 Ο Συλλογισμός αυτός απετέλεσε τη βάση της συστηματικής λογικής
από το Αριστοτέλη μέχρι την Αναγέννηση Παράδειγμα: Όλα τα πτηνά έχουν φτερά + Ο αετός έχει φτερά ↓ Άρα ο αετός είναι πτηνό

115 Ωστόσο, στη διαδικασία αυτή είναι έντονο το στοιχείο της διαψευσιμότητας (π.χ. Popper, Kuhn…) Η μερική περίπτωση εξετάζεται με καχυποψία σε μια προσπάθεια να διαψευστεί

116 Παραγωγική ήταν η μέθοδος έρευνας που χρησιμοποίησε ο Newton: στο έργο του Principia (1667) τίθενται αξιωματικά οι νόμοι της κίνησης και από αυτούς προκύπτουν παραγωγικά οι συνέπειες

117 Δεν σχετίζεται με τη Παρατήρηση και την Εμπειρία
Γενικότερη κριτική: Δεν σχετίζεται με τη Παρατήρηση και την Εμπειρία Δέχεται την αυθεντία Στη σχολική τάξη: μειώνεται η αυτενέργεια του μαθητή και δίνεται στο δάσκαλό ο ρόλος της αυθεντίας

118 Επαγωγικής και Απαγωγικής Λογικής
Ο συνδυασμός Επαγωγικής και Απαγωγικής Λογικής συμβάλλει στην ανάπτυξη της Επιστήμης Απαγωγή Μέρος Όλο Επαγωγή Ανατροφοδότηση - επαναδιατύπωση υποθέσεων Αποσαφήνιση – αμφισβήτηση – ενίσχυση ερμηνειών