ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ Προσδοκίες που δημιουργεί ο τίτλος του μαθήματος. Συνάντηση 8η 15/11/2018 Μαθηματικές έννοιες και Φυσικές Επιστήμες

Έννοιες Φυσικών Επιστημών Δεξιότητες επιστημονικής μεθοδολογίας Έννοιες – Εμπειρίες Δραστηριότητες

Ο ρόλος της εκπαιδευτικού στο πλαίσιο δραστηριοτήτων των ΦΕ Υπόδειγμα (μοντέλο) επιθυμητών πρακτικών στο πλαίσιο δραστηριοτήτων των ΦΕ Καθοδηγήτρια εξερευνήσεων και διερευνήσεων Οργανώτρια και καθοδηγήτρια συζητήσεων και αναστοχασμων Σχεδιάστρια μαθησιακών δραστηριοτήτων

ποιες δεξιότητες θα «καλλιεργήσει» και σε ποιο επίπεδο Για την ανάπτυξη μιας ενότητας ή ενός μαθήματος, η νηπιαγωγός θα πρέπει να αποφασίσει και να επιλέξει: ποιες δεξιότητες θα «καλλιεργήσει» και σε ποιο επίπεδο ποιες εμπειρίες θα επιδιώξει να αποκτήσουν τα παιδιά (η κατανόηση των εννοιών είναι σκόπιμο να στηρίζεται στην προηγούμενη απόκτηση σχετικών εμπειριών) ποια στάση πιθανόν θα καλλιεργηθεί ποια έννοια θα διδαχτεί. Οι δραστηριότητες μπορούν να οργανωθούν για όλη την ομάδα, για μικρές ομάδες ή για άτομα.

Η φύση των δραστηριοτήτων Κουκλοθέατρο Παραμύθι Επίσκεψη σε πεδίο (π.χ. εξωτερικό χώρο) Ελεύθερη εξερεύνηση Επίλυση προβλήματος Συζήτηση Καθοδηγούμενη διερεύνηση Δημιουργικό δράμα Παιχνίδι

Δεξιότητες επιστημονικής μεθοδολογίας Ο πειραματισμός Δεξιότητες επιστημονικής μεθοδολογίας Ο πειραματισμός Το πείραμα αποτελεί βασική συνιστώσα της επιστημονικής έρευνας, αποτελεί ένα μοντέλο διαλεκτικής διαμεσολάβησης ανάμεσα στον άνθρωπο και τη φύση. Οι λειτουργίες του πειράματος είναι συνοπτικά οι εξής (Κόκκοτας κ.ά. 2002): Δοκιμάζεται η αλήθεια μιας υπόθεσης. Δοκιμάζεται συνολικά μια θεωρία. Αναζητούνται νέα φαινόμενα που προβλέφτηκαν θεωρητικά. Δημιουργούνται νέα υλικά π.χ. στη Χημεία. Δημιουργούνται νέα αντικείμενα .

Δεξιότητες επιστημονικής μεθοδολογίας Ο πειραματισμός Δεξιότητες επιστημονικής μεθοδολογίας Ο πειραματισμός Σύμφωνα με τη θεωρία της εποικοδόμησης το πείραμα χρησιμοποιείται στη διδασκαλία των Φ. Ε για την αναδόμηση των ιδεών των μαθητών ή για την εισαγωγή μιας έννοιας στις περιπτώσεις που δεν υπάρχουν προϋπάρχουσες ιδέες. Στο ανακαλυπτικό μοντέλο διδασκαλίας το πείραμα χρησιμοποιείται για την ανακάλυψη της γνώσης (Κόκκοτας κ.ά. 2002).

Δεξιότητες επιστημονικής μεθοδολογίας Ερμηνεία δεδομένων και εξαγωγή συμπερασμάτων Το παιδί μελετά και αναδιοργανώνει πληροφορίες και δεδομένα. Κατά την επεξεργασία των δεδομένων, το παιδί κάνει συγκρίσεις, βρίσκει σχέσεις και αναγνωρίζει μοτίβα. Συνδυάζοντας τα με προηγούμενες εμπειρίες καταλήγει σε συμπεράσματα. Τα συμπεράσματα προκύπτουν από τα δεδομένα που έχουν δοθεί στο παιδί ή που έχουν συλλέγει από το ίδιο και μπορούν να είναι διαπιστώσεις, προβλέψεις ή υποθέσεις. Η ερμηνεία δεδομένων βασίζεται σε άλλες δεξιότητες, όπως η ταξινόμηση, η επικοινωνία, η πρόβλεψη και η υπόθεση.

Δεξιότητες επιστημονικής μεθοδολογίας Ερμηνεία δεδομένων και εξαγωγή συμπερασμάτων Μερικές κατευθύνσεις για την σταδιακή καλλιέργεια της δεξιότητας ερμηνείας δεδομένων και εξαγωγής συμπερασμάτων είναι οι ακόλουθες: Το παιδί συλλέγει πληροφορίες μέσα από παρατηρήσεις και τις οργανώνει σε κατηγορίες. Η ανάπτυξη της δεξιότητας προϋποθέτει την ανάπτυξη των δεξιοτήτων της ταξινόμησης και της επικοινωνίας. Το παιδί να καθοδηγείται μέσω ερωτήσεων έτσι ώστε να δείχνει το βαθμό κατανόησης της ταξινόμησης και της καταγραφής της. (π.χ. Πώς έκανες ή κάνατε τις δυο αυτές ομαδούλες –ταξινόμηση;).

Δεξιότητες επιστημονικής μεθοδολογίας Ερμηνεία δεδομένων και εξαγωγή συμπερασμάτων Μερικές κατευθύνσεις για την σταδιακή καλλιέργεια της δεξιότητας ερμηνείας δεδομένων και εξαγωγής συμπερασμάτων είναι οι ακόλουθες: Το παιδί καθοδηγείται ώστε μελετώντας την καταγραφή του, να κάνει συγκρίσεις, να βρίσκει σχέσεις, να εντοπίζει μοτίβα. (π.χ. Κάθε πόσες ημέρες έχει σύννεφα; Ποιος σπόρος βλάστησε πρώτος της φακής ή του σιταριού). Αποφασίζει μόνο του ή με ομάδα παιδιών τον τρόπο που θα οργανώσει τα δεδομένα του και δικαιολογεί την απόφασή του. Μερικά παραδείγματα συμπερασμάτων από παιδιά: Όλα τα ξύλινα αντικείμενα επιπλέουν στο νερό, Όταν φυτέψω το σιτάρι θα βγάλει πρώτα ρίζες και μετά βλαστό.

Δεξιότητες επιστημονικής μεθοδολογίας Αναγνώριση παραγόντων και έλεγχος μεταβλητών Μεταβλητή είναι οποιασδήποτε παράγοντας που μπορεί να αλλάξει (να μεταβληθεί) στην πορεία μιας διερεύνησης (π.χ. ύψος βλαστού, χρώμα, δύναμη, ποσότητα νερού κ.λπ. Ο εντοπισμός και ο καθορισμός των παραγόντων που επηρεάζουν ένα φαινόμενο ονομάζεται αναγνώριση μεταβλητών. Το είδος του συλλογισμού που εμπλέκεται στο σχεδιασμό ενός έγκυρο πειράματος ονομάζεται έλεγχος μεταβλητών.

Δεξιότητες επιστημονικής μεθοδολογίας Αναγνώριση παραγόντων και έλεγχος μεταβλητών Συχνά σ’ ένα πείραμα διατηρούμε κάποιες μεταβλητές σταθερές και αλλάζουμε μια άλλη (δηλαδή τις δίνουμε διάφορες τιμές) με σκοπό να εξετάσουμε κατά πόσο επηρεάζει μια τρίτη μεταβλητή. Αν ενδιαφερόμαστε για παράδειγμα, να εξετάσουμε πόσο η θερμοκρασία επηρεάζει την ανάπτυξη των φυτών, πρέπει να μεταβάλλω τη θερμοκρασία (ανεξάρτητη μεταβλητή), να μετρήσω την ανάπτυξη των φυτών (εξαρτημένη μεταβλητή) και να διατηρήσω σταθερές όλες τις υπόλοιπες μεταβλητές που μπορούν να επηρεάζουν την ανάπτυξη (οι οποίες είναι οι ελεγχόμενες μεταβλητές). Μόνο τότε το πείραμα θα είναι έγκυρο (δίκαιο). Είναι πολύ σημαντικό σε αυτό το είδος του πειράματος, η ανεξάρτητη μεταβλητή

Δεξιότητες επιστημονικής μεθοδολογίας Αναγνώριση παραγόντων και έλεγχος μεταβλητών Μερικές κατευθύνσεις για την σταδιακή καλλιέργεια της δεξιότητας αναγνώρισης παραγόντων και έλεγχου μεταβλητών είναι όταν τα παιδιά ενθαρρύνονται: Να ονομάζουν τα υλικά και τα μέσα που χρησιμοποιούνται για τη διεξαγωγή μιας δραστηριότητας. Π.χ. α) Για να φτιάξουμε ζυμάρι χρειαζόμαστε αλεύρι και νερό. β) Για να μεγαλώσει ένα φυτό χρειαζόμαστε σπόρο, χώμα και νερό. Σε περιπτώσεις επίλυσης προβλήματος, η παιδαγωγός υποβάλλει ερωτήσεις για αναγνώριση παραγόντων που πιθανόν να επηρεάζουν την κατάσταση. Π.χ α) Τι χρειάζεται το φυτό μας για να μην ξεραθεί; β) Πώς θα στεγνώσει γρήγορα το βρεγμένο πανάκι; Τα παιδιά σταδιακά να εξοικειωθούν με την έννοια του δίκαιου πειράματος.

Δεξιότητες επιστημονικής μεθοδολογίας Μοντελοποίηση Η μοντελοποίηση είναι η δεξιότητα που αφορά στην οικοδόμηση νοητικών μοντέλων σε σχέση με φυσικά φαινόμενα και καταστάσεις. Το μοντέλα συνήθως εκφράζονται με διάφορα μέσα, όπως ζωγραφική, μακέτα, λεκτικά, φυσικό μοντέλο…Τα διάφορα μέσα μπορούν να λειτουργήσουν συμπληρωματικά για την έκφραση ή επικοινωνία διαφορετικών πτυχών ενός νοητικού μοντέλου. Στις Φυσικές Επιστήμες το μοντέλο είναι ένα ανθρώπινο κατασκεύασμα, μια αναπαράσταση ή ένα αντικείμενο (φυσικό, συμβολικό, νοητικό). Τα παιδιά προσχολικής ηλικίας μπορούν να κατασκευάσουν με κατάλληλη καθοδήγηση πολύ απλά φυσικά μοντέλα τα οποία μπορούν να περιγράψουν και να εξηγήσουν τη σχέση του με το αντίστοιχο φυσικό φαινόμενο.

Δεξιότητες επιστημονικής μεθοδολογίας Μοντελοποίηση Η δεξιότητα της μοντελοποίησης καλλιεργείται μέσα από μια επαναλαμβανόμενη διαδικασία αναγνώρισης / περιγραφής / κατασκευής απλούστερων μοντέλων ενός πραγματικού αντικειμένου ή φυσικού φαινομένου. Σε αρχικό στάδιο η παιδαγωγός μπορεί να στοχεύει στη σύγκριση μεταξύ διαφόρων παιγνιδιών και των αντίστοιχων πραγματικών αντικειμένων. Τα παιδιά μπορούν να αναγνωρίσουν διαφορές σε σχέση με το μέγεθος, τα χαρακτηριστικά και τη λειτουργία των παιγνιδιών.

Δεξιότητες επιστημονικής μεθοδολογίας Μοντελοποίηση Πριν τη διαδικασία κατασκευής του μοντέλου η παιδαγωγός καθοδηγεί τα παιδιά να σχεδιάσουν την πορεία και την οργάνωση της δουλειάς τους. Επίσης, τους βοηθά με κατάλληλες ερωτήσεις να κατανοήσουν την αλληλεξάρτηση των μερών ενός μοντέλου.

Δεξιότητες επιστημονικής μεθοδολογίας Διερεύνηση Η διερεύνηση είναι μια σύνθετη δεξιότητα που περιλαμβάνει πολλές άλλες δεξιότητες σκέψης και επιστημονικής μεθοδολογίας, όπως είναι η υπόθεση, η πρόβλεψη, ο έλεγχος μεταβλητών, η ερμηνεία παρατήρησης, η μέτρηση, η ερμηνεία δεδομένων, η εξαγωγή συμπερασμάτων κ.λπ. Είναι μα δεξιότητα που μπορεί να αποκτηθεί σταδιακά καθώς τα παιδιά ολοκληρώνουν τις τάξεις της πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης. Σε πρώτο στάδιο, βοηθούμε το παιδί να εκτελεί πειράματα και να εξάγει συμπεράσματα σε σχέση με συγκεκριμένα δοσμένα ερωτήματα. Σε επόμενο στάδιο το παιδί επιλέγει και διατυπώνει προβλήματα που μπορεί να ερευνήσει στο μέτρο των δυνατοτήτων του και μέσα στο οικείο περιβάλλον του.

Δεξιότητες επιστημονικής μεθοδολογίας Διερεύνηση Όταν το παιδί έχει αναπτύξει πλήρως τη δεξιότητα της διερεύνησης (στις τελευταίες τάξεις του δημοτικού σχολείου), τότε μπορεί να εντοπίζει ένα ανοιχτό ερώτημα ή ένα πρόβλημα και να σχεδιάζει μια πορεία έρευνας ώστε να βρει, τουλάχιστον, μια λύση. Η υλοποίηση διερευνήσεων στην τάξη μπορεί να είναι κλειστή (μια πορεία και ένα μόνο αποτέλεσμα) ή ανοικτή (διάφορες πορείες ή διάφορες απαντήσεις ή και τα δύο), μερική (κάποια στάδια δίνονται στα παιδιά και κάποια αφήνονται να επινοηθούν από αυτά) ή ολική (τα παιδιά σχεδιάζουν και εκτελούν όλη τη διερεύνηση).

Δεξιότητες επιστημονικής μεθοδολογίας Διερεύνηση Μερικές κατευθύνσεις για την σταδιακή καλλιέργεια της διερεύνησης είναι οι ακόλουθες: Η παιδαγωγός βοηθά το παιδί να εντοπίσει ένα πρόβλημα ή ένα ερώτημα από το άμεσο περιβάλλον του που να έχει νόημα και σημασία για το ίδιο. Ακολουθεί ο σχεδιασμός της πορείας και η οργάνωση των διαφόρων πειραμάτων που θα μας βοηθήσουν να απαντήσουμε το ερώτημα ή να επιλύσουμε το πρόβλημα.

Ηλεκτρισμός: έννοιες Ηλεκτρικό ρεύμα Κύκλωμα (χρειάζομαι καλώδια, λαμπάκι/α και μπαταρία) Αγωγοί (δεν «περνάει» το ηλεκτρικό ρεύμα μέσα από αυτούς) Μονωτές ( «περνάει» το ηλεκτρικό ρεύμα μέσα από αυτούς)

Ηλεκτρισμός: εμπειρίες Ηλεκτρικό κύκλωμα: άναμμα λαμπτήρα με καλώδια και μπαταρία. Χρήση διακόπτη. Διάφορες διατάξεις του λαμπτήρα στο κύκλωμα. Ο λαμπτήρας ως συσκευή φωτός και θερμότητας. Χρήση ηλεκτρικού κυκλώματος για διαχωρισμό αντικειμένων σε αγωγούς και μονωτές. Χρησιμοποιούμε πολλές ηλεκτρικές συσκευές και παιχνίδια.

Ηλεκτρισμός: εμπειρίες Οι ηλεκτρικές συσκευές κάνουν πιο εύκολη και άνετη τη ζωή μας. Έχουμε ηλεκτρικές συσκευές που μας θερμαίνουν, φωτίζουν, κινούν διάφορα πράγματα, μας δίνουν ήχο. Υπάρχουν διάφορες ηλεκτρικές συσκευές που μπορεί να είναι επικίνδυνες. Πρέπει να ενημερωνόμαστε προσεχτικά για άγνωστα αντικείμενα, προτού επιχειρήσουμε να τα χρησιμοποιήσουμε. Προφυλάξεις κατά τη χρήση ηλεκτρικών συσκευών.

Νερό: έννοιες Το νερό σε χαμηλές θερμοκρασίες στερεοποιείται και γίνεται πάγος. Όταν ζεσταθεί ξαναγίνεται νερό. Βρασμός: Το νερό σε ψηλές θερμοκρασίες κοχλάζει και μετατρέπεται σε υδρατμό. Όταν κρυώσει ξαναγίνεται νερό. Διαπερατότητα: Μερικά υλικά αφήνουν το νερό να τα διαπεράσει και άλλα όχι. Απορρόφηση: Μερικά υλικά συγκρατούν νερό περισσότερο από άλλα. Ένα αντικείμενο είτε βυθίζεται είτε επιπλέει στο νερό.

Νερό: εμπειρίες Το νερό είναι απαραίτητο στη ζωή μας. Στο νερό ζουν πολλά ζώα ευδοκιμούν πολλά φυτά. Το νερό ρέει και παίρνει το σχήμα του δοχείου στο οποίο βρίσκεται. Ολόκληρη η επιφάνεια του νερού σε ένα δοχείο βρίσκεται σε μια συγκεκριμένη στάθμη (συγκοινωνούντα δοχεία). Το νερό μπορεί να αλλάζει μορφή (πάγος, χιόνι, χαλάζι, υδρατμός) και μπορεί να επανέρχεται στην προηγούμενη μορφή.

Νερό: εμπειρίες Όταν το νερό αφεθεί σε ανοιχτό δοχείο εξατμίζεται. Αν αφεθεί για αρκετό χρονικό διάστημα, τότε όλη η αρχική ποσότητα μετατρέπεται σε ατμό. Διάφοροι παράγοντες επηρεάζουν το ρυθμό εξάτμισης ενός υγρού, όπως η θερμοκρασία, ο άνεμος, το εμβαδόν επιφάνειας, το υλικό. Το νερό, όταν γίνει πάγος, καταλαμβάνει περισσότερο χώρο. Το νερό διαλύει κάποιες ουσίες και κάποιες όχι. Η αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνει τη διαλυτότητα. Το κινούμενο νερό μπορέι να θέσει αντκέιμενα σε κίνηση ή/να τα μεταφέρει.

Νερό: εμπειρίες Τα χαρακτηριστικά των ψαριών είναι κατάλληλα προσαρμοσμένα στ περιβάλλον του νερού. Πηγή είναι ο τόπος από τον οποίο ξεκινούν τα νερά ενός ποταμού. Χείμαρος είναι ορμητικό ρέυμα νερού που σχματίζεται πρόσκαιρα από τις βροχές ή το λιώσιμο των χιονιών. Θάλασσα: Μεγάλη ποσότητα αλμυρού νερού συγκεντρωμένη σε μεγάλες κοιλότητες της γης. Η βύθιση και η πλεύση μπορεί να επηρεάζονται από διάφορούς παράγοντες (σχήμα, μέγεθος, βάρος, υλικό).

Ήχος: έννοιες Ακούω: Αντιλαμβάνομαι ηχητικά μηνύματα μέσω του αυτιού. Πηγές ήχου: Οποιοδήποτε μέσο το οποίο μπορέι να παράγει ή να εκπέμπει ήχο. Ένταση του ήχου: Τα πιο δυνατά κτυπήματα μας δίνουν πιο έντονους ήχους.

Ήχος: εμπειρίες Παραγωγή ήχου: Μπορούμε να παράγουμε ήχους με διάφορούς τρόπους (με κτύπημα, τρίψιμο, τράβηγμα, φύσημα, κούνημα, σύρσιμο, μηχανικά μέσα, από τους ζωντανούς οργανισμούς κ.λπ. Ο ήχος ταξιδεύει/μεταφέρεται μακριά από την πηγή του προς όλες τις κατευθύνσεις. Ο ήχος ταξιδεύει / διαδίδεται μέσα από στερεά, υγρά, αέρια. Ο ήχος διαδίδεται καλύτερα μέσα στα στερεά παρά στον αέρα.

Ήχος: εμπειρίες Τα χαρακτηριστικά του ήχου είναι: - το ύψος - η χροιά - η ένταση - η διάρκεια. Φαινόμενα σχετικά με τον ήχο: - η ηχώ - η ανάκλαση - Η αντήχηση. Το αυτί είναι όργανο της ακοής.