Στοιχεία διδακτικής Φυσικών Επιστημών H Διδακτική των Φυσικών Επιστημών είναι ένα επιστημονικό πεδίο, με αντικείμενο τη μελέτη και τη βελτίωση της ποιότητας της εκπαίδευσης στις Φυσικές Επιστήμες.

Η διδακτική των Φυσικών Επιστημών Είναι ένα νέο επιστημονικό πεδίο το οποίο έχει οριοθετημένο αντικείμενο, ειδικούς σκοπούς, ένα σύστημα αποδεκτών εννοιών, όρων, θεωρητικών πλαισίων και (σχετικά περιορισμένες) ανεξάρτητες μεθόδους έρευνας.

Η διδακτική των Φυσικών Επιστημών Ως νέο επιστημονικό πεδίο αναπτύχθηκε σε συνεχή αλληλεπίδραση ανάμεσα σε καινοτομίες στη διδασκαλία των Φυσικών Επιστημών, σε διάλογο με τις επιμέρους επιστήμες αναφοράς, –Φυσική, Χημεία, Βιολογία, Γεωλογία κ.ά.– και σε επιστήμες ή επιστημονικά πεδία όπως η Επιστημολογία, η Ιστορία των Φυσικών Επιστημών, η Ψυχολογία, η Κοινωνιολογία, η Παιδαγωγική. Σε αυτό το πλαίσιο η Διδακτική των Φυσικών Επιστημών χαρακτηρίζεται από διεπιστημονικότητα.

Η διδακτική των Φυσικών Επιστημών Στο σημερινό επίπεδο εξέλιξης της η Διδακτική των Φυσικών Επιστημών έχει κατορθώσει να θέσει ένα ευρύ σύνολο προτάσεων και ερωτημάτων τα οποία σχετίζονται με : τους σκοπούς της διδασκαλίας των ΦΕ το χαρακτήρα της επιστημονικής γνώσης τη βιωματική γνώση των μαθητευόμενων και το μετασχηματισμό της επιστημονικής γνώσης σε αντικείμενο διδασκαλίας.

Αντικείμενο της διδακτικής των Φυσικών Επιστημών Αντικείμενο της διδακτικής των Φυσικών Επιστημών αποτελούν : τα κίνητρα και τα ενδιαφέροντα των μαθητών οι βιωματικές τους αντιλήψεις, οι οποίες είναι συχνά εναλλακτικές ως προς τις επιστημονικές έννοιες η επικοινωνία μεταξύ των βιωματικών και επιστημονικών πλαισίων οι δυσκολίες που αντιμετωπίζουν οι μαθητές στην κατανόησή των φαινομένων και εννοιών η ανάπτυξη κατάλληλων διδακτικών μαθησιακών προσεγγίσεων.

Διδακτική των Φ. Επιστημών και ΤΠΕ Oι περισσότερες σύγχρονες εξελίξεις στο χώρο των εφαρμογών των ΤΠΕ στη διδασκαλία των φυσικών επιστημών υποστηρίζουν: τη διερευνητική μάθηση μέσω δραστη- ριοτήτων εποικοδόμησης τον εμπλουτισμό της πειραματικής εργασίας την κατανόηση της επιστημονικής γνώσης με συνεργατικές δραστηριότητες.

Η παραδοσιακή προσέγγιση Στη βιβλιογραφία καταγράφεται με διάφορους όρους, όπως «παραδοσιακό μοντέλο», «μοντέλο μεταφοράς». Στα πλαίσια του μοντέλου μεταφοράς θεωρείται ότι: • Ο εκπαιδευτικός λειτουργεί ως κάτοχος και φορέας της γνώσης την οποία εισάγει στους μαθητές με ερωτήσεις και αποκρίσεις. Διδάσκω σημαίνει λέγω-πληροφορώ και μαθαίνω σημαίνει ακροώμαι-επαναλαμβάνω. Ο εκπαιδευτικός μεταβιβάζει τη νέα γνώση στο μαθητή κι αυτός την προσλαμβάνει όπως ακριβώς είναι.

Βασικά στοιχεία ενός διδακτικού μοντέλου μεταφοράς • Στην αρχή της διδασκαλίας, - σύνδεση του μαθήματος με τις προηγούμενες γνώσεις, - σύντομη ενημέρωση των μαθητών για τα θέματα του νέου περιεχομένου, • Στην ανάπτυξη της διδασκαλίας, - αναλυτική παρουσίαση του επιστημονικού προτύπου, - παροχή απαραίτητου χρόνου στους μαθητές για να μπορούν να αντιλαμβάνονται το νέο επιστημονικό πρότυπο • Στο τέλος της διδασκαλίας, - ερωτήσεις στους μαθητές για να επεξεργαστούν τις νέες γνώσεις, - ανακεφαλαίωση των βασικότερων σημείων του περιεχομένου

Στο μοντέλο μεταφοράς η διδασκαλία κινείται σε πληροφοριακό επίπεδο ή σε επίπεδο οργανωτικό. Αυτό σημαίνει ότι κινητοποιούνται κυρίως γνωστικές δεξιότητες συλλογής δεδομένων όπως η παρατήρηση, η αναγνώριση, η ανάκληση ή/και γνωστικές δεξιότητες οργάνωσης δεδομένων όπως η σύγκριση, η ταξινόμηση, η κατηγοριοποίηση.

Το διδακτικό μοντέλο μεταφοράς είναι «δασκαλοκεντρικό» με την έννοια ότι ο ρόλος του εκπαιδευτικού στη διαδικασία αναζήτησης και οργάνωσης πληροφοριών είναι πολύ ενισχυμένος σε σχέση με το ρόλο των μαθητών.

Αν μια διδασκαλία κινείται στο πληροφοριακό επίπεδο, τότε η γνώση περιορίζεται στην εκμάθηση όρων, μαθηματικών τύπων, κανόνων που συνήθως εύκολα ξεχνιούνται. Όταν σε μια διδασκαλία ενεργοποιούνται επιπλέον δεξιότητες οργάνωσης δεδομένων, τότε οι μαθητές έχουν τη δυνατότητα να εμπλακούν σε στοιχειώδη επεξεργασία των πληροφοριών που, ενδεχομένως, μπορεί να συμβάλει στην εκμάθηση απλών εννοιών και σχέσεων .

Οι ανακαλυπτικές – διερευνητικές προσεγγίσεις Η σύνταξη μιας καθοδηγούμενης ανακάλυψης περιλαμβάνει γενικά τις ακόλουθες φάσεις, με πολλούς τρόπους στις διαφορετικές εκδοχές, οι οποίες μπορεί να υλοποιούνται σε όλη ή μέρος μιας διδασκαλίας :

Ανακαλυπτικές προσεγγίσεις 1η φάση: Οι μαθητές αντιμετωπίζουν ένα ερώτημα ή μία υπόθεση (ατομικά ή ομαδικά), εκτελούν κατά κανόνα πειραματικές δραστηριότητες με βάση τις γραπτές οδηγίες φύλλου εργασίας ή τις προφορικές οδηγίες του εκπαιδευτικού. Ο ρόλος του εκπαιδευτικού είναι ουδέτερος. Παρεμβαίνει μόνο αν χρειαστεί για να δώσει απαντήσεις σε διευκρινιστικές ερωτήσεις, κυρίως τεχνικής φύσης.

Ανακαλυπτικές προσεγγίσεις 2η φάση: Ο εκπαιδευτικός μετά την ολοκλήρωση των πειραματικών δραστηριοτήτων οργανώνει συζήτηση την οποία και συντονίζει. Οι μαθητές ανακοινώνουν τα αποτελέσματα των εργασιών τους και διατυπώνουν τα συμπεράσματά τους. Ο εκπαιδευτικός μπορεί να ανακεφαλαιώνει το νέο περιεχόμενο, διατυπώνοντας ή οδηγώντας τους μαθητές να διατυπώσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τη νέα γνώση που ανακαλύφθηκε.

Ανακαλυπτικές προσεγγίσεις 3η φάση: Ο εκπαιδευτικός θέτει προβλήματα στους μαθητές για να εφαρμόσουν και να γενικεύσουν τη νέα γνώση, να χειρίζονται υλικά, να παρουσιάζουν αποτελέσματα κ.α. (Σύνδεση της νέας γνώσης με τις εμπειρίες της καθημερινής ζωής).

Στις διδασκαλίες ανακαλυπτικού χαρακτήρα Τα μαθησιακά αποτελέσματα εξαρτώνται από το βαθμό καθοδήγησης του εκπαιδευτικού και τον τρόπο χειρισμού των διδακτικών υλικών: α) ως προς το περιεχόμενο, οι μαθητές κατανοούν τις ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά των αντικειμένων, τις σχέσεις μεταξύ μεγεθών ή εννοιών, τις εφαρμογές εννοιών και αρχών, β) ως προς τις επιστημονικές διαδικασίες, οι μαθητές αποκτούν γνώση των γνωστικών δεξιοτήτων τις οποίες ενεργοποιούν, μαθαίνουν δηλαδή να παρατηρούν, να ταξινομούν, να συγκρίνουν, να προβλέπουν, να συλλέγουν δεδομένα, να χειρίζονται υλικά, να παρουσιάζουν αποτελέσματα κ.α. Τελικά μαθαίνουν το « πώς να μαθαίνουν».

Οι εποικοδομητικές διδακτικές προσεγγίσεις Πρώτη φάση : Η διδασκαλία στοχεύει στην ανάδειξη των αρχικών απόψεων (alternate conceptions ή misconseptions), οι μαθητές οδηγούνται και ενθαρρύνονται να εκφράσουν και να υποστηρίξουν τις υπάρχουσες απόψεις τους με διάφορους τρόπους όπως η απάντηση σε ερωτηματολόγια, η διατύπωση παρατηρήσεων και απόψεων για ένα πείραμα ή μια προσομοίωση. Οι αντιδράσεις του εκπαιδευτικού είναι αρχικά ουδέτερες απέναντι σε όλες τις απόψεις.

Εποικοδομητικές προσεγγίσεις Δεύτερη φάση: Η διδασκαλία στοχεύει στη δοκιμασία και την επαύξηση ή αλλαγή των αρχικών απόψεων, αναπτύσσονται συνεργασίες, συζητήσεις, δραστηριότητες με πειράματα ή προσομοιώσεις που βοηθούν τους μαθητές να εξετάσουν αν οι αρχικές τους απόψεις έχουν ατέλειες και όπου χρειάζεται να τις αναδομήσουν ή να τις συμπληρώσουν, με αναλογίες για τη δημιουργία νοητικών γεφυρών. Ο εκπαιδευτικός συζητά τα συμπεράσματα η εισάγει νέες γνώσεις. (γνωστική σύγκρουση, εννοιολογική αλλαγή)

Εποικοδομητικές προσεγγίσεις Τρίτη φάση : Ο εκπαιδευτικός στοχεύει στην εφαρμογή των νέων γνώσεων , προσφέρονται στους μαθητές νέα παραδείγματα έτσι ώστε να εξετάσουν αν οι νέες απόψεις παρέχουν επαρκέστερες των δικών τους ερμηνείες των φυσικών φαινομένων. ( Σύνδεση της νέας γνώσης με τις εμπειρίες της καθημερινής ζωής).

Εποικοδομητικές προσεγγίσεις Τέταρτη φάση : Οι μαθητές ενθαρρύνονται να αναλογιστούν τις διαφορές που έχουν οι αρχικές με τις νέες απόψεις, τους λόγους για τους οποίους άλλαξαν ή διατήρησαν τις αρχικές τους απόψεις. Η διαδικασία ευνοεί την ανάπτυξη μεταγνωστικών δεξιοτήτων και βοηθάει τους μαθητές να συνειδητοποιήσουν τον τρόπο σκέψης που ανέπτυξαν στη διάρκεια του μαθήματος. Μεταγνωστισμός: να είναι ικανός κανείς «να σκέπτεται για το πώς σκέπτεται». Flavell

Στις εποικοδομητικές προσεγγίσεις εφαρμόζονται ή μπορεί να εφαρμοσθούν πολλές διδακτικές μαθησιακές διαδικασίες, οι οποίες βασίζονται, για παράδειγμα: στην πειραματική εργασία, στη γνωστική σύγκρουση, στη χρήση μεταφορών και αναλογιών, στην ύπαρξη σωκρατικών διαλόγων, στην κατασκευή εννοιολογικών χαρτών, στην εφαρμογή συνεργατικής εργασίας με κατάλληλα λογισμικά κ.α.

ΕΑΙΤΥ -Τομέας Επιμόρφωσης και Κατάρτισης (ΤΕΚ) Επιμορφωτικό υλικό για τη διδασκαλία και τη μάθηση στις Φυσικές Επιστήμες ΕΑΙΤΥ -Τομέας Επιμόρφωσης και Κατάρτισης (ΤΕΚ)