Eποικοδομητική προσέγγιση της διδασκαλίας Στην εποικοδομητική μέθοδο κυρίαρχο ρόλο παίζουν οι ιδέες των μαθητών. Η γνώση είναι μεταβαλλόμενη και οικοδομείται από τον καθένα χωριστά γι' αυτό είναι υποκειμενική. Η μάθηση είναι συνήθως προϊόν της εννοιολογικής αλλαγής που επέρχεται στους μαθητές λόγω της γνωστικής σύγκρουσης στην οποία υποβάλλονται.

Eποικοδομητική προσέγγιση της διδασκαλίας Οι Driver και Oldham (1985) πρότειναν ένα μοντέλο στη μάθηση και στη διδασκαλία που περιλαμβάνει τη φάση του προσανατολισμού, της ανάδειξης των ιδεών των μαθητών, της αναδόμησης των ιδεών, της εφαρμογής των νέων ιδεών και της ανασκόπησης.

Η φάση του προσανατολισμού Στην αρχή της διδασκαλίας ο δάσκαλος προσπαθεί να προκαλέσει την προσοχή και το ενδιαφέρον των μαθητών, να τους προετοιμάσει σ' αυτό που θα ακολουθήσει, ώστε να είναι από την αρχή συγκεντρωμένοι και να αγωνιούν για τη συνέχεια. Έτσι θα αφοσιωθούν καλύτερα στις δραστηριότητες που θα διεξάγουν οι ίδιοι. Για να προκαλέσει το ενδιαφέρον των παιδιών εκτός από την παρατήρηση του φαινομένου, μπορεί να παρουσιάσει μια συλλογή από αντικείμενα, κάρτες, παρατήρηση μιας διαφάνειας στον ανακλαστικό προβολέα, ενός βίντεο, κλπ.

Η φάση της ανάδειξης των ιδεών Σ' αυτή τη φάση ο δάσκαλος διερευνά τι γνωρίζουν οι μαθητές για το θέμα. Αυτό το επιτυγχάνει με ανοικτές ερωτήσεις προς τα παιδιά, ενώ καταγράφει τις απόψεις τους αλλά και τις απορίες τους, τις οποίες θα πρέπει να διαλευκάνει. Οι μαθητές εξωτερικεύουν τις ιδέες τους προφορικά ή γραπτά. Ο δάσκαλος προγραμματίζει τις διδακτικές στρατηγικές που προσφέρονται σε κάθε περίπτωση.

Η φάση της ανάδειξης των ιδεών Η ανάδειξη των ιδεών των μαθητών μπορεί να γίνει με διάλογο σε εξατομικευμένη βάση κατά τη διάρκεια δραστηριοτήτων στην τάξη ή, σε συζήτηση μικρών ομάδων. Οι πειραματικές δραστηριότητες, τα ερωτηματολόγια, οι ατομικές εργασίες είναι τρόποι ανάδειξης των ιδεών. Η παρατήρηση ενός φαινομένου σε βίντεο, σε ταινία και η περιγραφή του από τους μαθητές αποτελεί ένα σημαντικό παιδαγωγικό εργαλείο που μπορεί να βοηθήσει να εκμαιεύσει τις πρώιμες ιδέες, αναπαραστάσεις των μαθητών.

Η φάση της ανάδειξης των ιδεών Ένας άλλος τρόπος να παρακολουθήσουμε τις ιδέες και την αντιληπτική ικανότητα των παιδιών είναι τα υποθετικά πειράματα που ζητάμε από τους μαθητές να προβλέψουν τα αποτελέσματα κάποιων πειραμάτων που περιγράφουμε. Οι μαθητές καταγράφουν τις απόψεις τους στο φύλλο εργασίας καθώς εργάζονται σε ομάδες συνήθως των τριών ατόμων. Στη συνέχεια τις συγκεντρώνει ο δάσκαλος και ακολουθεί η κατηγοριοποίηση των απαντήσεων-τα μοντέλα των ιδεών των μαθητών. Ο ρόλος του δασκάλου είναι να προσπαθήσει να οδηγήσει τους μαθητές του να οδηγηθούν από τα μοντέλα τους στο επιστημονικό μοντέλο.

Η φάση της αναδόμησης των ιδεών Στη φάση αυτή οι μαθητές ενθαρρύνονται να ελέγξουν τις ιδέες τους με σκοπό να τις επεκτείνουν, να αναπτύξουν νέες ιδέες ή να αντικαταστήσουν τις προϋπάρχουσες με άλλες. Πχ υλοποιούν το πείραμα για να ελέγξουν τις υποθέσεις τους μέσω των πραγματικών αποτελεσμάτων. Αν τα αποτελέσματα του πειράματος συμπίπτουν με την πρόβλεψη, τότε έχουμε επιβεβαίωση της υπάρχουσας γνώσης. Σε διαφορετική περίπτωση, έχουμε γνωστική σύγκρουση. Ο δάσκαλος καθοδηγεί τους μαθητές να συγκρίνουν τις ιδέες τους, να είναι σε θέση να αναγνωρίσουν αποτελέσματα που δεν ταιριάζουν με την ιδέα που ερευνούν, ακόμα και αν είναι δική τους.

Η φάση της εφαρμογής Στη φάση αυτή αυτά που παρατήρησαν τα παιδιά στο πείραμα για να τα αφομοιώσουν και να τα ερμηνεύσουν καλύτερα πρέπει να τα βιώσουν σε καταστάσεις και εμπειρίες της καθημερινής τους ζωής. Θα πρέπει να είναι σε θέση να διατυπώσουν προβλήματα, να θέσουν ερωτήματα και να τα απαντήσουν . Να τους δοθεί δηλαδή η ευκαιρία να διαπιστώσουν πώς οι νέες ιδέες που απέκτησαν μπορούν να εφαρμοστούν στη λύση πραγματικών προβλημάτων.

Η φάση της ανασκόπησης Σ' αυτή τη φάση οι μαθητές θα πρέπει να συγκρίνουν τις αρχικές με τις νέες ιδέες τους. Συνειδητοποιούν τις αρχικές ιδέες τους και τις τελικές τις επιστημονικές, καθώς επίσης και τη γνωστική πορεία της αλλαγής. Αυτό αποτελεί μέσο αυτοελέγχου και ονομάζεται μεταγνώση.•

Αξιολόγηση Ο δάσκαλος αξιολογεί την όλη διαδικασία δηλαδή αν πέτυχε τους στόχους που έθεσε, αν απάντησε στις ερωτήσεις και τις απορίες των παιδιών, αν έφτασαν από τις αρχικές τους ιδέες στις επιστημονικές. Επίσης αν η διδασκαλία και η μάθηση έγιναν σε ευχάριστο κλίμα, αν τα παιδιά συνεργάστηκαν μεταξύ τους και ποια ήταν η συμμετοχή και ο ρόλος του καθενός στην όλη διαδικασία.

Δεξιότητες επιστημονικής μεθόδου Στη σημερινή εποχή είναι απαραίτητο οι μαθητές να ασκηθούν στον τρόπο με τον οποίο σκέφτονται, εργάζονται και λύνουν τα προβλήματα οι επιστήμονες , στις διαδικασίες που ακολουθούν στις έρευνες τους. Η ανάπτυξη της γνώσης επιβάλλει ολοένα και περισσότερα καθήκοντα. Το γεγονός ότι η επιστημονική γνώση εξελίσσεται ή κάποιες φορές αναθεωρείται επιβάλλει στα εκπαιδευτικά συστήματα όλων των χωρών να διδάξουν τους μαθητές πώς να μαθαίνουν.

Διαδικασίες επιστημονικής μεθόδου Οι διαδικασίες της επιστημονικής μεθόδου είναι: Παρατήρηση, Ταξινόμηση, Μαθηματικές εκφράσεις, Μέτρηση, Χωροχρονικές σχέσεις, Επικοινωνία,, Προβλέψεις, Εξαγωγή συμπερασμάτων, Λειτουργικοί ορισμοί, Υποθέσεις, Ερμηνεία, Αναγνώριση και έλεγχο μεταβλητών, Διεξαγωγή πειραμάτων, Κατασκευή μοντέλων

Παρατήρηση Συλλογή πληροφοριών μέσω των αισθήσεων για τις ιδιότητες των σωμάτων ή φαινομένων. Διεύρυνση εμπειριών. Ομοιότητες – διαφορές, σύγκριση αλλαγών. Συνοχή και ακολουθία (επαγωγή). Ελεύθερη παρατήρηση, καθοδηγούμενη. Απλά όργανα. Χρήση όλων των αισθήσεων διαδοχικά. Ίδιο αντικείμενο, διαφορετικές γωνίες / χρόνοι.

Ταξινόμηση - Μέτρηση Οργάνωση δεδομένων με χρήση κριτηρίων. Ομαδοποίηση, σειροθέτηση, οργάνωση σύνθετων δομών. Κριτήρια: μορφολογικά, λειτουργικά, ιδιότητες, λογικές σχέσεις. Υποδιαιρέσεις. Εύρεση της τιμής ενός μεγέθους με τη χρήση μονάδας μέτρησης. Καταλληλότητα μονάδας; Σύγκριση αντικειμένων ως προς το ίδιο μέγεθος. Μη συμβατικές μονάδες (μπογιές, καλαμάκια). Ορθότητα και σταθερότητα. Καταγραφή.

Επικοινωνία. Έκφραση και ανταλλαγή ιδεών, γνώσεων, ερωτημάτων Επικοινωνία. Έκφραση και ανταλλαγή ιδεών, γνώσεων, ερωτημάτων. Αναδιαμόρφωση από το δέκτη. Περιγραφή του τι παρατηρούμε. Υποβολή ερωτήσεων. Εξηγήσεις. Συζήτηση εμπειριών. Καταγραφή και αναπαράσταση. Προφορική ανακοίνωση στην ομάδα. Διατύπωση λειτουργικού ορισμού. Ερμηνεία παρατήρησης. Λογική αιτιολόγηση των όσων παρατηρούμε. Σύνθεση βιωμάτων και πληροφοριών. Πλήθος παρατηρήσεων και ατόμων – αξιοπιστία. Παρότρυνση με ερωτήσεις για ερμηνεία, σύγκριση.

Πρόβλεψη. Περιγραφή του τι αναμένουμε να συμβεί με βάση εμπειρίες και θεωρίες. Δεν αποβλέπει στην εξήγηση φαινομένων (υπόθεση). Απαντά στην ερώτηση: ‘τι θα συμβεί αν…’. Ανάπτυξη σκεπτικού. Καταγραφή και σύγκριση αργότερα με τα αποτελέσματα. Ποιο πείραμα είναι κατάλληλο για να ελέγξουμε μια πρόβλεψη; Διατύπωση υπόθεσης. Πιθανή εξήγηση ή θεωρία για ένα φαινόμενο προς διερεύνηση. Προσωρινή, δοκιμαστική θεωρία. Νόμος, ή απόρριψη; Απαντά στην ερώτηση: ‘Γιατί συμβαίνει;’ Αναγνώριση σχέσεων μεταξύ μεταβλητών. Αποσαφήνιση και καθορισμός αιτιακών σχέσεων. Τροποποίηση.

Ερμηνεία δεδομένων και εξαγωγή συμπερασμάτων Επεξεργασία, συγκρίσεις, εύρεση σχέσεων και μοτίβων. Σχέση με άλλες δεξιότητες (ταξινόμηση, επικοινωνία, πρόβλεψη, υπόθεση). Οργάνωση και ερμηνεία δεδομένων. Εντοπισμός σχέσεων που επαναλαμβάνονται. Επαλήθευση ή απόρριψη υποθέσεων. Αναγνώριση και έλεγχος μεταβλητών Παράγοντες που μεταβάλλονται και επηρεάζουν ένα φαινόμενο. Διατήρηση και αλλαγή μεταβλητών. Ανεξάρτητες, εξαρτημένες και ελεγχόμενες (σταθερές) μεταβλητές.

Μοντελοποίηση. Κατασκευή που αναπαριστά κομμάτι του φυσικού κόσμου Μοντελοποίηση. Κατασκευή που αναπαριστά κομμάτι του φυσικού κόσμου. Οικοδόμηση νοητικών μοντέλων. Έκφραση και επικοινωνία. Επιλογή των κρίσιμων χαρακτηριστικών. Σύγκριση διαφορετικών μοντέλων. Λεκτική περιγραφή.

Τα εργαλεία των διδακτικών προσεγγίσεων Για να επιτευχθεί καλύτερο μαθησιακό αποτέλεσμα στη διδασκαλία χρησιμοποιούνται ή εργαλεία για τις διδακτικές προσεγγίσεις όπως οι ερωτήσεις, οι σωκρατικοί διάλογοι, οι μεταφορές, οι αναλογίες, η λύση των προβλημάτων, η γνωστική σύγκρουση, εννοιολογικοί χάρτες, το δραματικό παιχνίδι, η προσομοίωση στον ηλεκτρονικό υπολογιστή κ.τ.λ.

Οι ερωτήσεις θεωρούνται εργαλεία που έχουν ως στόχο την ανάδυση των απόψεων των μαθητών. Απευθύνονται σ' όλους τους μαθητές, και αποτελούν μια προέκταση της φάσης του προσανατολισμού. Οι σωκρατικοί διάλογοι Ο Σωκράτης, στην προσπάθεια του να εκμαιεύσει τις απόψεις των μαθητών εισήγαγε το διάλογο. Άφηνε τους συνομιλητές του να ομιλούν και μετά ρωτούσε. Με τον τρόπο αυτό διευκόλυνε τη διαπίστωση των αντιφάσεων των συνομιλητών του. Στο σωκρατικό μοντέλο ο δάσκαλος κατανοεί τις απόψεις του μαθητή, μπορεί να δημιουργεί τον κατάλληλο προβληματισμό και να τον κατευθύνει στη δημιουργία εννοιολογικά συνετών θεωριών.

Η μεταφορά και η αναλογία στη διδασκαλία Οι μαθητές, όταν προσεγγίζουν έναν τομέα που δεν τους είναι αρκετά οικείος, ανακαλούν στη μνήμη τους ένα πρόβλημα του οποίου γνωρίζουν τη λύση και που το θεωρούν ανάλογο με το προς επίλυση πρόβλημα. Η μεταφορά συμβάλλει στην επέκταση των δυνατοτήτων μας για επικοινωνία. Διευκολύνει τη δραστηριότητα κωδικοποίησης και ανάκλησης των πληροφοριών από τη μνήμη.

Η επίλυση των προβλημάτων Η μάθηση μέσω της επίλυσης προβλημάτων ανοικτού τύπου είναι μια πολύ καλή προσέγγιση για τη διδασκαλία. Τα προβλήματα αυτά δεν έχουν μια λύση υπάρχει δηλαδή η καλύτερη λύση και όχι η μοναδική σωστή λύση. Οι μαθητές πρέπει να βρουν τον τρόπο με τον οποίο θα εργαστούν στα προβλήματα και επειδή αναφέρονται στην καθημερινή ζωή τους προκαλούν το άμεσο ενδιαφέρον. Ο ρόλος του δασκάλου είναι συμβουλευτικός. Αυτός θέτει τα ανάλογα ερωτήματα ώστε η επίλυση του προβλήματος να προκύπτει ως ένα φυσικό μέρος της διδασκαλίας.

Οι εννοιολογικοί χάρτες Αποτελούν πολύτιμα εργαλεία στην εκπαιδευτική διαδικασία. Η χρήση τους στη διδασκαλία αναπτύχθηκε αρχικά από τον J. D. Novak με βάση τη θεωρία του Ausubel που τόνιζε τη σημασία της προϋπάρχουσας γνώσης για τη δυνατότητα κατάκτησης νέων εννοιών. Η σύγκριση του χάρτη ιδεών των μαθητών και αυτού που στοχεύουμε να έχουν στο τέλος μιας σειράς μαθημάτων, επιτρέπει να σχεδιάσει τη διδακτική πορεία. Η εκμάθηση νέων εννοιών λοιπόν διευκολύνεται από τη συσχέτιση τους με άλλες σχετικές έννοιες. Η οργανωμένη παρουσίαση της γνώσης βοηθά στην κατανόηση, αποθήκευση και ανάκληση της γνώσης αυτής.