A Brief History of Inquiry: From Dewey to Standards

Παρουσίαση με θέμα: "A Brief History of Inquiry: From Dewey to Standards"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 A Brief History of Inquiry: From Dewey to Standards
Journal of Science Teacher Education (2006) 17:265–278 A Brief History of Inquiry: From Dewey to Standards Lloyd H. Barrow Southwestern Bell Science Education Center, University of Missouri, Columbia, MO U.S.A. ΜΙΑ ΣΥΝΤΟΜΗ ΙΣΤΟΡΙΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΡΕΥΝΑ: ΑΠΟ ΤΟΝ DEWEY ΣΤΑ STANDARDS Μετάφραση/παρουσίαση: Ζωγραφιστού Χρυσούλα Παπαστάθη Ευτυχιάνα Υπεύθυνος καθηγητής: Δρ. Αθανασίου Κυριάκος

2 Σκοπός της εργασίας Να παράσχει ένα ιστορικό χρονοδιάγραμμα που δείχνει πώς η έννοια της έρευνας έχει εξελιχθεί δεδομένου ότι υπάρχει μια έλλειψη συμφωνίας σχετικά με αυτή την έννοια

3 Webster’s Third International Dictionary (1986)
ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ Inquiry is an “act or an instance of seeking for truth, information, or knowledge ; investigation; research; or a question or query” (p.1167) The root word inquire means “ to ask for information about, to make an investigation or search, to seek information or questioning” (p.1167) «Μία πράξη ή μια περίπτωση επιδίωξης της αλήθειας, της πληροφόρησης, ή της γνώσης. Μια έρευνα ή μια ερώτηση ή μια απορία» Ενώ το αντίστοιχο ρήμα «διερευνώ» ερμηνεύεται ως «αναζητώ τις πληροφορίες για, κάνω μια έρευνα ή μια αναζήτηση, αναζητώ πληροφορίες ή ερωτώ».

4 Inquiry or Enquiry Στα Ελληνικά= Διερεύνηση
Και τα δύο σωστά.... Απλά μια διαφωνία στην ορθογραφία μεταξύ Άγγλων και Αμερικανών..... Ο Minstrell (2000) αναφέρει μια σειρά από ορισμούς: Encouraging inquisitiveness (habit of the mind), (περιέργειας); teaching strategy for motivating learning, hands-on and minds-on, (χειροπιαστή και manipulating materials to study particular phenomena, and stimulating questions by students. He considered an inquiry to complete when “we should know something we did not know before we started. Even when our investigation fails to find the answer, at least the inquiry should have yielded a greater understanding of factors that are involved in the solution” (p. 473).

5 Πρώιμη Ιστορική Προοπτική (Early Historical Perspective)
1910: Ο John Dewey εισήγαγε ένα μοντέλο Επιστημονικής Μεθόδου που περιελάμβανε: Συνειδητοποίηση μπερδεμένων καταστάσεων διευκρίνιση του προβλήματος διαμόρφωση μιας δοκιμαστικής υπόθεσης έλεγχος της υπόθεσης αναθεώρηση της υπόθεσης μέσα από αυστηρές δοκιμές ενεργώντας για την εύρεση της λύσης sensing perplexing situations, clarifying the problem, formulating a tentative hypothesis testing the hypothesis, revising with rigorous tests acting on the solution Στο μοντέλο του Dewey, ο μαθητής συμμετέχει ενεργά, και ο δάσκαλος έχει τον ρόλο του διαμεσολαβητή και του οδηγού.

6 Πρώιμη Ιστορική Προοπτική (Early Historical Perspective)
1937: Το μοντέλο του Dewey ήταν η βάση για την Commission on Secondary School Curriculum που ασχολήθηκε με το Πρόγραμμα Σπουδών τιτλοφορημένο ως «Επιστήμες στη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση» (Science in Secondary Education) Πρώιμη Ιστορική Προοπτική (Early Historical Perspective) 1916: Dewey οι μαθητές πρέπει να ασχολούνται με τα προβλήματα που τους ενδιαφέρουν να εφαρμόζεται σε παρατηρήσιμα φαινόμενα. 1938 : Dewey τα προβλήματα που πρέπει να μελετηθούν πρέπει να σχετίζονται με τις εμπειρίες των μαθητών και εντός των ορίων «της πνευματική τους ικανότητας». Ως εκ τούτου, οι μαθητές πρέπει να είναι ενεργητικοί κατά την διαδικασία αναζήτησης των απαντήσεων.

7 Πρώιμη Ιστορική Προοπτική (Early Historical Perspective)
1944: Dewey τροποποίησε την προηγούμενη ερμηνεία του για την επιστημονική μέθοδο, ώστε να επιτευχθεί ο στόχος του (αναστοχαστική σκέψη /reflective thinking) παρουσίαση του προβλήματος σχηματισμός μιας υπόθεσης συλλογή δεδομένων κατά τη διάρκεια του πειράματος διατύπωση συμπεράσματος

8 Σπούτνικ και Έρευνα Sputnik and Inquiry
1956: National Science Foundation (NSF) χρηματοδοτεί την ανάπτυξη ενός καινοτόμου προγράμματος σπουδών της Φυσικής (Physics Science Curriculum Study) προέβλεπε την ανάπτυξη των προγραμμάτων σπουδών και την επαγγελματική ανάπτυξη για την καλύτερη υλοποίηση του προγράμματος σπουδών, με έμφαση στο «σκέψου , όπως ένας επιστήμονας». έμφαση στις διαδικασίες της επιστήμης, όπως στην ανάπτυξη ατομικών δεξιοτήτων (παρατήρηση, ταξινόμηση, έλεγχος των μεταβλητών, συνδυασμός κ.λπ.). 1957: εκτόξευση από τους Σοβιετικούς του Sputnik I προκάλεσε μεγάλη αμηχανία στην Αμερικανική κοινωνία για το είδος των σπουδών στις ΦΕ προκάλεσε το αμερικάνικο Έθνος να αναρωτηθεί για την ποιότητα των καθηγητών που διδάσκουν «τα μαθήματα της θετικής κατεύθυνσης» και το αναλυτικό πρόγραμμα της επιστήμης που χρησιμοποιούνται στα σχολεία 1960: Physical Science Study Committee (με χρηματοδότηση του NSF) ξεκίνησε την ανάπτυξη των προγραμμάτων σπουδών της βιολογίας, χημείας, φυσικής, γεωλογίας και δημοτικού

9 Σπούτνικ και Έρευνα Sputnik and Inquiry
1960 : Joseph Schwab δύο είδη έρευνας διερεύνησης: σταθερή (stable) –αυξανόμενο σώμα γνώσης «εύπλαστη» (fluid) ανακάλυψη νέων νοητικών δομών που επαναστατικοποιούν την επιστήμη 1966: οι μαθητές πρέπει να αντιμετωπίζουν την επιστήμη ως μια σειρά εννοιολογικών δομών οι οποίες είναι απαραίτητο συνεχώς να αναθεωρούνται, όταν ανακαλύπτονται νέες πληροφορίες ή νέα αποδεικτικά στοιχεία. σταθερή (αυξανόμενο σώμα της γνώσης) και «εύπλαστο» (επινόηση νέων εννοιολογικών κατασκευών που επιφέρει επανάσταση στην επιστήμη).

10 «έρευνα σχετικά με την έρευνα» “enquiry into enquiry”
Ο Schwab το 1966 διετύπωσε την άποψη πως Οι ΦΕ πρέπει να διδάσκονται κατά τρόπο που να συνάδει με τον τρόπο που λειτουργεί η σύγχρονη επιστήμη Οι καθηγητές των «θετικών επιστημών» να χρησιμοποιούν το εργαστήριο για να βοηθούν τους μαθητές στη μελέτη των εννοιών της επιστήμης Οι ΦΕ πρέπει να διδάσκονται σε μορφή έρευνας και διερεύνησης Οι μαθητές να χρησιμοποιούν και να διαβάζουν εργασίες ή βιβλία σχετικά με την έρευνα και να συζητούν σχετικά με τα προβλήματα, με τα δεδομένα, για το ρόλο της τεχνολογίας, την ερμηνεία των δεδομένων καθώς και τα συμπεράσματα στα οποία κατέληξαν οι επιστήμονες. Ονόμασε το «μοντέλο» του «διερεύνηση μέσα στη διερεύνηση» οι μαθητές εκτός από τη χρήση της έρευνας στο εργαστήριο για τη μελέτη των επιστημονικών εννοιών, θα μπορούσαν να χρησιμοποιούν και να διαβάζουν εργασίες ή βιβλία σχετικά με την έρευνα και να συζητούν σχετικά με τα προβλήματα, με τα δεδομένα, για το ρόλο της τεχνολογίας, την ερμηνεία των δεδομένων καθώς και τα συμπεράσματα στα οποία κατέληξαν οι επιστήμονες.

11 Σπούτνικ και Έρευνα Sputnik and Inquiry
1964 : Rutherford θεωρούσε τη διερεύνηση ως συνδυασμό περιεχομένου και εννοιών: στην έρευνα το περιεχόμενο και οι έννοιες θα πρέπει να κατανοηθούν μέσα στο πλαίσιο όπου ανακαλύφθηκαν ουτως ώστε να τεθούν τα θεμέλια με τα οποία θα κάνουν την εμφάνισή τους οι μελλοντικές έρευνες όλοι οι εκπαιδευτικοί των ΦΕ θα έπρεπε να έχουν θητεύσει στην ιστορία και τη φιλοσοφία της επιστήμης.

12 Πρόγραμμα Σύνθεση Project Synthesis
Αποτελούσε συλλογή των τριών μεγάλων προγραμμάτων που επιχορηγήθηκαν από το NSF: την αναθεώρηση του των εντύπων (a review of 1955–1975 literature ) τη μελέτη περιπτώσεων από τους Stake και Easley (case studies by Stake and Easley,1978) εθνική έρευνα του 1977 (the 1977 national survey )

13 Πρόγραμμα Σύνθεση Project Synthesis
Επιπλέον, άλλες πηγές, όπως η Third Science National Assessment of Educational Progress results, χρησιμοποιήθηκαν επίσης στην ανάπτυξη ενός μοντέλου διαφοροποίησης Αναπτύχθηκαν 4 διαφορετικές ομάδες στόχοι: προσωπικές ανάγκες (personal needs) κοινωνικά θέματα (societal issues) ακαδημαϊκή προετοιμασία (academic preparation) η εκπαίδευση σταδιοδρομίας και της ευαισθητοποίησης (career education and awareness)

14 Πρόγραμμα Σύνθεση Project Synthesis
Η Διερεύνηση μελετήθηκε από δύο σκοπιές: το περιεχόμενο για τους εκπαιδευτικούς και τους μαθητές τους τη στρατηγική που θα χρησιμοποιείται από τους καθηγητές των «θετικών επιστημών» για να βοηθήσουν τους μαθητές τους να μάθουν την επιστήμη

15 Γιατί δεν γίνεται η διερεύνηση στην πράξη;;;;
Welch et al διέκριναν 5 αιτίες: έλλειψη χρόνου περιορισμένη διάθεση υλικών έλλειψη υποστήριξης έμφαση μόνο στο περιεχόμενο δυσκολία στη διδασκαλία Eltinge και Roberts (1993) διέκριναν 3 αιτίες αποφυγής της: οι εγκύκλιοι δίνουν έμφαση στο περιεχόμενο, είναι ευκολότερη η «πρόσβαση» στο περιεχόμενο τα εγχειρίδια τονίζουν το ρόλο της επιστήμης ως ένα σώμα γνώσης (body of knowledge )

16 Επιρροή των «Πολιτικών εγγράφων» Influence of Policy Documents
Το πρόγραμμα 2061: Προσδιόρισε τι θα πρέπει όλοι οι μαθητές να γνωρίζουν και να είναι ικανοί να κάνουν μετά την αποφοίτησή τους στο τέλος της 12ης τάξης. Αμερικανική Ένωση για την Προώθηση της Επιστήμης (American Association for the Advancement of Science AAAS) Μεταρρύθμιση του κλάδου Κ12

17 Πρόγραμμα/Project 2061 Καθόρισε στόχους για τη διδασκαλία της διερεύνησης Συστάσεις: να ξεκινάει (ο εκπαιδευτικός) με ερωτήσεις για τη φύση (start with questions about nature) να εμπλέκει τους μαθητές ενεργά να επικεντρώνονται στη συλλογή και χρήση των αποδεικτικών στοιχείων Παρέχετε ιστορική προοπτική να επιμείνουν στην σαφή έκφραση χρήση της ομαδικής προσέγγισης μην διαχωρίζετε τη γνώση από τη ανακάλυψη (finding out) υποβάθμιση της απομνημόνευσης του τεχνικού λεξιλογίου

18 Atlas of Scientific Literacy (AAAS 2001): Δημιουργία 3 σκελών για τα benchmarks
Πώς ερμηνεύουν την Επιστ. Διερεύνηση 1ο : Η απόδειξη και αιτιολογία στη διερεύνηση περιλαμβάνει Στοιχεία Επιχειρηματολογίας παρατηρήσεις και αποδεικτικά στοιχεία Δεύτερη σειρά: κατηγορίες των επιστημονικών ερευνών Μάρτυρες και συνθήκες αξιοπιστία των αποτελεσμάτων τήρηση αρχείων τα είδη των ερευνών Τρίτη σειρά διατείνεται πως: οι επιστημονικές θεωρίες αποτελούνται από έξι κατηγορίες κατανοώντας τα αποδεικτικά στοιχεία (making sense of evidence) εναλλακτικές ερμηνείες (alternative explanations) Τροποποίηση των θεωριών (theory modifications) αξιοπιστία των αποτελεσμάτων (reliability of results) εγγυήσεις /διασφαλίσεις (safeguards) προσδοκίες και εξηγήσεις (expectations and explanations) Η επικάλυψη των κατηγοριών απεικονίζουν τον τρόπο με τον οποίο η διερεύνηση αντιμετωπίζεται ως περιεχόμενο.

19 Το επόμενο ντοκουμέντο: National Science Education Standards
National Research Council (NRC) Εκτιμά τη Διερεύνηση ως το πρωταρχικό στόχο του επιστημονικού εγγραμματισμού Δεν επιχειρεί να ορίσει τη Διερεύνηση. Παρέχει καθοδήγηση σχετικά με το τι οι σπουδαστές της επιστήμης πρέπει να ξέρουν, πώς οι καθηγητές θα πρέπει διδάξουν τις ΦΕ, και πως οι καθηγητές να αξιολογούν τους σπουδαστές. «Προοριζόταν ως πηγή έμπνευσης και οδηγός για το κράτος και τις τοπικές εκπαιδευτικές αρχές» Υπερβαίνει το Project 2061 σχετικά με την περιγραφή του τι είναι έρευνα και Διερεύνηση

20 National Science Education Standards
The NSES provide guidance on what science students are to know, how teachers are to teach science, and how teachers are to assess Η Διερεύνηση είναι η πρώτη περιοχή της επιστήμης που αντιμετωπίζεται από δύο πλευρές-οπτικές: 1. αυτό που οι μαθητές θα πρέπει να αντιλαμβάνονται για την επιστημονική Διερεύνηση και Οι ικανότητες που πρέπει να αναπτύξουν οι μαθητές με βάση τις εμπειρίες τους με την επιστημονική έρευνα. 2. Περιλαμβάνει και τις στρατηγικές διδασκαλίας που σχετίζονται με την Διερεύνηση, προσανατολισμένη σε επιστημονικές δραστηριότητες

21 Η μετά «Σπούτνικ» αντίληψη κυριαρχεί
Επειδή πολλοί εκπαιδευτικοί ειδικά αυτοί που είναι έμπειροι καθηγητές ( αυτοί που είχαν πείρα 10 ή περισσότερα έτη) διατηρούσαν ακόμη τις αντιλήψεις της μετα-Σπούτνικ εποχής, η NCR διετύπωσε διευκρινίσεις για το τί εννοούσε με την «Διερεύνηση» δημοσιεύοντας το «Inquiry and the National Science Education Standards»

22 Inquiry and the National Science Education Standards
Χαρακτηριστικά της διερεύνησης (ανεξάρτητα από το επίπεδο σπουδών) επιστημονικά προσανατολισμένες ερωτήσεις που θα εμπλέξουν τους φοιτητές/μαθητές αποδεικτικά στοιχεία τα οποία θα συλλέγονται από τους φοιτητές/μαθητές και τα οποία θα τους επιτρέπουν να αναπτύξουν και να αξιολογήσουν τις εξηγήσεις που έδωσαν στις επιστημονικά προσανατολισμένες ερωτήσεις εξηγήσεις που θα αναπτύσονται από τους φοιτητές/μαθητές και θα προκύπτουν από τη διαδικασία απόδειξης απαντήσεων για την αντιμετώπιση των επιστημονικώς προσανατολισμένων ερωτήσεων αξιολόγηση των εξηγήσεών τους, οι οποίες μπορούν να περιλαμβάνουν εναλλακτικές εξηγήσεις που αντικατοπτρίζουν την επιστημονική κατανόηση Δημοσιοποίηση (communication) και αιτιολόγηση των προτεινόμενων απο αυτούς εξηγήσεων.

23 National Research Council (1996)
Αλλάζοντας την «έμφαση» ώστε να προωθηθεί η Έρευνα Λιγότερη έμφαση στο Περισσότερη έμφαση στο Δραστηριότητες που επιδεικνύουν και προσδιορίζουν το περιεχόμενο της επιστήμης Δραστηριότητες που ερευνούν και αναλύουν τις επιστημονικές ερωτήσεις Έρευνας που περιορίζονται σε μία «διδακτική ώρα» Έρευνες πιο εκτεταμένες χρονικά Διεκπερωτικές δεξιότητες έξω από το περιεχόμενο Διεκπερωτικές δεξιότητες μέσα στο περιεχόμενο Σε ατομικές διεκπερωτικές δεξιότητες όπως παρατήρηση ή κατάληξη σε συμπέρασμα Κατανόηση πολλαπλών διεκπερωτικών δεξιοτήτων –χειρισμού, νόησης, διαδικαστικές Να δίνουν μία απάντηση Να χρησιμοποιούν αποδεικτικά στοιχεία και στρατηγικές για την ανάπτυξη ή την ανασκόπηση μίας εξήγησης Επιστήμη ως εξερεύνηση και πείραμα Επιστήμη ως σύγκρουση και εξήγηση Παροχή απαντήσεων σε ερωτήσεις για το επιστημονικό περιεχόμενο Συζήτηση επιστημονικών εξηγήσεων Άτομα και ομάδες μαθητών να αναλύουν και να συνθέτουν δεδομένα χωρίς να τα υπερασπίζονται Ομάδες μαθητών συχνά να αναλύουν και να συνθέτουν δεδομένα αφού έχει γίνει η υπεράσπιση των συμπερασμάτων Λίγη έρευνα ώστε να υπάρχει χρόνος να καλυφθεί μεγάλος όγκος του περιεχομένου Περισσότερη έρευνα ώστε να αναπτυχθούν κατανόηση, ικανότητες, αρχές της έρευνας και γνώση του επιστημονικού περιεχομένου Ολοκλήρωση των ερευνών με τα αποτελέσματα του πειράματος Εφαρμογή των αποτελεσμάτων των πειραμάτων σε επιστημονικές διαφωνίες και επεξηγήσεις Διαχείριση των υλικών και του εξοπλισμού Διαχείριση των ιδεών και πληροφοριών «Ιδιωτική» συζήτηση των ιδεών των μαθητών και ανακοίνωση των συμπερασμάτων στον καθηγητή «Δημόσια» συζήτηση των ιδεών των μαθητών και συνεργασία με τους συμμαθητές το NRC (1996, 2000) αναγνώρισε ότι όλες οι έννοιες της επιστήμης δεν μπορούν ή δεν πρέπει να διδάσκονται με έρευνα

24 Λιγώτερη έμφαση.... Περισσότερη έμφαση.....
Λιγώτερη έμφαση Περισσότερη έμφαση..... Δραστηριότητες που επιδεικνύουν και προσδιορίζουν το περιεχόμενο της επιστήμης Δραστηριότητες που ερευνούν και αναλύουν τις επιστημονικές ερωτήσεις Έρευνες που περιορίζονται σε μία «διδακτική ώρα» Έρευνες πιο εκτεταμένες χρονικά Διεκπερωτικές δεξιότητες έξω από το περιεχόμενο Διεκπερωτικές δεξιότητες μέσα στο περιεχόμενο Σε ατομικές διεκπερωτικές δεξιότητες όπως παρατήρηση ή κατάληξη σε συμπέρασμα Κατανόηση πολλαπλών διεκπερωτικών δεξιοτήτων –χειρισμού, νόησης, διαδικαστικές Να δίνουν μία απάντηση Να χρησιμοποιούν αποδεικτικά στοιχεία και στρατηγικές για την ανάπτυξη ή την ανασκόπηση μίας εξήγησης Επιστήμη ως εξερεύνηση και πείραμα Επιστήμη ως σύγκρουση και εξήγηση Παροχή απαντήσεων σε ερωτήσεις για το επιστημονικό περιεχόμενο Συζήτηση επιστημονικών εξηγήσεων Άτομα και ομάδες μαθητών να αναλύουν και να συνθέτουν δεδομένα χωρίς να τα υπερασπίζονται Ομάδες μαθητών συχνά να αναλύουν και να συνθέτουν δεδομένα αφού έχει γίνει η υπεράσπιση των συμπερασμάτων Λίγη έρευνα ώστε να υπάρχει χρόνος να καλυφθεί μεγάλος όγκος του περιεχομένου Περισσότερη έρευνα ώστε να αναπτυχθούν κατανόηση, ικανότητες, αρχές της έρευνας και γνώση του επιστημονικού περιεχομένου Ολοκλήρωση των ερευνών με τα αποτελέσματα του πειράματος Εφαρμογή των αποτελεσμάτων των πειραμάτων σε επιστημονικές διαφωνίες και επεξηγήσεις Διαχείριση των υλικών και του εξοπλισμού Διαχείριση των ιδεών και πληροφοριών «Ιδιωτική» συζήτηση των ιδεών των μαθητών και ανακοίνωση των συμπερασμάτων στον καθηγητή «Δημόσια» συζήτηση των ιδεών των μαθητών και συνεργασία με τους συμμαθητές

25 Δραστηριότητες που επιδεικνύουν και προσδιορίζουν το περιεχόμενο της επιστήμης
Δραστηριότητες που ερευνούν και αναλύουν τις επιστημονικές ερωτήσεις Έρευνας που περιορίζονται σε μία «διδακτική ώρα» Έρευνες πιο εκτεταμένες χρονικά Διεκπερωτικές δεξιότητες έξω από το περιεχόμενο Διεκπερωτικές δεξιότητες μέσα στο περιεχόμενο Σε ατομικές διεκπερωτικές δεξιότητες όπως παρατήρηση ή κατάληξη σε συμπέρασμα Κατανόηση πολλαπλών διεκπερωτικών δεξιοτήτων –χειρισμού, νόησης, διαδικαστικές Να δίνουν μία απάντηση Να χρησιμοποιούν αποδεικτικά στοιχεία και στρατηγικές για την ανάπτυξη ή την ανασκόπηση μίας εξήγησης Επιστήμη ως εξερεύνηση και πείραμα Επιστήμη ως σύγκρουση και εξήγηση Παροχή απαντήσεων σε ερωτήσεις για το επιστημονικό περιεχόμενο Συζήτηση επιστημονικών εξηγήσεων Άτομα και ομάδες μαθητών να αναλύουν και να συνθέτουν δεδομένα χωρίς να τα υπερασπίζονται Ομάδες μαθητών συχνά να αναλύουν και να συνθέτουν δεδομένα αφού έχει γίνει η υπεράσπιση των συμπερασμάτων Λίγη έρευνα ώστε να υπάρχει χρόνος να καλυφθεί μεγάλος όγκος του περιεχομένου Περισσότερη έρευνα ώστε να αναπτυχθούν κατανόηση, ικανότητες, αρχές της έρευνας και γνώση του επιστημονικού περιεχομένου Ολοκλήρωση των ερευνών με τα αποτελέσματα του πειράματος Εφαρμογή των αποτελεσμάτων των πειραμάτων σε επιστημονικές διαφωνίες και επεξηγήσεις Διαχείριση των υλικών και του εξοπλισμού Διαχείριση των ιδεών και πληροφοριών «Ιδιωτική» συζήτηση των ιδεών των μαθητών και ανακοίνωση των συμπερασμάτων στον καθηγητή «Δημόσια» συζήτηση των ιδεών των μαθητών και συνεργασία με τους συμμαθητές

26 National Research Council (1996)
Οι καθηγητές του κλάδου Κ-12 πρέπει να γνωρίζουν ότι η έρευνα εμπλέκει (3 τομείς): τις γνωστικές ικανότητες τις οποίες οι μαθητές πρέπει να αναπτύξουν την κατανόηση των μεθόδων που χρησιμοποιούνται από τους επιστήμονες στην αναζήτηση των απαντήσεων των ερευνητικών ερωτήσεων τους μια ποικιλία διδακτικών στρατηγικών οι οποίες βοηθούν τους μαθητές να μάθουν για την επιστημονική έρευνα, να αναπτύξουν τις ικανότητες τους για έρευνα, και να κατανοήσουν τις έννοιες της επιστήμης Οι δηλώσεις αυτές επιτρέπουν στους εκπαιδευτικούς της επιστήμης να δουν εάν οι απόψεις τους για τους τρεις τομείς της έρευνας είναι συμβατές με το κίνημα της μεταρρύθμισης στο K- 12 επιστήμη.

27 National Research Council (1996)
Θεμελιώδεις ικανότητες της έρευνας (πρώτος τομέας): Ο προσδιορισμός ερωτήσεων και εννοιών οι οποίες θα οδηγούν τις έρευνες (οι φοιτητές διατυπώνουν μια υπόθεση που να είναι δυνατόν να ελεγχθεί πειραματικά και επίσης να χρησιμοποιείται ο κατάλληλος σχεδιασμός) Ο σχεδιασμός και η διεξαγωγή επιστημονικών ερευνών (όπου χρησιμοποιούνται βασικές έννοιες, κατάλληλος εξοπλισμός, μέτρα ασφαλείας, η χρήση των τεχνολογιών, κλπ., όπου οι μαθητές πρέπει να χρησιμοποιούν αποδεικτικά στοιχεία, να εφαρμόζουν τη λογική, και να δομούν επιχειρήματα για τις προτεινόμενες εξηγήσεις τους) Η χρήση κατάλληλων τεχνολογιών και μαθηματικών για τη βελτίωση της έρευνας και της δημοσίευσης Η διατύπωση και αναθεώρηση επιστημονικών εξηγήσεων και μοντέλων που χρησιμοποιούν τη λογική και την απόδειξη( η έρευνα των μαθητών θα πρέπει να έχει ως αποτέλεσμα μια εξήγηση ή ένα μοντέλο) Η αναγνώριση και η ανάλυση εναλλακτικών εξηγήσεων και μοντέλων (επανεξέταση της τρέχουσας επιστημονικής κατανόησης και αποδεικτικών στοιχείων για να καθορίσουν ποια εξήγηση του μοντέλου είναι η καλύτερη) Έκφραση και υπεράσπιση ενός επιστημονικού επιχειρήματος (φοιτητές θα πρέπει να βελτιώνουν τις δεξιότητές τους υποβάλλοντας γραπτές και προφορικές παρουσιάσεις που να περιλαμβάνουν με κατάλληλο τρόπο τα επικριτικά σχόλια των συνομηλίκων). Κατακτώντας αυτές τις έξι ικανότητες που απαιτεί ο Κ-12 καθηγητές της επιστήμης παράσχουν ευκαιρίες πολυεπίπεδης έρευνας για τους φοιτητές. Αυτός ο τύπος της έρευνας δεν είναι απαραίτητο να επαληθεύεται σε εργαστήριο. Η έρευνα βοηθάει τους μαθητές να αναπτύξουν τη κριτική σκέψη, την επιστημονική επιχειρηματολογία, ενώ ταυτόχρονα βοηθάει τη ανάπτυξη μιας βαθύτερης κατανόησης της επιστήμης (NRC, 2000

28 Επιρροή των «Πολιτικών εγγράφων» (Influence of Policy Documents)
Ο δεύτερος τομέας της έρευνας είναι η κατανόηση της έρευνας ώστε οι μαθητές να αναπτύξουν την έννοια του τι είναι επιστήμη και πως λειτουργούν οι επιστήμονες. Οι 6 κατηγορίες που αναγνωρίζονται από το NRC (1996) είναι οι ακόλουθες: 1. Νοητικές αρχές και γνώση που καθοδηγούν τις επιστημονικές έρευνες 2. Έρευνες οι οποίες διεξάγονται για μια μεγάλη ποικιλία λόγων 3. Η χρήση της τεχνολογίας για να βελτιώσει τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων ώστε να έχει ως αποτέλεσμα την μεγαλύτερη ακρίβεια και σαφήνεια των δεδομένων. 4. Η χρήση των μαθηματικών και των εργαλείων και μοντέλων τους για βελτίωση των ερωτήσεων, συλλογή δεδομένων, κατασκευή ερμηνειών και επικοινωνία αποτελεσμάτων. 5. Επιστημονικές εξηγήσεις οι οποίες ακολουθούν εγκεκριμένα κριτήρια που διέπονται από λογικές ερμηνείες, ακολουθούν κανόνες τεκμηρίωσης, είναι ανοικτές σε συζήτηση και τροποποίηση και βασίζονται σε ιστορική και τρέχουσα επιστημονική γνώση, και 6. Διαφορετικά είδη έρευνας και αποτελεσμάτων συμπεριλαμβάνουν ανοικτή επικοινωνία μέσα στην επιστημονική κοινότητα 28

29 Επιρροή των «Πολιτικών εγγράφων» (Influence of Policy Documents)
Αυτός ο τομέας της έρευνας επικεντρώνεται στο πως και το γιατί η επιστημονική γνώση αλλάζει όταν νέα ευρήματα, μέθοδοι ή ερμηνείες εμφανίζονται ανάμεσα στα μέλη της επιστημονικής κοινότητας. Τα προγράμματα επιστημονικής μεθοδολογίας χρειάζεται να εφοδιάσουν τους μελλοντικούς καθηγητές της επιστήμης με υποδειγματικά παραδείγματα της έρευνας σαν πεδίο γνώσης. Το να εφοδιαστούν με ένα μοντέλο ποιοτικών οδηγιών θα μπορούσε να βελτιώσει την άποψη τους για τον επιστημονικό αλφαβητισμό. 29

30 Επιρροή των «Πολιτικών εγγράφων» (Influence of Policy Documents)
Ο τρίτος τομέας της έρευνας με βάση τον NSES εντοπίζεται στις αρχές διδασκαλίας. Οι διαστάσεις στη διδασκαλία της έρευνας περιλαμβάνουν στρατηγική στο να εκτιμηθούν οι προηγούμενες γνώσεις των μαθητών και τρόπους για να χρησιμοποιηθεί αυτή την πληροφορία στη διδασκαλία τους αποτελεσματικές στρατηγικές ερωτήσεων (περιλαμβάνουν ανοικτού τύπου ερωτήσεις), μακροπρόθεσμες έρευνες, παρά βραχυπρόθεσμες επαληθευτικού τύπου, κ.α. 30

31 Επιρροή των «Πολιτικών εγγράφων» (Influence of Policy Documents)
το τελευταίο μισό του 20ου Αιώνα συσχετίστηκε η Διερεύνηση με την «καλή διδασκαλία και εκμάθηση της επιστήμης» Anderson (2002): Θεωρούσε ότι οι απόψεις και οι αξίες των καθηγητών των Φ. επιστημών σχετικά με τους μαθητές, τη διδασκαλία και το σκοπό της έρευνας επηρεάζουν την υιοθέτηση από μέρους τους και την εφαρμογή της Διερεύνησης. Περιγράφει 3 εμπόδια ή διλήμματα που επηρεάζουν την εφαρμογή της όπως την οραματίζεται η NSES: 31

32 Τα 3 διλήμματα/ εμπόδια κατά τον Anderson (2002)
1. Τεχνικά διλήμματα (περιλαμβάνουν την ικανότητα να διδάσκουν εποικοδομητικά): ο βαθμός δέσμευσης στο διδακτικό βιβλίο, οι προκλήσεις που παρουσιάζονται από τις κρατικές αξιολογήσεις, η δυσκολία της εφαρμογής της ομαδικής εργασίας, η πρόκληση του νέου ρόλου του καθηγητή ως εμψυχωτή, η πρόκληση του νέου ρόλου του μαθητή ως ενεργού κι όχι παθητικού μαθητευόμενου 2. Πολιτικά διλήμματα: Τα βραχυπρόθεσμα ή περιορισμένα προγράμματα μετεκπαίδευσης, η γονική αντίδραση για το πώς διδάσκεται η επιστήμη (σε σχέση με αυτό που οι ίδιοι έχουν βιώσει), διαφωνίες μεταξύ των εκπαιδευτικών σχετικά με το τί και πώς θα διδάξουν, έλλειψη διαθέσιμων πόρων. 3. Πνευματικά διλήμματα: ποιότητα των διδακτικών εγχειριδίων και υποστηρικτικών μέσων, γνώμες για τους σκοπούς της αξιολόγησης και η άποψη για την προετοιμασία του επόμενου μαθήματος ΦΕ. 32

33 Τα 3 διλήμματα/ εμπόδια κατά τον Anderson (2002)
Με βάση τα διλήμματα του Anderson (2002), υπάρχουν αρκετοί λόγοι για τους οποίους η Διερεύνηση δεν θα μπορέσει να ενεργοποιηθεί όπως προττείνεται από τα πολιτικά έγγραφα όπως το Project 2061 και το NSES (NRC, 1996), παρόλο που το NSES έχει έναν τομέα ειδικευόμενο σε θέματα επαγγελματικής ανάπτυξης όπου η έρευνα έχει μακροπρόθεσμες συστάσεις επαγγελματικής ανάπτυξης αναφερόμενες στους 3 τομείς της. Επιπλέον, ορισμένοι καθηγητές, μπορεί να έχουν ακόμη την πεποίθηση ότι η έρευνα επικεντρώνεται κυρίως σε προσωπικές δεξιότητες Απαιτεί να αφιερώσουν αρκετό χρόνο και να αποκτήσουν μεγάλη διδακτική ευχέρεια According to McIntosh (2001), science faculty will need to modify their planning so that the science class has true course goals of content and inquiry Ανάγκη να κατανοήσουν και αυτοί και τα μέλη ΔΕΠ την πιο πρόσφατη οπτική πάνω στη διδασκαλία της Διερεύνησης [to become competent in a standards-based approach for inquiry.] 33

34 Επιρροή των «Πολιτικών εγγράφων» (Influence of Policy Documents)- Συνέχεια
Οι νέοι καθηγητές Κ-12 χρειάζεται να αποκτήσουν εμπειρίες όπου η διερεύνηση θα παίζει κυρίαρχο ρόλο στα μαθήματα των ΦΕ. Να δίνουν αξία στη Διερεύνηση και να μην αρκούνται στο «τη συζητάμε αλλά δεν την εφαρμόζουμε». Ο Siebert (2001): συνέστησε να προαχθεί η έρευνα μέσω της εργαστηριακής εμπειρίας παρά να είναι επιβεβαιωτική Η εργαστηριακή εμπειρία πρέπει να περιλαμβάνει ομαδική δουλειά και να είναι «open-ended” και μακροπρόθεσμη παρά βραχείας περιόδου. Οι μελλοντικοί καθηγητές θα χρειαστεί να βιώσουν την Διερεύνηση ως μαθητευόμενοι και να την παρατηρήσουν να συμβαίνει μέσα στο πλαίσιο του δικού τους πεδίου εμπειριών. 34

35 Επιρροή των «Πολιτικών εγγράφων» (Influence of Policy Documents)- Συνέχεια: Κατασκευή λαθεμένων αντιλήψεων από τους μαθητές για τη Διερεύνηση Οι Chinn και Malhotra (2002): κατασκεύασαν ένα θεωρητικό πλαίσιο ώστε να συγκρίνουν την αυθεντική έρευνα και Διερεύνηση που πραγματοποιείται από ερευνητές με αυτήν που λαμβάνει χώρα στα πλαίσια του σχολείου από τους Κ-12 καθηγητές. Παρατήρησαν πως η έρευνα στα πλαίσια του σχολείου οδηγεί στο να θεωρούν οι μαθητές, πως το σκεπτικό και οι αιτιολογήσεις της διερεύνησης είναι απλή, βέβαιη και αλγοριθμική, με έμφαση στις επιφανειακές παρατηρήσεις Μόνο το 2% των δραστηριοτήτων των διδακτικών εγχειριδίων επέτρεπε στους μαθητές να επιλέξουν τις δικές τους μεταβλητές, λιγότερο να σχεδιάσουν οι ίδιοι πως θα έλεγχαν τις μεταβλητές τους και μόνο το 17% είχε πολλαπλές παρατηρήσεις 35

36 Προτάσεις Volkmann και Abell
Αντικατάσταση των διαδικασιών ή «συνταγών», στις οποίες μια τάξη ή ομάδα μαθητών αναγνωρίζει μεταβλητές και αναπτύσσουν λειτουργικές διαδικασίες Οι ερμηνείες/ εξηγήσεις να δίνονται μετά το εργαστήριο, παρά πριν, ούτως ώστε οι μαθητές να ψάχνουν για (patterns) πρότυπα για να αναπτύξουν εξηγήσεις Παρουσίαση αυτών των εξηγήσεων σε άλλους μέσα από μια ποικιλία επικοινωνιακών μορφών (προφορικά, αφίσα ή γραπτά) 36

37 Cothron, Giese και Rezba (1996)
Χρησιμοποίησαν μια στρατηγική 4ων ερωτήσεων, ώστε να βοηθήσουν τους μελλοντικούς καθηγητές να αναπτύξουν μια αντίληψη για την έρευνα μέσα από πειραματικό σχεδιασμό Οι 4 ερωτήσεις τους είναι όπως οι ακόλουθες: Τι υλικά είναι ευκόλως διαθέσιμα για να πραγματοποιηθούν πειράματα πάνω σε …………..(γενικό θέμα); Πώς μπορώ να αλλάξω μια σειρά από …………. (γενικό θέμα) υλικών ώστε να επηρεάσω μια πράξη; Πώς δρα το ………….. (γενικό θέμα); Πώς μπορώ να μετρήσω ή να περιγράψω την απόκριση του ………… (γενικό θέμα) στην αλλαγή ; Αυτή η γενική μορφή επιτρέπει στους μαθητές να πραγματοποιήσουν στη συνέχεια τον προσωπικό τους πειραματικό 37

38 Cothron, Giese και Rezba (1996)
Σε αυτό το μοντέλο, μια επιστημονική ερώτηση μπορεί να τεθεί από τον καθηγητή ή να αφεθεί η ομάδα των μαθητών να τη σχηματίσει, πριν τη μοιραστούν με τον καθηγητή. Οι 4 ερωτήσεις βοηθούν τους μαθητές να αναγνωρίσουν τι είδους υλικά, μεταβλητές και στρατηγικές μέτρησης πρέπει να χρησιμοποιηθούν. 38

39 Κλείσιμο Το 2000 το NRC εξέδωσε το Inquiry and the National Science Education Standards, με σκοπό να ξεκαθαριστεί η διδασκαλία της έρευνας. Κάθε έρευνα θα πρέπει να δεσμεύει τον μαθητή σε μια επιστημονικά προσανατολισμένη ερώτηση, η οποία πρέπει να είναι μέσα στα ενδιαφέροντα του για να την κάνει κτήμα του. 39

40 Κλείσιμο Siebert και McIntosh (2001): διαχώρισαν δύο τμήματα στο πρόγραμμα προετοιμασίας των καθηγητών της επιστήμης, το τμήμα της επιστήμης και το τμήμα της εκπαίδευσης Τμήμα της επιστήμης: υπεύθυνο για την επιστημονική γνώση των καθηγητών, την κατανόηση της φύσης της επιστήμης, την κατανόηση και χρήση επιστημονικού τρόπου σκέψης Τμήμα της εκπαίδευσης: προσφέρει πληροφορίες που σχετίζονται με τη διδασκαλία και τη μάθηση, συμβουλές για βοήθεια στη μελέτη και τον αναστοχασμό, και πως να χρησιμοποιούν την προσωπική τους έρευνα για να πάρουν αποφάσεις πάνω στην ποιότητα του σχολικού προγράμματος της διδασκαλίας και την εκτίμηση της κατάστασης στην τάξη τους Χρειάζεται να υπάρξει μια κοινή κατανόηση σχετικά με την έρευνα τόσο από τον τομέα της επιστήμης όσο και από αυτόν της εκπαίδευση. Σε αντίθετη περίπτωση, οι μελλοντικοί καθηγητές της επιστήμης δεν θα είναι προετοιμασμένοι να εφαρμόσουν της έρευνα όπως προτείνεται από το NSES (NRC, 1996, 2000) 40

41 Κλείσιμο Weiss, Pasley, Smith, Banilower και Heck (2003): μελέτη για τη διδασκαλία της έρευνας στην τάξη Οι εκπαιδευτές των καθηγητών στην επιστήμη συνιστούν τη χρήση της έρευνας, αλλά τελικά υπάρχει μικρός αντίκτυπος στα Κ-12 σχολεία 41

42 Κλείσιμο Με βάση τους τελευταίους ορισμούς του τι είναι έρευνα (Minstrell, 2000, Barmann, 2002, Lederman, 2003) προκύπτει ότι δεν υπάρχει μια κοινή συμφωνία μέσα στην επιστημονική εκπαιδευτική κοινότητα σχετικά με το ποια είναι η έννοια της έρευνας όπως προτείνεται από το NRC (1996) Οι νέοι καθηγητές βρίσκονται σε σύγχυση, ενώ οι βετεράνοι βασίζονται ακόμα στον ορισμό που είχαν μάθει στο δικό τους πρόγραμμα προετοιμασίας 42

43 Κλείσιμο Εάν τα προγράμματα προετοιμασίας καθηγητών επιστήμης δεν προσφέρουν ερευνητική προσέγγιση τόσο στα εκπαιδευτικά όσο και στα επιστημονικά μαθήματα, δεν θα υπάρξει περίπτωση να δούμε την έρευνα στις Κ-12 τάξεις οι Κ-12 καθηγητές της επιστήμης θα πρέπει να βιώσουν προσωπικά την έρευνα στα γνωστικά προγράμματα της επιστήμης 43

44 Κλείσιμο Οι καθηγητές της επιστήμης οι οποίοι θα εφαρμόσουν την έρευνα όπως περιγράφεται σε αυτή τη δημοσίευση, θα πρέπει να λαμβάνουν υπ’ όψιν τις προηγούμενες γνώσεις των μαθητών κατά την ενσωμάτωση των νέων Κατά τη διάρκεια του προηγούμενου αιώνα, η έρευνα είχε πολλαπλές ερμηνείες. Ελπίζουμε ότι την πρώτη δεκαετία του 21ου αιώνα, θα μπορέσουμε να φτάσουμε σε μια αμοιβαία συναίνεση γύρω από το τι είναι έρευνα χρησιμοποιώντας τους 3 τομείς της (ικανότητες, κατανόηση και διδακτικές στρατηγικές) όπως περιγράφονται από το NSES (NRC, 1996). 44

45 Ποιοι είναι οι τρεις τομείς της έρευνας σύμφωνα με την
Ερώτηση αξιολόγησης Ποιοι είναι οι τρεις τομείς της έρευνας σύμφωνα με την NSES (NRC, 1996);

46 ΕΥΧΑΡΙΣΤΟΥΜΕ ΠΟΛΥ 46