ΠΜΣ – ΠΤΔΕ: Διδακτική Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών και Νέες Τεχνολογίες «Διδασκαλία και Μάθηση Φυσικών Επιστημών» Οι διαφάνειες είναι στο compus Πέτρος.

Παρουσίαση με θέμα: "ΠΜΣ – ΠΤΔΕ: Διδακτική Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών και Νέες Τεχνολογίες «Διδασκαλία και Μάθηση Φυσικών Επιστημών» Οι διαφάνειες είναι στο compus Πέτρος."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΠΜΣ – ΠΤΔΕ: Διδακτική Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών και Νέες Τεχνολογίες «Διδασκαλία και Μάθηση Φυσικών Επιστημών» Οι διαφάνειες είναι στο compus Πέτρος Π. Καριώτογλου Καθηγητής ΔΦΕ, ΠΤΝ - ΠΔΜ

2 ΒΑΘΜΙΔΕΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣ ΗΣ ΔΙΑΓΝΩΣΗΠΑΡΕΜΒΑΣΗΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΑΝΑΛΥΤΙΚΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜ ΜΑΤΩΝ Προσχολική Δημοτικό Γυμνάσιο Λύκειο Πανεπιστήμιο ΠΤ Πανεπιστήμιο ΤΘΕ Υπηρετούντες ΠΕ 04, 60 και70 ΓΝΩΣΤΙΚΗΜΕΤΑΓΝΩΣΤΙΚΗ – ΣΥΝΑΙΣΘ/ΤΙΚΗ- ΚΟΙΝΩΝΙΚΗ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΙΝΟΤΟΜΙΚΩΝ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΔΙΔΑΚΤΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΣΤΟΧΟΙ ΚΑΙ ΦΙΛΟΣΟΦΙΑ ΑΠ ΠΟΛΙΤΙΚΗ IΣΤΟΡΙΑ Ιδέες για έννοιες, αρχές, νόμους και φαινόμενα ΦΕ Λύση προβλημάτων Απόψεις για διδασκαλία και μάθηση Στάσεις και ενδιαφέροντα ως προς ΦΕ Επιστημολογικές απόψεις Ρόλοι εκπαιδευτικών Διδακτικές ακολουθίες Πειραματική διδασκαλία με ή χωρίς λογισμικό (ή και MBL) Σχολικά βιβλία και αξιολόγησή τους Λογισμικά και αξιολόγησή τους Σχέδια μαθημάτων και ανάλυσή τους

3 Περιεχόμενα του Μαθήματος Θεμελιώδεις έννοιες της ΔΦΕ και ιστορική τους ένταξη Ο ρόλος των Ιδεών Μαθητών (ι.μ.) στη διδασκαλία & τη μάθηση Διδακτικός Σχεδιασμός – Διδακτικά Μοντέλα Αναλυτικά Προγράμματα Αξιολόγηση της Διδασκαλίας και Μάθησης ΦΕ Παιδαγωγική Γνώση Περιεχομένου ΦΕ Διδακτικές – Μαθησιακές Ακολουθίες (ΔΜΑ) Διερεύνηση και μοντελοποίηση ΤΠΕ και διδασκαλία – μάθηση ΦΕ

4 1ο Μάθημα Οι ΦΕ στα Αναλυτικά Προγράμματα της υποχρεωτικής εκπαίδευσης Το πλαίσιο (πλέγμα) θεώρησης της ΔΦΕ Τα ιστορικά διαμορφωμένα «παραδείγματα» της ΔΦΕ

5 Οι Φυσικές Επιστήμες (ΦΕ) στα Αναλυτικά Προγράμματα της υποχρεωτικής εκπαίδευσης Οι ΦΕ φαίνεται να αποτελούν σημαντικό μέρος του ΑΠ εδώ και 160 χρόνια στη Δύση.  Γιατί συμβαίνει αυτό;  Ποιοι οι σκοποί της διδασκαλίας και η φύση της επιστήμης που διδάσκουμε; Σχετίζονται αυτά με την παραπάνω διαπίστωση;

6 Ένας λόγος μπορεί να είναι η ανάγκη για μια βιομηχανική κοινωνία (19 ος αιώνας) Ένας δεύτερος: “η επιστήμη των καθημερινών πραγμάτων” ή και η υπέρβαση μεταφυσικών – ανιμιστικών αντιλήψεων - δοξασιών ….. που τελικά φαίνεται να οδηγεί: στην ανάπτυξη της διανοητικής ικανότητας (απειλή ιεραρχίας κοινωνικού συστήματος) Ένας τρίτος:“βιομηχανοποίηση” της γνώσης, πολλοί επιστήμονες (2%), κονδύλια Τέταρτος ο επιστημονικά εγγράμματος πολίτης

7 ΦΥΣΗ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ: Δυϊσμός μεταξύ θεωρίας και εφαρμογών. Θεωρία: αυστηρά ιεραρχημένο και σφιχτό σύνολο που δύσκολα μαθαίνεται από την πλειοψηφία των μαθητών, με συνέπεια να μην μπορεί στη συνέχεια να απολαύσει την ομορφιά της ερμηνείας καθημερινών φαινομένων και εφαρμογών. Υπάρχουν πολλές προτάσεις, και έχουν ήδη δοκιμαστεί, για μια ανθρωπιστική επαναθεώρηση των ΦΕ και της εκπαίδευσής τους, όπως η εισαγωγή της ιστορίας των επιστημών στη διδασκαλία, η σύνδεση με κοινωνικά θέματα, …..

8  Πρέπει να ισορροπήσουμε ανάμεσα στο λανθασμένο αυτονόητο του 19 ου αιώνα ότι οι ΦΕ είναι ο φιλαλήθης υπηρέτης και στον αδιέξοδο φόβο ότι είναι ένας δυνάμει παρανοϊκός δικτάτορας (Φύση των ΦΕ).

9 ΤΟ ΠΛΑΙΣΙΟ (ΠΛΕΓΜΑ) ΘΕΩΡΗΣΗΣ ΤΗΣ ΔΦΕ Τα κυρίαρχα, ιστορικά διαμορφωμένα στάδια – παραδείγματα εξέλιξης της ΔΦΕ Το περιεχόμενο των Φυσικών Επιστημών, με έμφαση στο διδακτικό μετασχηματισμό και το πεδίο εφαρμογών του. Τις αναπαραστάσεις – ιδέες μαθητών & εκπαιδευτικών Το ρόλο του πειράματος στη διδασκαλία και τη μάθηση

10 Οι ιστορικές καμπές και τα δια- μορφωμένα «παραδείγματα» της ΔΦΕ Παραδοσιακό προ του ’60 Καινοτομικό – Ανακαλυπτικό 1960 Εποικοδομητικό 1980 Επιστημονικός – Τεχνολογικός Αλφαβητισμός 2000 (Inquiry). Προς την «εκπαιδευτική» εκδοχή της παγκοσμιοποίησης;

11 ΠΑΡΑΔΟΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ  Τα ΑΠ και η εκπαιδευτική πράξη του ’50 και προηγούμενα  Κυρίαρχη ψυχολογική θεωρία: Μπιχαβιορισμός (behaviorism) “ερέθισμα  ανταπόκριση”  Κυρίαρχο επιστημολογικό ρεύμα: θετικισμός - ορθολογισμός  Ρόλος πειράματος στην επιστήμη και τη διδασκαλία  Περιεχόμενο ΦΕ: «σεβασμός στην επιστήμη»  Ιδέες μαθητών: “Tabula – rasa”

12 ΑΝΑΚΑΛΥΠΤΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ Το ευρύτερο κίνημα του ’60 Το “sputnik shock” και η “Woods hall conference” Tα αναλυτικά προγράμματα του ’60 (Harvard project, PSSC, Nuffield, Australian Science Project, BSCS, CHEM) Ψυχολογική υπόθεση: ρεύμα γνωστικής ψυχολογίας με έμφαση στην επεξεργασία πληροφορίας Επιστημολογικά: θετικισμός Το περιεχόμενο, οι ιδέες μαθητών και εκπαιδευτικών, το πείραμα

13 Nuffield Project: Βασικοί στόχοι: - κατανόηση αρχών και δημιουργία υποθέσεων  μάθηση γεγονότων, - ανακαλυπτική μέθοδος (όπου μπορούν οι νόμοι να εξάγονται πειραματικά) - ανάπτυξη πνεύματος διερεύνησης και περιέργειας Προσανατολισμός των προγραμμάτων (περιεχόμενο) Η ανακάλυψη …. που τελικά ήταν “…. airy” (Piaget, Bruner) (η μέθοδος) Το παιδί σαν “μικρός επιστήμονας” (φιλοσοφία) To ’70 και “… πίσω στα βασικά”, τα 3R (το αποτέλεσμα)

14 ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΗΤΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ  Ψυχολογικά στηρίζεται στην εποικοδομητική εκδοχή της γνωστικής ψυχολογίας  Επιστημολογική προσέγγιση: εποικοδομητισμός  Το κίνημα των νοητικών αναπαραστάσεων (ιδέες μαθητών). Ήταν τόσο καινούργιο;  Ο εποικοδομητισμός και οι διαφορετικές εκδοχές (ριζοσπαστικός / ήπιος, ατομικός / κοινωνικός, Piaget / Vigotsky)  Οι αντιρρήσεις των επιστημολόγων, φιλοσόφων και ιστορικών της επιστήμης

15  Οι εικόνες των μαθητευομένων για την επιστήμη, τους επιστήμονες και την επιστημονική πρακτική  Μπορούν να αναπτυχθούν ΑΠ εποικοδομητικού τύπου;  Οι νοητικές αναπαραστάσεις (ιδέες) ως δηλωτικού τύπου γνώση  Το πείραμα: στοιχείο της διδασκαλίας: έλεγχος ι.μ.  Ο ρόλος του εκπαιδευτικού και η εκπαίδευσή / μετεκπαίδευσή του, το περιβάλλον μάθησης και οι νέες τεχνολογίες  Η παιδαγωγική γνώση περιεχομένου

16 Αποφάσεις για το περιεχόμενο: Πεδίο εμπειριών και επιστημονικών ιδεών στο οποίο θα εκτεθούν οι μαθητές Πληροφορίες για τις αρχικές ιδέες των μαθητών στη μελετώμενη περιοχή Όψεις της μαθησιακής διαδικασίας: εννοιολογική αλλαγή εποικοδομητικές ιδέες Πρακτικές γνώσεις εκπ/κών για μαθητές, σχολείο και σχ. τάξη Σχεδιασμός ΑΠ Σχεδιασμός μαθησιακών στρατηγικών και υλικών Συμπεράσματα για τις μαθησιακές στρατηγικές και τα υλικά στην τάξη Αξιολόγηση της μάθησης, εσωτερική και εξωτερική Το εποικοδομητικό ΑΠ των Driver – Oldham (1985)

17 Επιστημονικός ή/και Τεχνολογικός (Εγ)Γραμματισμός Απάντηση στο ότι: «οι ΦΕ είναι δύσκολες», «δεν θα γίνουν όλοι επιστήμονες», «πιο ολιστική προσέγγιση» Υπάρχουν περισσότερες της μιας εκδοχές: ιστορικο-πολιτισμική πολιτικο-κοινωνική επιστημονική διάσταση.

18  «να έχουν οι μαθητές /τριες μια πρώτη επαφή με την επιστήμη, όπως περίπου με τη γλώσσα »  Να κάνει ικανούς τους μαθητές /τριες – αυριανούς πολίτες να παίρνουν θέση σε κρίσιμα τεχνοεπιστημονικά θέματα π.χ μεταλλαγμένα  «να ενισχύσουμε τα μεταγνωστικά στοιχεία, π.χ. ιστορία, επιστημολογία, κοινωνικοπολιτιστικά, κλπ»  Να αναπτύξουν οι μαθητές διερευνητική ικανότητα Διερεύνηση – διερώτηση (Inquiry) Επιστημονικός ή/και Τεχνολογικός (Εγ)Γραμματισμός

19 Διερευνητική προσέγγιση Inquiry: είναι μια διερεύνηση ανοιχτού τύπου, που υπερβαίνει την ανακάλυψη του 60. Η διερευνητική προσέγγιση φαίνεται να ενσωματώνει πολλά στοιχεία των προηγούμενων ρευμάτων Στόχος είναι η πολύπλευρη μύηση του μαθητή στο περιεχόμενο, τις διαδικασίες και τη φύση της επιστήμης, παρά η μάθηση κάποιων γεγονότων, εννοιών, νόμων κλπ.

20 Π.χ. Η μέθοδος πρόβλεψης και ελέγχουν μεταβλητών που επηρεάζουν ένα φαινόμενο. «Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν την πλεύση – βύθιση?» Η γνώση και η εφαρμογή μοντέλων. Π.χ. η εισαγωγή της πυκνότητας στο Δημοτικό μέσω του μοντέλου συνωστισμένου πλήθους (δες επόμενη διαφάνεια) Η οργάνωση επισκέψεων σε χώρους τεχνοεπιστήμης και για λόγους καριέρας, με έμφαση: στη μελέτη πηγών – αναζήτηση πληροφοριών και η συγγραφή σχετικής έκθεσης – ρεπόρτ και στη μέθοδο jigsaw (home and experts group)

21

22 ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΣΤΙΣ ΦΥΣΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΣΕ ΕΥΡΩΠΗ ΚΑΙ ΑΜΕΡΙΚΗ ΤΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ: SCIENCE EDUCATION NOW (2007) - A RENEWED PEDAGOGY FOR THE FUTURE OF EUROPE (EU), UNESCO 2000, SCIENCE BEYOND 2000 (UK), PROJECT 2061 (USA)

23 ΦΥΣΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΓΙΑ ΟΛΟΥΣ; ΠΩΣ; Ερωτήματα: 1) Πρέπει να διδάσκονται όλοι οι μαθητές ΦΕ; 2) Πως πρέπει να είναι το ΑΠ σε μια τέτοια περίπτωση Σημείωση: Υπάρχουν σαφείς ενδείξεις που δείχνουν χαμηλό βαθμό κατανόησης και εφαρμογής της επιστημονικής γνώσης από μαθητές, αλλά και πτυχιούχους.

24 1) ΝΑΙ, Αν …. Α) Οι ΦΕ συμβάλλουν με διακριτές δεξιότητες, έννοιες και προοπτικές που δεν προσφέρονται από άλλα γνωστικά αντικείμενα. Β) Τα παραπάνω μπορούν να αποκτηθούν μόνο μέσω τυπικής εκπαίδευσης. Γ) Είναι σημαντικό και πολύτιμο να κατακτηθούν τα παραπάνω.

25 Οι ΦΕ είναι πολύτιμες και σημαντικές για άτομα / κοινωνία για 5 λόγους: α) οικονομικό επιχείρημα β) της χρησιμότητας γ) το δημοκρατικό δ) το κοινωνικό ε) το πολιτιστικό 2) Το ΑΠ των ΦΕ για όλους πρέπει να προνοεί για : Α) κατανόηση περιεχομένου β) κατανόηση της ερευνητικής μεθόδου γ) κατανόηση των ΦΕ ως κοινωνικής δραστηριότητας

26 Επίσης … Να περιλαμβάνει μικρό αριθμό μοντέλων κλειδιών π.χ. ηλιακό σύστημα, αλλά να υπάρχει και πλαίσιο κατανόησης της επιστημονικής μεθόδου και της επιστήμης ως κοινωνικής δραστηριότητας. Ένα πιο τεχνολογικό ΑΠ για να προκαλεί ενδιαφέρον των μαθητών. Ανάπτυξη ιστορικών case studies για έννοιες και μεθόδους.

27 2ο Μάθημα Το Περιεχόμενο διδασκαλίας των ΦΕ, ο διδακτικός μετασχηματισμός και το πεδίο εφαρμογής της γνώσης Εκπαιδευτικός, οι συλλογισμοί του και η Διδακτική Μεθοδολογία στη Διδασκαλία και Μάθηση ΦΕ Αξιολόγηση Διδασκαλίας – Μάθησης ΦΕ

28 Ο ρόλος του Περιεχομένου στη Διδασκαλία και Μάθηση ΦΕ  Ανάλυση του επιστημονικού περιεχομένου (μέτα-ανάγνωση)  Ιστορική ανάλυση του περιεχομένου - Διαδικασίες και πειράματα εξέλιξης εννοιών  Ανάπτυξη της επιθυμητής γνώσης: Π.Χ. «να μάθουν την π/β» ή «να διερευνήσουν τους παράγοντες που επηρεάζουν την π/β»;  Περιορισμοί και προϋποθέσεις για την εγκυροποίηση της επιθυμητής γνώσης: π.χ. η πίεση στα ρευστά είναι προϊόν αλληλεπίδρασης του ρευστού με το πεδίο βαρύτητας. Νομιμοποιούμαστε να θεωρούμε την πίεση ως ιδιότητα του ρευστού;  Το χάσμα / απόσταση μεταξύ της σχολικής επιστήμης και του ρόλου της στην κοινωνία (Young 1986) και η σχέση Επιστήμης – Τεχνολογίας.

29 Από τη κινητική θεωρία της θερμότητας στο Μοντέλο για την τεχνολογία Από τη θεωρία του ιδανικού ρευστού στο Μοντέλο για τη διδασκαλία  Π.χ. Μοντέλο θερμικού ρευστού Π.χ. Διδακτική ακολουθία ρευστών Η ανάδειξη των μοντέλων εφαρμογής από τις αντίστοιχες θεωρίες

30 Ο ΔΙΔΑΚΤΙΚΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΣΤΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ ΡΕΥΣΤΩΝ ΚΑΙ ΠΙΕΣΗΣ (Παιδαγωγικά Τμήματα – Γυμνάσιο) Διδακτικός μετασχηματισμός του περιεχομένου της Μηχανικής των Ρευστών στο ΠΤΔΕ και το Γυμνάσιο:  Εισαγωγή της πίεσης ως πρωταρχικού μεγέθους, ποιοτικά και με μέτρηση, αντί της παραδοσιακής εισαγωγής σε σχέση με τη δύναμη Ρ = F / S γιατί ενισχύει τις εναλλακτικές διαισθητικές ιδέες των μαθητευομένων  Ενοποίηση υγρών και αερίων στην κατηγορία των ρευστών, αφού γι αυτά έχει νόημα ή πίεση. Δηλ. Ενιαία διαπραγμάτευση της πίεσης υγρών και αερίων  Πρόταση για θεώρηση της άνωσης ως «συνδέσμου» μηχανικής στερεών – ρευστών

31 Η έννοια του Πεδίου Εφαρμογής ως στοιχείο των ΦΕ Όλα τα φαινόμενα και πειράματα είναι κατάλληλα έργα μαθητείας και διδασκαλίας; Ποια τα κριτήρια επιλογής των έργων ; Τα έργα πρέπει να προσαρμόζονται μάλλον στο μαθητή παρά στο περιεχόμενο: βοηθούν στο ξεπέρασμα των γνωστικών απαιτήσεων των μαθητών

32 Επιλογή του πεδίου εφαρμογών (πειραμάτων - φαινομένων)  Μέτρηση /σύγκριση πίεσης / δύναμης σε φαρδύ - στενό δοχείο και φαρδιάς / στενής βεντούζας)  Πειραματικός έλεγχος των μεταβλητών που επηρεάζουν ή όχι την υδροστατική πίεση.

33 ΚΡΙΤΗΡΙΑ, ΕΠΙΛΟΓΗΣ Η ΚΑΙ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟΥ ΤΩΝ ΦΕ ΣΕ ΠΛΗΘΥΣΜΟΥΣ ΜΗ ΕΙΔΙΚΩΝ ΚΑΙ Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΟΥ ΔΙΔΑΚΤΙΚΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟΥ  ηλικία ή και το επίπεδο νοητικής ανάπτυξης  οι προϋπάρχουσες αναπαραστάσεις  τα ενδιαφέροντα των μαθητών  η σχετική βαρύτητα του περιεχομένου στο σύνολο της επιστημονικής γνώσης

34 Παραδείγματα διδακτικού μετασχηματισμού περιεχομένου και ανάπτυξης σχετικών δραστηριοτήτων για μικρούς μαθητές Οι μαγνητικές ιδιότητες ως «τραβά» και «σπρώχνει» Η πλεύση / βύθιση και το «βαρύ για το μέγεθός του» Η πυκνότητα μέσω της αναπαράστασης «κυβάκι με τελείτσες» Η πίεση ως πρωταρχικό μέγεθος που περιγράφει ή και ερμηνεύει φαινόμενα κίνησης και ερμηνείας ρευστών

35 Το Περιεχόμενο στα National Science Education Standards (USA) 1) Ενοποιώντας έννοιες και διαδικασίες στις ΦΕ (γενικές έννοιες και αρχές, π.χ. αλλαγή, σταθερότητα και μέτρηση, Κ1 – Κ12) 2) ΦΕ ως διερεύνηση (κριτική σκέψη και επιστημονικοί συλλογισμοί) 3) Φυσική,

36 4) Βιολογία, 5) Επιστήμες της γης και του διαστήματος (3, 4 και 5: έννοιες, αρχές, θεωρίες των γνωστικών αντικειμένων) 6) Επιστήμη και τεχνολογία, 7) Προσωπική και κοινωνική προοπτική της επιστήμης, 8) Ιστορία και φύση της επιστήμης (6, 7 και 8: συνοδευτικές έννοιες των ΦΕ, συνδέσεις φυσικού και τεχνητού κόσμου, σχέση των μαθητών με την κοινωνία π.χ. υγεία, για να αντιληφθούν το ρόλο τους ως πολίτες, πως γίνεται η εξέλιξη της επιστήμης, ανθρωπιστικά στοιχεία της επιστήμης).

37 Η Διδακτική Μεθοδολογία στη Διδασκαλία και Μάθηση ΦΕ – Ιστορική θεώρηση  Στα τέλη του 19 ου αιώνα προτείνεται η πειραματική διδασκαλία και αναφέρεται για πρώτη φορά η ανακάλυψη ως διδακτική διαδικασία (μέθοδος).  Στα 1915 παρατηρήθηκε μια αντίδραση στην υπερβολική εργαστηριακή εργασία, που εκδηλώθηκε με την πρόταση για πειραματικές επιδείξεις

38  Μεταξύ 20 και 30 επήλθε μια ισορροπία μεταξύ επίδειξης και άσκησης των μαθητών, ενώ αναγνωρίσθηκε ξανά η αξία της πρακτικής εργασίας.  Κώδικας του Armstrong για τη διδασκαλία της Χημείας (αρχές του 20ου): πρόβλεπε έξι (6) επίπεδα κατά ηλικιακή ομάδα  Ξεκίναγε από τη μελέτη του περιβάλλοντος, για να περάσει σε απλές μετρήσεις πάλι στο περιβάλλον, ποιοτικές και ποσοτικές περιγραφές αντιδράσεων και να καταλήξει στις θεωρίες της Χημείας.

39  Δεν έγινε ευρεία χρήση του κώδικα γιατί: α) ήθελε πολύ χρόνο, β) δεν ταίριαζε με το ισχύον εξεταστικό σύστημα, γ) ήταν πολύ καινοτομικό για τους εκπαιδευτικούς να δεχθούν τέτοια πρόκληση.  Τα ίδια περίπου ακούσαμε για την ανακάλυψη, την εποικοδόμηση και πιθανόν θα ακούσουμε για τον επιστημονικό (εγ)γραμματισμό (διερεύνηση).  Οι δύο οπτικές της χρήσης της Ιστορίας των ΦΕ στη διδασκαλία της (W. J. Sherratt)

40 Παράδειγμα διδακτικής μεθοδολογίας σε συνδυασμό με διδακτικό μετασχηματισμό περιεχομένου – Συνδυασμός διδακτικών στρατηγικών για υλοποίηση διδασκαλίας  πολλαπλής γνωστικής ενίσχυσης των διαισθητικών αντιλήψεων των μαθητευομένων  γνωστικής σύγκρουσης  γνώσης ιδιαίτερων χαρακτηριστικών μαθητευομένων, σχολείου, διαχείρισης της τάξης  ανάπτυξης διδακτικού συμβολαίου

41 Η Διδασκαλία στα National Science Education Standards (USA)  σχεδιασμός ενός διερευνητικού επιστημονικού προγράμματος,  καθοδήγηση και διευκόλυνση της μάθησης,  αξιολογήσεις της διδασκαλίας και μάθησης,  ανάπτυξη περιβαλλόντων μάθησης,  ανάπτυξη κοινοτήτων μάθησης,  σχεδιασμός και ανάπτυξη του προγράμματος σχολικής επιστήμης

42 Ο Εκπαιδευτικός στα National Science Education Standards (USA) Α) Επαγγελματική ανάπτυξη : 1) Μάθηση του περιεχομένου της επιστήμης μέσω διερεύνησης, 2) Ολοκλήρωση της γνώσης για την επιστήμη, με τη γνώση για τη μάθηση, τη διδακτική και τους μαθητές, 3) Ανάπτυξη της κατανόησης και ικανότητα για δια βίου μάθηση, 4) Συνοχή και ολοκλήρωση των προγραμμάτων επαγγελματικής ανάπτυξης

43 Αξιολόγηση Διδασκαλίας – Μάθησης ΦΕ Ιστορική ανάλυση – Ρεύματα Παραδοσιακό (γνωστική αξιολόγηση ή απουσία της) Καινοτομικό (Ψυχρός πόλεμος, στόχοι με αναφορά και σε πολιτικές – κοινωνικές προτεραιότητες: νέοι επιστήμονες, βελτίωση στάσεων, … Η αξιολόγηση υπερβαίνει αυτή των μαθητών) Σύγχρονο (σύγχρονη / τεχνολογική κοινωνία, παγκοσμιοποίηση)

44 Αξιολόγηση Μαθητών –Διαμορφωτική – διαγνωστική (formative assessment) / Αθροιστική (τελική) (summative assessment) Προγραμμάτων –Παραδοσιακές και νεώτερες απόψεις: Πορείες (μονοπάτια) μάθησης, ενδιάμεσα μοντέλα, ιδέες για «σκαλοπάτια» (scaffolding) –Πριν και μετά – Τμήματα ελέγχου και Πειραματικό Αξιολόγηση Μάθησης ή Διδασκαλίας; Φαινομένων / Εννοιών / Αρχών / Νόμων / Ερμηνειών / Επιστημονικής πρακτικής / Κριτικής σκέψης / χειρωνακτικών δεξιοτήτων / σχεδιασμού ερευνητικών διαδικασιών

45 Η διαδικασία αξιολόγησης καθοδηγεί την ανάπτυξη και την αλλαγή ΑΠ (Black - Lijnse) Τα κεντρικά ελεγχόμενα σχολεία εστιάζουν στην αξιολόγηση του μαθητή παρά του ΑΠ. Νέα αντικείμενα συνήθως αποφεύγονται (Κβαντομηχανική στο Ολλανδικό ΑΠ) Αθροιστική και διαμορφωτική αξιολόγηση. Απόκλιση μεταξύ στόχων και αξιολόγησης

46 Αν δεχτούμε την ανάπτυξη νέων ΑΠ βασισμένων στην έρευνα, πρέπει να αναζητήσουμε αντίστοιχες πρακτικές αξιολόγησης. Π.χ. δηλωτική ή / και διαδικαστική γνώση, σε αντίθεση με ανακαλυπτική μάθηση, λύση προβλημάτων κλπ

47 Αξιολόγηση (Σταθερές ΗΠΑ) πολλαπλές στρατηγικές εκτίμησης της μάθησης, της διδασκαλίας, των δασκάλων - όχι μόνο τα παραδοσιακά τεστ 1) συνέπεια αξιολόγησης και σχεδιασμού, 2) αξιολόγηση τόσο των επιτευγμάτων όσο και της ευκαιρίας να μάθει επιστήμη, 3) ταίριασμα μεταξύ τεχνικής ποιότητας των δεδομένων που συλλέχτηκαν και των συνεπειών των δράσεων που πάρθηκαν στη βάση αυτών των δεδομένων,

48 4) το δίκαιο των πρακτικών αξιολόγησης, 5) η αξιοπιστία των συμπερασμάτων που προέκυψαν από αξιολογήσεις για τα επιτεύγματα των μαθητών και της ευκαιρίας να μάθουν

49 3 Ο ΜΑΘΗΜΑ Η ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΗ ΓΝΩΣΗ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟΥ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ

50 ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΗ ΓΝΩΣΗ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟΥ (ΠΓΠ) * Σύνθετη γνώση που κατέχουν οι έμπειροι εκπαιδευτικοί και αφορά το περιεχόμενο, το μαθητευόμενο τις ιδέες και συλλογισμούς του, το αναλυτικό πρόγραμμα, το περιβάλλον μάθησης, τις διδακτικές μεθόδους κ.λ.π. * Ρόλος και αξιοποίηση της ΠΓΠ

51 ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΗ ΓΝΩΣΗ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟΥ … τύπος επαγγελματικής γνώσης … (Beijaard & Verloop, 1996 ) είναι γνώση που ολοκληρώνεται σε έναν έμπειρο εκπαιδευτικό και περικλείει στοιχεία μεταγνώσης, δηλ. του στοχασμού πάνω στις υπάρχουσες γνώσεις

52 Συμπεράσματα από περιπτώσεις εφαρμογής ΠΓΠ στην επιμόρφωση δασκάλων  το επιστημονικό περιεχόμενο ολοκληρώνεται με την μεθοδολογία προσέγγισής του (π.χ. εποικοδομητική διδασκαλία της ενέργειας και μετά ανάδειξη στοιχείων μεθόδου) και  οι μεθοδολογικές διαστάσεις στο χώρο των ΦΕ ολοκληρώνονται μέσα από παραδείγματα συγκεκριμένων ενοτήτων π.χ. διάκριση /έλεγχος μεταβλητών στη διδασκαλία / μάθηση της πλεύσης - βύθισης Η ΠΓΠ δεν αποτελεί ένα corpus γνώσης με σαφή όρια που μπορεί να διδαχθεί αλλά εμπεριέχεται και ολοκληρώνεται μέσα από μια ποικιλία θεμάτων και πρακτικών Εφαρμόζεται σε περιπτώσει εκπαίδευσης εκπαιδευτικών όπου ως ψηφίδα οργάνωσης θεωρούνται μικρές ενότητες των ΦΕ, π.χ. ρευστά – πίεση (μακρο- σχεδιασμός)

53 Τα περισσότερα προγράμματα εκπαίδευσης και επιμόρφωσης των δασκάλων δεν ακολουθούν τις προτάσεις της ΠΓΠ ως πυρήνα στο σχεδιασμό τους αλλά οργανώνουν τα θέματά τους ανεξάρτητα μεταξύ τους (Northfield, 1998, Psillos et al. 2004) Έτσι αναδεικνύεται ακόμη μια πτυχή της ΠΓΠ ως οργανωτικός πυρήνας σχεδιασμού επιμορφωτικών προγραμμάτων. Συμπεράσματα από περιπτώσεις εφαρμογής ΠΓΠ στην επιμόρφωση δασκάλων

54 ΜΙΑ ΠΡΟΤΑΣΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΓΠ Η πρότασή μας για τη συγκρότηση παιδαγωγικής γνώσης περιεχομένου είναι συνδυασμός γνώσης περιεχομένου ΦΕ και παιδαγωγικών θέσεων, που συνδυάζονται σε έξη (6) αρχές – διαστάσεις: Διδακτικός μετασχηματισμός περιεχομένου Πεδίο εφαρμογής (πειράματα - φαινόμενα) Διδακτική αξιοποίηση των ιδεών των μαθητευομένων Ανάπτυξη κατάλληλης διδακτικής στρατηγικής Διαδικασίες αξιολόγησης της μάθησης Επίγνωση των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών του σχολείου και των μαθητών

55 Οι παραπάνω αρχές δεν συγκροτούν ένα γραμμικά ιεραρχημένο σχεδιασμό, δεν ξεκινάμε δηλ. από την πρώτη για να καταλήξουμε στην τελευταία. Το μοντέλο της π.γ.π. είναι δυναμικό σύστημα αλληλεπιδράσεων των έξη συνιστωσών του, δηλ. μια αλλαγή σε μία από αυτές, θα αλλάξει και τις υπόλοιπες. Η πρόταση για την π.γ.π. είναι σε συμφωνία με την εποικοδομητική υπόθεση στη διδασκαλία.

56 διδακτικός μετασχημ/μός περιεχομένου διδακτική αξιοποίηση ιδεών μαθητ/ων επιλογή πεδίου εφαρμογών (πειραμάτων – φαινομένων διδακτικές στρατηγικές διδασκαλίας

57 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΠΡΟΤΑΣΗΣ ΣΤΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ ΡΕΥΣΤΩΝ ΚΑΙ ΠΙΕΣΗΣ (Παιδαγωγικά Τμήματα – Γυμνάσιο) 1) Διδακτικός μετασχηματισμός του περιεχομένου Εισαγωγή της πίεσης ως πρωταρχικού μεγέθους, αντί της παραδοσιακής εισαγωγής σε σχέση με τη δύναμη 2) Επιλογή του πεδίου εφαρμογών (πειραμάτων - φαινομένων) Πειραματικός έλεγχος των μεταβλητών που επηρεάζουν ή όχι την υδροστατική πίεση. Μέτρηση /σύγκριση πίεσης / δύναμης σε φαρδύ - στενό δοχείο και φαρδιάς / στενής βεντούζας)

58 3) Διδακτική αξιοποίηση των ιδεών των μαθητευομένων Μοντέλα Πίεσης  Συνωστισμένου πλήθους  Πιεσοδύναμης  Υγρότητας

59  Συνωστισμένου πλήθους Ρ φρδ < Ρ στ  Πιεσοδύναμης Ρ φρδ > Ρ στ  Υγρότητας Ρ φρδ = Ρ στ

60 4) συνδυασμός διδακτικών στρατηγικών για υλοποίηση διδασκαλίας  πολλαπλής γνωστικής ενίσχυσης των διαισθητικών αντιλήψεων των μαθητευομένων  γνωστικής σύγκρουσης  γνώσης ιδιαίτερων χαρακτηριστικών μαθητευομένων, σχολείου, διαχείρισης της τάξης  ανάπτυξης διδακτικού συμβολαίου

61 Ο ΑΝΑΣΤΟΧΑΣΤΙΚΟΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΣ Η πρόταση για την ΠΓΠ προϋποθέτει ένα προφίλ εκπαιδευτικού, που αναστοχάζεται πάνω στην εμπειρία του, βελτιώνοντας την πρακτική του.

62 ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΗ ΓΝΩΣΗ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟΥ (Psillos & Barbas 1995, Mellado 1999, Davis & Petish 2001) Μετασχηματισμός Κατανόηση ΕπίγνωσηΑξιολόγηση Διδασκαλία Αναστοχασμός Μοντέλο Shulman

63 4 ο Μάθημα ΟΙ ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΜΑΘΗΣΙΑΚΕΣ ΑΚΟΛΟΥΘΙΕΣ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ

64 ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ – ΜΑΘΗΣΙΑΚΕΣ ΑΚΟΛΟΥΘΙΕΣ (Teaching – Learning Sequences) Τι είναι; Πως προέκυψαν; Ποια η σχέση τους με την Παιδαγωγική Γνώση Περιεχομένου; Το πλαίσιο της Εκπαιδευτικής Επανοικοδόμησης (Educational Reconstruction) και το Design Based Research (DBR) Γενικές Αρχές Ανάπτυξης Παραδείγματα

65 TI EINAΙ OI ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ – ΜΑΘΗΣΙΑΚΕΣ ΑΚΟΛΟΥΘΙΕΣ; Μικρά σύγχρονα, εποικοδομητικά ΑΠ ΦΕ Μονάδα και μέγεθος ανάπτυξης: Ενότητα των ΦΕ 5 – 10 διδακτικών ωρών. Προϊόντα αναπτυξιακής έρευνας Προϊόντα διαδοχικών κύκλων ανάπτυξης εφαρμογής αξιολόγησης, διόρθωσης, νέας ανάπτυξης, νέας εφαρμογής (iterative design).

66 ΠΩΣ ΠΡΕΚΥΨΑΝ OI ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ – ΜΑΘΗΣΙΑΚΕΣ ΑΚΟΛΟΥΘΙΕΣ; Δυσκολία στην ανεύρεση κοινών στοιχείων των ιδεών (αναπαραστάσεων) των μαθητών Δυσκολία για ενιαία διδακτική αντιμετώπιση Τρίτος δρόμος ή μεσαία λύση, ανάμεσα στη μάκρο θεώρηση του ΑΠ ΦΕ για μια βαθμίδα π.χ. Γυμνάσιο ή ένα έτος π.χ. Στ’ Δημοτικού.

67 ΠΟΙΑ Η ΣΧΕΣΗ ΔΙΔΑΚΤΙΚΩΝ – ΜΑΘΗΣΙΑΚΩΝ ΑΚΟΛΟΥΘΙΩΝ ΜΕ ΤΗΝ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΗ ΓΝΩΣΗ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟΥ; Οι ιδέες αυτές αναπτύσσονται μάλλον παράλληλα Οι ΔΜΑ αποσκοπούν να λύσουν το πρόβλημα της διδασκαλίας – μάθησης του περιεχομένου ΦΕ Η ΠΓΠ αποσκοπεί στην εκπαίδευση ή / και επιμόρφωση εκπαιδευτικών στις ΦΕ Φαίνεται ότι η ΔΜΑ είναι μία μελέτη περίπτωσης ή ένα παράδειγμα εφαρμογής της ΠΓΠ για την εκπαίδευση υποψήφιων ή υπηρετούντων εκπαιδευτικών.

68 Το πλαίσιο της Εκπαιδευτικής Επανοικοδόμησης (Educational Reconstruction) IPN, KIEL, R. DUIT

69

70 ΓΕΝΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΩΝ – ΜΑΘΗΣΙΑΚΩΝ ΑΚΟΛΟΥΘΙΩΝ Τα δομικά στοιχεία μια διδακτικής ακολουθίας είναι η επιθυμητή γνώση, οι εννοιολογικές δυσκολίες των μαθητευομένων, οι κατάλληλες διδακτικές στρατηγικές και η αξιολόγηση. Τα παραπάνω στοιχεία δεν συγκροτούν μια ιεραρχικά συγκροτημένη δομή αλλά αλληλεπιδρούν μεταξύ τους σε μια δυναμική ισορροπία.

71 Η επιθυμητή γνώση περιλαμβάνει το προς διδασκαλία περιεχόμενο, που έχει υποστεί κατάλληλο διδακτικό μετασχηματισμό, για να μπορεί να διδαχτεί σ’ αυτούς που απευθύνεται. Βασικό στοιχείο του μετασχηματισμού αποτελεί η επιλογή του κατάλληλου πεδίου εφαρμογών. Οι εννοιολογικές δυσκολίες προκύπτουν από τις αναπαραστάσεις των μαθητευομένων για τις σχετικές έννοιες και φαινόμενα, με εμπειρική έρευνα ή από την βιβλιογραφία. Οι διδακτικές στρατηγικές προσαρμόζονται, τόσο στο περιεχόμενο και τις ιδιαιτερότητές του, όσο και στις δυσκολίες των μαθητευομένων.

72 Στοιχείο του μετασχηματισμένου περιεχομένου αποτελούν οι λειτουργικοί κανόνες, που συνήθως αντικαθιστούν δύσκολους μαθηματικούς φορμαλισμούς. Π.χ. «η διαφορά πίεσης προκαλεί κίνηση του ρευστού» Η επιλογή των στοιχείων του περιεχομένου επηρεάζεται άμεσα από τις εννοιολογικές δυσκολίες των μαθητευομένων. Π.χ. αν ένα στοιχείο δεν μπορεί να κατανοηθεί παραλείπεται ή αντικαθίσταται. Το ίδιο ισχύει και για τις διδακτικές στρατηγικές. Αν μια έννοια δυσκολεύει τους μαθητές πρέπει να τύχει ειδικού σχεδιασμού και στρατηγικής και να βρεθούν κατάλληλα πειράματα – φαινόμενα.

73 Η αξιολόγηση μιας ΔΜΑ είναι πολύ-επίπεδη  Εννοιολογική μάθηση  Διαδικαστική μάθηση …. αλλά και  Ενδιαφέρον και κίνητρα – Στάσεις (Bennet et al. 2010) ΜΕΘΟΔΟΙ; συνδυασμός:  Ποσοτικών μεθόδων (ερωτηματολόγια πριν – μετά)  Ποιοτικών μεθόδων (συνεντεύξεις – απομαγνητοφωνήσεις για να αναδείξουμε τις πορείες μάθησης στη διάρκεια της παρέμβασης)

74 Παραδείγματα ακολουθιών  Εννοιολογική / διαδικαστική γνώση – ρευστά (ΓΥΜΝΑΣΙΟ – ΠΤΔΕ)  Δεξιότητες στη γραφική αναπαράσταση – θερμότητα (ΠΤΔΕ)  Εννοιολογική γνώση στη διαδικασία μέτρησης – ηλεκτρισμός (Τμ. Φυσικής)  Πακέτο αυτομόρφωσης (μάθηση από απόσταση) με Εφαρμογή στα Ρευστά (ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΙ Ά’ ΒΑΘΜΙΑΣ)  Διαπλοκή περιεχομένου – Διδακτικής μεθόδου: Εφαρμογή σε Ενέργεια – Εποικοδομητική προσέγγιση (ΠΤΔΕ).  Εισαγωγή της δύναμης ως μέτρο της αλληλεπίδρασης υποθεμάτων (ΠΤΔΕ-ΠΤΝ)  Εισαγωγή πυκνότητας στην πλεύση – βύθιση με διερεύνηση και μοντελοποίηση (ΔΗΜΟΤΙΚΟ).

75 Πίνακας: Το συνοπτικό περιεχόμενο της ακολουθίας των δυναμικών αλληλεπιδράσεων ΜάθημαΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ 1ο1ο Βαρυτικές Αλληλεπιδράσεις, Νόμος της Παγκόσμιας Έλξης, «Έμμεση» Διατύπωση του 3ου Νόμου Νεύτωνα 2ο2ο Δυνάμεις από Απόσταση, Μαγνητική & Ηλεκτρική Έλξη / Άπωση, Γενικότερη Διατύπωση του 3ου Νόμου Νεύτωνα 3ο3ο Σύγκριση των Βαρυτικών – Ηλεκτρικών – Μαγνητικών Δυνάμεων, Μέτρο των Δυνάμεων 4ο4ο Δυνάμεις Επαφής & 3ος Νόμος Νεύτωνα 5ο5ο Κινητική Κατάσταση ενός Σώματος, 1ος & 2ος Νόμος Νεύτωνα

76 ΕΡΓΑΣΙΑ Σας δίνεται το ερωτηματολόγιο ανάδειξης των ιδεών των φοιτητών /τριών ΠΤΔΕ – ΠΤΝ για την έννοια της δυναμικής αλληλεπίδρασης και τα χαρακτηριστικά της και το συνοπτικό περιεχόμενο της ΔΜΑ (compus). ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ Α) Ποιες οι 3 πιθανές εναλλακτικές ιδέες για τις δυναμικές αλληλεπιδράσεις αναζητά το ερωτηματολόγιο Β) Μελετώντας το συνοπτικό περιεχόμενο να βρείτε τουλάχιστον 2 σημαντικές διαφορές από την κλασσική διδασκαλία της έννοιας της δύναμης. ΑΠΟΣΤΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΣΕ ΔΥΟ ΒΔΟΜΆΔΕΣ pkariotog@uowm.gr / kariotog@gmail.compkariotog@uowm.grkariotog@gmail.com