Ο δύσκολος δρόμος του επιστήμονα που θέλει να γίνει «δάσκαλος» φυσικών επιστημών Κ. Χαλκιά Καθηγήτρια Διδακτικής Φυσικών Επιστημών Σχολή Επιστημών Αγωγής Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών 24/2/2015

Κεφάλαιο 1ο: Η συνειδητοποίηση των «δυσκολιών» Οι ιδιαιτερότητες του μαθήματος των φυσικών επιστημών

1η «δυσκολία»: Το γνωστικό αντικείμενο καθεαυτό Η συνθετότητα του φυσικού κόσμου (Η ποικιλία και η ενότητα του φυσικού κόσμου) ------------------------------------ Συνειδητοποίηση ότι η κατανόηση του κόσμου απαιτεί υψηλού βαθμού αφαιρετική ικανότητα και ικανότητα υπέρβασης της καθημερινής εμπειρίας.

2η «δυσκολία»: Η φύση της επιστήμης Η φιλοσοφία Η ιστορία των φυσικών επιστημών ------------------------------------ Συνειδητοποίηση ότι οι φυσικές επιστήμες: α) έχουν ριζοσπαστικό χαρακτήρα και β) αναπτύχθηκαν σε συγκεκριμένες κοινωνικο-πολιτισμικές συνθήκες για να καλύψουν συγκεκριμένες κοινωνικές ανάγκες .

3η δυσκολία: Τα αισθητήρια όργανα ως μέσον πρόσληψης του κόσμου Ελάχιστο τμήμα των πληροφοριών που έρχονται από τον φυσικό κόσμο προσλαμβάνεται από τις αισθήσεις. Σχηματισμός μιας αποσπασματικής ή και παραπλανητικής εικόνας για τον κόσμο. ------------------------------------ Συνειδητοποίηση ότι οι αισθητηριακές εμπειρίες αποτελούν προϋπόθεση και ταυτόχρονα εμπόδιο για την κατανόηση του κόσμου.

4η «δυσκολία»: Ο άνθρωπος μέρος του συστήματος (του φυσικού κόσμου) Ανθρωποκεντρική και περιορισμένη αντίληψη του φυσικού κόσμου Δύσκολο να επιτευχθεί γενική εποπτεία του φυσικού κόσμου, αποστασιοποιημένη από την προσωπική αντίληψη του κόσμου. ------------------------------ Συνειδητοποίηση ότι οι μαθητές/τριες δύσκολα μπορούν να κάνουν γενικεύσεις, καθώς θα πρέπει να υπερβούν την καθημερινή εμπειρία τους.

5η «δυσκολία»: Η χρήση της κοινής λογικής Περιορισμένος αριθμός δεδομένων Ατελείς συλλογισμοί ------------------------------------ Συνειδητοποίηση ότι η χρήση της κοινής λογικής δεν οδηγεί πάντα στην κατάκτηση ερμηνευτικών πλαισίων για την λειτουργία του κόσμου συμβατών με την επιστήμη.

6η «δυσκολία»: Η καθημερινή (λαϊκή) γνώση Ο άνθρωπος μοιράζεται γνώσεις και εμπειρίες (πόρους) με άλλους ανθρώπους από το κοινωνικοπολιτισμικό περιβάλλον στο οποίο ζει. Οι γνώσεις αυτές (καθημερινή γνώση) είναι αποτελεσματικές για την επιβίωσή του. ------------------------------------ Συνειδητοποίηση ότι οι μαθητές/τριες υποσυνείδητα έχουν δημιουργήσει συνεπή και ανθεκτικά γνωστικά σχήματα για την κατανόηση του κόσμου

7η «δυσκολία»: Το κοινωνικοπολιτισμικό περιβάλλον Οι αξίες της κουλτούρας των φίλων, της οικογένειας, κ.λπ. Ο Λόγος της οικογένειας Η καθημερινή γλώσσα («της έριξε μια ματιά») ------------------------------------ Συνειδητοποίηση ότι οι μαθητές/τριες έρχονται στο σχολείο μεταφέροντας τρόπους συλλογισμών, αξίες, ενδιαφέροντα και στάσεις ως προς την επιστήμη που διαμορφώνονται από το ευρύτερο κοινωνικο-πολιτισμικό περιβάλλον τους.

8η «δυσκολία»: Οι ιδέες (αντιλήψεις) των μαθητών για έννοιες και φαινόμενα του φυσικού κόσμου Οι μαθητές έρχονται στο μάθημα με διαμορφωμένες αντιλήψεις για τον φυσικό κόσμο οι οποίες συχνά είναι ασύμβατες με την επιστημονική γνώση. Οι αντιλήψεις αυτές είναι λανθάνουσες (απαιτούν ειδική τεχνική για να έρθουν στην επιφάνεια) Βασίζονται στην αισθητηριακή εμπειρία και στην κοινή λογική («κλείσε την πόρτα να μην μπει το κρύο»)

(Οι μαθητές/τριες δεν έχουν λόγο να τις αμφισβητήσουν) 8η «δυσκολία»: Οι ιδέες (αντιλήψεις) των μαθητών για έννοιες και φαινόμενα του φυσικού κόσμου Επηρεάζονται από την καθημερινή γνώση και το ευρύτερο κοινωνικοπολιτισμικό περιβάλλον (Οι μαθητές/τριες δεν έχουν λόγο να τις αμφισβητήσουν) Είναι εξαιρετικά ανθεκτικές στη διδασκαλία (συχνά εντάσσονται σε θεωρητικά σχήματα) ------------------------------------ Συνειδητοποίηση ότι απαιτείται διδακτικός κόπος και ειδική τεχνική (στρατηγικές διδασκαλίας) για να αναδομηθούν οι ιδέες των μαθητών/τριών προς την επιστημονική γνώση.

9η «δυσκολία»: Η προσπάθεια αναπαράστασης του περιεχομένου των φ.ε. Πώς γίνεται το αόρατο ορατό; Πώς «διαβάζουμε» μια εικόνα στις φ.ε.; (http://phet.colorado.edu/el/simulation/circuit-construction-kit-dc) Η σημειολογία των απεικονίσεων Η συνύπαρξη ρεαλιστικών και αφαιρετικών στοιχείων σε μία εικόνα ------------------------------------ Συνειδητοποίηση ότι κάθε προσπάθεια μοντελοποίησης και απεικόνισης ερμηνευτικών σχημάτων εγκυμονεί τον κίνδυνο παρανοήσεων και δημιουργίας εναλλακτικών ιδεών στους/στις μαθητές/τριες.

10η «δυσκολία»: Οι άτυπες πηγές «μάθησης» «Μουσεία», ΜΜΕ, Εκδόσεις, κ.λπ. το αόρατο υπόβαθρο της τυπικής εκπαίδευσης Συχνά: Εκφέρουν το μήνυμά τους με την αξιοποίηση εντυπωσιακής και υπερσύγχρονης τεχνολογίας, Η διδακτική τους μεθοδολογία είναι εμπειρική και συντηρητική. ------------------------------------ Συνειδητοποίηση ότι συχνά ο σχεδιασμός των εκπαιδευτικών προγραμμάτων των άτυπων πηγών καθορίζεται από τη πρόθεση παροχής πληροφοριών και εντυπωσιασμού.

11η «δυσκολία»: Οι παρεμβάσεις της κοινωνίας Οι απόψεις της κοινωνίας για τον τρόπο διδασκαλίας των φ.ε. είναι συνήθως συντηρητικές. Κατά την κοινωνία: Καλός δάσκαλος είναι ο καλός φροντιστής Αξίες: η εντατικοποίηση και ο ανταγωνισμός. ------------------------------------ Συνειδητοποίηση ότι θα πρέπει να μπορούμε να πείσουμε την κοινωνία ότι νέες δημιουργικές και συνεργατικές μέθοδοι διδασκαλίας οδηγούν σε ουσιαστική γνώση.

12η «δυσκολία»: Η χειραφέτηση των εκπαιδευτικών Το συγκεντρωτικό σύστημα της εκπαίδευσης ωθεί σε πειθαρχημένους εκπαιδευτικούς- δημοσίους υπαλλήλους Κάθε μέρα πρέπει να δίνουμε μάχη ενάντια στην ρουτίνα. Το κάθε μάθημα φ.ε. πρέπει να φέρει το δικό μας δημιουργικό αποτύπωμα. ------------------------------------ Συνειδητοποίηση ότι ο επίπονος διδακτικός προβληματισμός θα οδηγήσει σε ποιοτική αναβάθμιση του μαθήματός μας και στη διδακτική χειραφέτηση και εξέλιξή μας .

Κεφάλαιο 2ο: Οι προϋποθέσεις για τη διδασκαλία του αντικειμένου Τι σημαίνει να διδάσκει κανείς φυσικές επιστήμες; Τι θα διδάξω; Πώς και γιατί θα το διδάξω; Σε ποιον θα το διδάξω;

Προϋπόθεση: Η αναπλαισίωση και ο μετασχηματισμός της επιστημονικής γνώσης σε σχολική γνώση Αναπλαισίωση της επιστημονικής γνώσης από τις κοινωνικές, πολιτισμικές και ιστορικές συνθήκες στις οποίες αναπτύχθηκε. Μετασχηματισμός του περιεχομένου της επιστημονικής γνώσης σε περιεχόμενο συμβατό με την ηλικία, τους νοητικούς περιορισμούς και το κοινωνικοπολιτισμικό επίπεδο των μαθητών.

Προϋπόθεση: Η συνειδητοποίηση των μαθησιακών αναγκών των μαθητών/τριών μας Το επίπεδο του μετασχηματισμού καθορίζεται από: α) Το ηλικιακό, γνωστικό και νοητικό επίπεδο των μαθητών/τριών (στο Γυμνάσιο δεν έχουν μεταβεί όλα τα παιδιά στο στάδιο των αφαιρετικών συλλογισμών) β) τις εναλλακτικές ιδέες τους γ) τη δυνατότητά τους να αναπτύσσουν επιχειρήματα και συλλογισμούς δ) τα ενδιαφέροντα, τις στάσεις, τις αξίες τους.

Προϋπόθεση: Η συνειδητοποίηση των δυσκολιών του Λόγου (της «γλώσσας») των φυσικών επιστημών Η ορολογία: Όροι που συχνά είναι όμοιοι με αντίστοιχους από την καθημερινή γλώσσα (π.χ. «Δύναμη») Η σύνταξη του επιστημονικού λόγου (παθητική φωνή που παραπέμπει στη γενίκευση) Η χρήση της γλώσσας των Μαθηματικών

Προϋπόθεση: Επαρκής γνώση του περιεχομένου και των μεθόδων διερεύνησης του αντικειμένου Γνώση περιεχομένου (δηλωτική γνώση): Θεωρίες, αρχές, νόμοι, έννοιες, φαινόμενα, κ.λπ. Γνώση μεθόδων διερεύνησης (διαδικαστική γνώση): Οι επιστημονικές διαδικασίες

Προϋπόθεση: Κατανόηση του διαθεματικού χαρακτήρα της διδακτικής φυσικών επιστημών Φιλοσοφία της επιστήμης Φυσικές Επιστήμες Ιστορία της επιστήμης Παιδαγωγικά Διδακτική φυσικών επιστημών Ψυχολογία Άλλες σχετιζόμενες επιστήμες, όπως Κοινωνιολογία/Ανθρωπολογία/Γλωσσολογία

Ο διαθεματικός χαρακτήρας της διδακτικής φ.ε.: Η φύση της επιστήμης Ο διαθεματικός χαρακτήρας της διδακτικής φ.ε.: Η φύση της επιστήμης Η Φιλοσοφία και η Ιστορία της Επιστήμης (των φ.ε.): παρέχουν εργαλεία (τρόπους συλλογισμών) για την κριτική ανάλυση της φύσης της επιστήμης και την ανάδειξη της συμβολής της Επιστήμης στην κατανόηση του κόσμου. συμβάλλουν στο να εντοπίσουμε α) τι ιδιαίτερο έχουν οι φ.ε. σε σχέση με τις άλλες επιστήμες και β) τι ιδιαίτερο έχουν να προσφέρουν στη διδασκαλία και μάθηση των μαθητών.

Ο διαθεματικός χαρακτήρας της διδακτικής φ.ε. Τα Παιδαγωγικά και η Ψυχολογία παρέχουν τα εργαλεία προκειμένου: να επιλέξουμε τις θεματικές ενότητες που είναι κοινωνικά απαραίτητο να διδαχθούν και να σχεδιάσουμε έρευνες για το κατά πόσον η κάθε θεματική ενότητα μπορεί να γίνει κατανοητή από τους μαθητές.

Ο διαθεματικός χαρακτήρας της διδακτικής φ.ε. Η Γλωσσολογία παρέχει τα εργαλεία για την: ανάλυση των διαλόγων στις σχολικές αίθουσες κατανόηση της μάθησης στις φ.ε. ως εισαγωγής σε μία νέα γλώσσα.

Οι παράγοντες που επηρεάζουν την επιλογή και τον τρόπο διδασκαλίας στο μάθημα των φυσικών επιστημών Το ηλικιακό, γνωστικό και νοητικό επίπεδο των μαθητών/τριών Το κοινωνικοπολιτισμικό επίπεδο των μαθητών/τριών (στάσεις, αξίες, ενδιαφέροντα, συναισθήματα) Τα ερευνητικά δεδομένα από τον χώρο της διδακτικής των φ.ε. Οι επιστημολογικές και παιδαγωγικές απόψεις των σχεδιαστών Α.Π. Οι επιδιώξεις της πολιτείας και της ΕΕ για τον μελλοντικό Έλληνα πολίτη.

Στόχος της διδακτικής των φ. ε Στόχος της διδακτικής των φ.ε.: Ο σχεδιασμός και η αξιολόγηση μαθησιακών περιβαλλόντων επιλογή μοντέλων διδασκαλίας ανάπτυξη εκπαιδευτικού υλικού, σχεδιασμός μαθησιακών δραστηριοτήτων, σχεδιασμός και ανάπτυξη διδακτικών και μαθησιακών σειρών

3. Διεθνή περιοδικά για τη Διδακτική φυσικών επιστημών International Journal of Science Education Research in Science Education Science Education Journal of Research in Science Teaching Science & Education International Journal of Science and Mathematics Education Journal of Science Teacher Education Public Understanding of Science Studies in Science Education