4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών
16-18 Σεπτεμβρίου 2022, Αλεξανδρούπολη
Επιστημολογικές πτυχές της Φύσης της Επιστήμης και της Φύσης της Επιστημονικής
Διερεύνησης, προς διδασκαλία σε μαθητές/τριες της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης
στο μάθημα της Φυσικής
Βασίλειος Γκάγκας1
, Ευριπίδης Χατζηκρανιώτης2
1
Υποψήφιος διδάκτορας, Τμήμα Φυσικής, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης
2
Καθηγητής, Τμήμα Φυσικής, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης
2.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 2
Είδη γνώσης
Εννοιολογική γνώση
Γνώσεις πιο σύνθετων εννοιών,
ιδέες, θεωρίες, μοντέλα…
Διαδικαστική γνώση
Γνώσεις σχετικές με την
εφαρμογή των
επιστημονικών μεθόδων
Δηλωτική γνώση
Γνώση απλών εννοιών,
βασικής ορολογίας,
μεμονωμένων γεγονότων…
Γνώση για τη Φύση της
Επιστημονικής Διερεύνησης
Γνώσεις σχετικά με τις συστηματικές
διεργασίες που ακολουθούν οι
επιστήμονες όταν παράγουν
γνώση…
Γνώση για τη Φύση των
Επιστημών
Γνώσεις σχετικά με τη λειτουργία
της εκάστοτε επιστήμης, τι είναι
επιστημονική θεωρία,
τι είναι αντικειμενικότητα…
Μεταγνώση
Γνώσεις και δεξιότητες των
γνωστικών δομών και
ικανοτήτων του εαυτού μας
Δηλωτική
Γνώση για τη
Φύση των
Επιστημών
Μεταγνώση
Γνώση για τη
Φύση της
Επιστημονικής
Έρευνας
Εννοιολογική
Διαδικαστική
Εισαγωγή Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Μεθοδολογία
Ανοιχτή
συζήτηση
3.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 3
«Μεταβολή των στάσεων και πεποιθήσεων των μαθητών ως προς τη Φυσική, μετά
από την εφαρμογή καινοτόμων δραστηριοτήτων διερευνητικής φύσης»
Το θέμα που παρουσιάζουμε σήμερα εντάσσεται στο γενικότερο θέμα,
της διδακτορικής διατριβής εν εξελίξει …
Τριμελής επιτροπή
Δρ. Ευριπίδης Χατζηκρανιώτης (επιβλέπων)
Δρ. Σπύρτου Άννα
Δρ. Μολοχίδης Αναστάσιος
Ερευνητικά ερωτήματα:
1. Πως μεταβάλλονται οι στάσεις των μαθητών/τριών, της Β/βμιας εκπαίδευσης απέναντι στο
μάθημα της Φυσικής όταν εργάζονται σε διάφορα περιβάλλοντα διερευνητικής μάθησης
(confirmation inquiry, structured inquiry, guided inquiry, open inquiry);
2. Πως μεταβάλλονται οι πεποιθήσεις των μαθητών/τριών αναφορικά με τις διαδικασίες που
ακολουθεί η ερευνητική διαδικασία και η εξεύρεση της αλήθειας (ΦτΕ & ΦτΕΔ), όταν καλούνται
να εργαστούν σε διάφορα περιβάλλοντα διερευνητικής μάθησης (confirmation inquiry,
structured inquiry, guided inquiry, open inquiry);
Εισαγωγή Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Μεθοδολογία
Ανοιχτή
συζήτηση
4.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 4
Προσεγγίσεις – Ορισμοί
• Επιστημονικές στάσεις (Scientific Attitudes)
Συγκεκριμένοι τρόποι σκέψης τους οποίους οι επιστήμονες έχουν υιοθετήσει στην καθημερινότητα
τους και έχουν τη βάση τους στην επιστημονική πρακτική. Κάποιους από αυτούς είναι: η ανοιχτή
σκέψη, η ειλικρίνεια, ο σκεπτικισμός (Gardner, 1975, p. 1-2).
• Πεποιθήσεις (Beliefs)
Πρόκειται για τις υποκειμενικές γνώσεις, θεωρίες ή και αντιλήψεις ενός ατόμου οι οποίες
διαμορφώνονται λόγω των ατομικών του εμπειριών, του προσωπικού του συστήματος αξιών και της
γενικότερης φιλοσοφίας του.
Οι πεποιθήσεις, παρόλο που έχουν τη βάση τους σε δεδομένα από την καθημερινότητα (άρα μπορούν
να θεωρηθούν εν μέρη λογικά συμπεράσματα), δεν επιδέχονται πλήρους αντικειμενικής αιτιολόγησης
ή αποδείξεως επειδή διαθέτουν υποκειμενική χροιά λόγω της συναισθηματικής τους συνιστώσας
(Φιλίππου & Χρίστου, 2001, p. 33).
• Επιστημολογικές Πεποιθήσεις (Scientific Epistemic Beliefs)
Προσωπικές θεωρίες ή αντιλήψεις σχετικά με τη γνώση και τους τρόπους απόκτησης της γνώσης.
Επειδή αφορούν τις υποκειμενικές θεωρίες ενός ατόμου και επειδή λειτουργούν με τρόπο
κατευθυντικό και ελεγκτικό των καθημερινών ενεργειών του, αυτό τις κάνει να συνδέονται με πολλές
πτυχές της ακαδημαϊκής μάθησης, με το πώς οι μαθητές προσεγγίζουν τις μαθησιακές διαδικασίες, με
το ποιες στρατηγικές μάθησης χρησιμοποιούν ή στο πώς βλέπουν το ρόλο τους ως μαθητευόμενοι
(Paechter et al., 2013, p. 1).
Εισαγωγή Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Μεθοδολογία
Ανοιχτή
συζήτηση
5.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 5
Προσεγγίσεις – Ορισμοί
• Η Φύση της Επιστήμης (ΦτΕ) (Nature of Science, NoS) είναι «η επιστημολογία και η
κοινωνιολογία της επιστήμης». Ο όρος «επιστημολογία» αναφέρεται στη λειτουργία της επιστήμης
ως ένας τρόπος γνώσης και ο όρος «κοινωνιολογία» αναφέρεται στις πεποιθήσεις και τις αξίες των
επιστημόνων καθώς αναπτύσσουν επιστημονική γνώση.
• Η Φύση της Επιστημονικής Διερεύνησης (ΦτΕΔ) είναι το σύνολο των συστηματικών
διαδικασιών-προσεγγίσεων που ακολουθούν οι επιστήμονες κατά τη διάρκεια των προσπαθειών
τους να απαντήσουν στα ερωτήματα που τους απασχολούν, ώστε να δημιουργήσουν επιστημονικά
αποδεκτή γνώση.
Παρατηρήσεις:
- Η ΦτΕ εστιάζει περισσότερο στην κατανόηση της λειτουργίας της επιστήμης και λιγότερο στις
επιστημονικές διαδικασίες που αφορούν περισσότερο τη ΦτΕΔ.
- Η ΦτΕΔ παρόλο που συνδέεται με τις διεργασίες της παρατήρησης, της πρόβλεψης, της μέτρησης,
της ανάλυσης των δεδομένων και της εξαγωγής συμπερασμάτων, ωστόσο επεκτείνεται και πέρα από
αυτές με το να εστιάζει περισσότερο στο συνδυασμό τους, με σκοπό την παραγωγή επιστημονικής
γνώσης μέσω της επιστημονικής συλλογιστικής και της κριτικής σκέψης.
Εισαγωγή Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Μεθοδολογία
Ανοιχτή
συζήτηση
6.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 6
Προσεγγίσεις – Ορισμοί
Διερευνητική μάθηση (Inquiry Based Learning - IBL)
Ένα μοντέλο μάθησης στο οποίο οι μαθητές εργάζονται (περίπου) όπως οι επαγγελματίες
επιστήμονες, ακολουθώντας όμοιες μεθόδους και πρακτικές, προκειμένου να κατασκευάσουν έγκυρη
νέα γνώση (Keselman, 2003, p. 898; Pedaste et al., 2015, p. 48).
Οι μαθητές ενδέχεται να κατευθύνουν τις δικές τους έρευνες ολοκληρώνοντας όλα τα στάδια μιας
επιστημονικής έρευνας όπως είναι η κατασκευή ερευνητικών ερωτημάτων ή υποθέσεων, ο
σχεδιασμός πειραμάτων, η συγκέντρωση πληροφοριών, η ανάλυση και η εξαγωγή συμπερασμάτων
(Keselman, 2003, p. 898).
Εισαγωγή Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Μεθοδολογία
Ανοιχτή
συζήτηση
7.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 7
Βιβλιογραφικά:
Συναντούμε λίγες διδακτικές προσεγγίσεις προώθησης επιστημολογικών πτυχών της ΦτΕ και της
ΦτΕΔ σε μαθητές. Αυτές που συναντούμε είναι:
• στο πλαίσιο του μαθήματος «Ιστορία των Επιστημών» (Kapucu et al., 2015),
• σε πειραματικές δραστηριότητες χωρίς πλαίσιο (Prima et al., 2018),
• σε εναλλακτικές δραστηριότητες (Afacan & Çanli, 2019),
• μέσω διερευνήσεων (Lubiano & Magpantay, 2021).
Τρόποι προώθησης:
• άρρητα (έμμεσα),
• ρητά (άμεσα),
• ρητά/αναστοχαστικά.
Η πλειονότητα των ερευνητών θεωρούν την άρρητη προσέγγιση ακατάλληλη (Al-saidi, 2004; Bell et
al., 1998; Khishfe & Abd-El-Khalick, 2002).
Συναντούμε ελάχιστες ερευνητικές προσπάθειες οι οποίες να προωθούν τη ΦτΕ και τη ΦτΕΔ σε
μαθητές/τριες της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης στα πλαίσια της διερευνητικής μάθησης.
Εισαγωγή Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Μεθοδολογία
Ανοιχτή
συζήτηση
8.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 8
ερευνητικά
ερωτήματα
διατριβής
Στάσεις
απέναντι στη
Φυσική
Πεποιθήσεις για
τη ΦτΕ & τη
ΦτΕΔ
Inquiry ως μέσο για την προώθηση συγκεκριμένων
πτυχών της ΦτΕ & της ΦτΕΔ
Inquiry ως σκοπός εκμάθησης και έλεγχος στο εάν
βελτιώνει τις Στάσεις απέναντι στη Φυσική
Εστιάζουμε στην επίδραση της διαδικαστικής πλευράς των
διερευνητικών πειραματικών δραστηριοτήτων (κατηγοριοποίηση
Klopfer, 1971):`
α. την αποδοχή της επιστημονικής έρευνας ως τρόπο σκέψης,
β. την υιοθέτηση επιστημονικών στάσεων,
γ. την απόλαυση εκμάθησης της επιστήμης της Φυσικής,
δ. την ανάπτυξη ενδιαφέροντος για δραστηριότητες που σχετίζονται με
την επιστήμη,
ε. το ενδιαφέρον για μια σταδιοδρομία σχετική με την επιστήμη.
Πως;
μέσω της εκμάθησης
της διαδικαστικής
γνώσης της
διερεύνησης
Υπόθεση: Οι μαθητές
βελτιώνουν τις
Στάσεις τους
απέναντι στη Φυσική
καθώς προσεγγίζουν
τη γνώση
διερευνητικά
αξιολόγηση
στάσεων ως προς
τις πειραματικές
διερευνητικές
διαδικασίες
ερωτηματολόγιο
ToSRA (pre & post)
αξιολόγηση
διερευνητικών
δεξιοτήτων
test (pre & post)
Τι άλλο μας ενδιαφέρει
να αξιολογήσουμε;
Στη σημερινή παρουσίαση του θέματος, τα ερευνητικά
ερωτήματα στα οποία προσπαθήσαμε να δώσουμε
απάντηση είναι τα εξής:
1. Ποιες πτυχές της ΦτΕ και της ΦτΕΔ προκρίνονται
κατάλληλες για διδασκαλία, σε μαθητές/τριες της
δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης, από τους περισσότερους
ερευνητές και εκπαιδευτικούς οργανισμούς;
2. Ποιες πτυχές της ΦτΕ και της ΦτΕΔ επιλέγουμε ως
περισσότερο κατάλληλες να προωθηθούν σε
διερευνητικές πειραματικές δραστηριότητες Φυσικής,
σε μαθητές Λυκείου;
3. Μεταβάλλονται (αν ναι σε τι βαθμό) οι
επιστημολογικές πεποιθήσεις των μαθητών/τριών
έπειτα από τη συμμετοχή τους σε διερευνητικές
πειραματικές δραστηριότητες Φυσικής;
Με ποιο
εργαλείο;
Εισαγωγή Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Μεθοδολογία
Ανοιχτή
συζήτηση
αφορούν αφορούν
9.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 9
• Βιβλιογραφική ανασκόπηση προς αναζήτηση των κοινών αποδεκτών πτυχών (λειτουργικών
κανόνων) της ΦτΕ και ΦτΕΔ που προκρίνονται από τους περισσότερους ερευνητές και
εκπαιδευτικούς οργανισμούς προς διδασκαλία σε μαθητές/τριες της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης.
• Πηγές πληροφοριών: Βάση δεδομένων ERIC (https://eric.ed.gov), μηχανή αναζήτησης Google
Scholar (https://scholar.google.gr).
• Η αναζήτηση έγινε με τη λογική Boolean. Αλγόριθμος αναζήτησης: (“Nature of Science” OR
“Nature of Scientific Inquiry”) AND (“Inquiry Based Learning” OR “Inquiry”).
• Χρονολογικό εύρος της αναζήτησης: 2000 έως 2022.
• Ερευνητικά άρθρα και εργασίες, με πλήρη πρόσβαση στο κείμενο, που αφορούσαν τις φυσικές
επιστήμες στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση και που το πλαίσιο της διδασκαλίας ήταν «Inquiry
Based».
• Γλώσσα ευρημάτων: Αγγλική ή Ελληνική.
• Διαλογή των εγγραφών της βιβλιογραφικής αναζήτησης με το μοντέλο PRISMA (αναγνωρίστηκαν
359 εγγραφές, τελικά συμπεριλήφθηκαν 18 εγγραφές).
Εισαγωγή Μεθοδολογία Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
10.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 10
• Στη συνέχεια εφαρμόσαμε ένα «φίλτρο» ώστε να επιλέξουμε τις πτυχές της ΦτΕ & ΦτΕΔ που
θεωρούμε κατάλληλες να προωθηθούν στους μαθητές/τριες.
Αποτελέσματα
σχεδιαστικών επιλογών
Πτυχές
της
ΦτΕΔ
Πτυχές
της
ΦτΕ
Φίλτρο σχεδιαστικών επιλογών (Τι επηρέασε τις επιλογές
μας;)
• Οι πτυχές να είναι ικανές να ενταχθούν σε διερευνητικές
πειραματικές δραστηριότητες Φυσικής.
• Θα προωθηθούν μέσω ρητού αναστοχασμού.
• Διερευνητικές δραστηριότητες στα πλαίσια λειτουργίας ενός
ομίλου Φυσικής, εκτός ωρολογίου προγράμματος.
• Χρονικοί περιορισμοί (2 διδακτικές ώρες σε κάθε συνάντηση, 18-
20 συναντήσεις).
• Προηγούμενες γνώσεις μαθητών (μαθητές Α & Β Λυκείου χωρίς
εμπειρία σε διερευνήσεις).
• Θεματολογία των δραστηριοτήτων (Μηχανική, Ηλεκτροστατική,
Ηλεκτρισμός).
• Οι πτυχές της ΦτΕ & ΦτΕΔ δεν χρειάζεται να κατανοηθούν σε
υψηλό φιλοσοφικό επίπεδο από τους μαθητές της δευτεροβάθμιας
εκπαίδευσης.
Φ
ί
λ
τ
ρ
ο
σ
χ
ε
δ
ι
α
σ
τ
ι
κ
ώ
ν
ε
π
ι
λ
ο
γ
ώ
ν
Εισαγωγή Μεθοδολογία Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
11.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 11
Εισαγωγή Μεθοδολογία
• Μελετήθηκαν αρκετά εργαλεία (ποιοτικά και ποσοτικά ερωτηματολόγια) τα οποία
ανιχνεύουν τις επιστημολογικές πεποιθήσεις των μαθητών/τριών.
• Στη συνέχεια επιλέχθηκαν τμήματα από αυτά ή προσαρμόστηκαν στις ανάγκες της διατριβής
(π.χ. να αφορούν το μάθημα της Φυσικής ή τις επιστημολογικές πτυχές που επιλέξαμε να
προωθήσουμε) (VNOS & VASI, Lederman et al., 2002, 2014; Liang et al, 2oo8).
• Κατασκευάσαμε ερωτήσεις ανοιχτού τύπου (ερωτηματολόγιο VNοS).
Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
Σημείωση
Κάποιες από τις απαντήσεις των μαθητών/τριών χρειάστηκαν περαιτέρω επεξήγηση
και υποστηρίχθηκαν από συνοδευτικές διευκρινιστικές συνεντεύξεις, μικρής διάρκειας.
12.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 12
εργασίες πριν τον πειραματισμό εργασίες κατά τη διάρκεια του
πειραματισμού
εργασίες μετά τον πειραματισμό
Ι. Προσανατολισμός
ΙΙ. Σχεδίαση πειραματισμού
ΙIΙ. Εκτέλεση πειραματισμού ΙV. Αποτίμηση αποτελεσμάτων
V. Επικοινωνία (αναστοχασμός)
0. Παρατηρήσεις & Συναγόμενα
1. Σκοπός της έρευνας
2. Στόχος της έρευνας
3. Σχεδιασμός ερευνητικής διαδικασίας
4. Εξοπλισμός
5. Συνθήκες έρευνας
6. Δεδομένα
7. Ανάλυση δεδομένων
8. Διαπιστώσεις
9. Συμπεράσματα
10. Πειραματική εργασία
0.1 Επιστημονικά προσανατολισμένες
παρατηρήσεις
0.2 Συναγόμενο από τις παρατηρήσεις
1.1 Διατύπωση του σκοπού της διερεύνησης
1.2 Προσδιορισμός των μεταβλητών της
διερεύνησης
2.1 Διατύπωση διερευνήσιμου ερωτήματος/
διερευνήσιμης υπόθεσης
2.2 Πρόβλεψη
3.1 Σχεδίαση του πειράματος
4.1 Επιλογή κατάλληλου εξοπλισμού
5.1 Χειρισμός μεταβλητών
5.2 Επιλογή εύρους της μεταβλητής
ελέγχου και πλήθος μετρήσεων
5.3 Αρχικές συνθήκες
6.1 Πειραματικές μετρήσεις
7.1 Ανάλυση πειραματικών μετρήσεων
7.2 Εξαγωγή πειραματικού νόμου
8.1 Επιβεβαίωση (ή απόρριψη) της
υπόθεσης (ή της πρόβλεψης)
8.2 Συμπληρωματικές μετρήσεις ή
επανασχεδιασμός της έρευνας
9.1 Σύγκριση θεωρίας-πειράματος
9.2 Αποκλίσεις
9.3 Ερμηνεία αποκλίσεων
9.4 Ερμηνεία αποτελεσμάτων
10.1 Συγγραφή πειραματικής εργασίας
Δομή
δραστηριοτήτων
Εισαγωγή Μεθοδολογία Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
13.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 13
Σε κάθε υποστάδιο παρέχεται υποβοήθηση η οποία σιγά σιγά μειώνεται (Scaffolding) σύμφωνα με τη
δομή του διερευνητικού συνεχούς.
Δομή
δραστηριοτήτων
Εισαγωγή Μεθοδολογία Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
14.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 14
Το διερευνητικό συνεχές
K: Παρέχεται αυξημένη υποβοήθηση από τον εκπαιδευτικό (καθηγητή)
Μ: Ο μαθητής λαμβάνει λιγότερη υποβοήθηση
Δομή
δραστηριοτήτων
Εισαγωγή Μεθοδολογία Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
15.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 15
Το διερευνητικό συνεχές
K: Παρέχεται αυξημένη υποβοήθηση από τον εκπαιδευτικό (καθηγητή)
Μ: Ο μαθητής λαμβάνει λιγότερη υποβοήθηση
Δομή
δραστηριοτήτων
Εισαγωγή Μεθοδολογία Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
16.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 16
Το διερευνητικό συνεχές
K: Παρέχεται αυξημένη υποβοήθηση από τον εκπαιδευτικό (καθηγητή)
Μ: Ο μαθητής λαμβάνει λιγότερη υποβοήθηση
Δομή
δραστηριοτήτων
Εισαγωγή Μεθοδολογία Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
17.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 17
Το διερευνητικό συνεχές
K: Παρέχεται αυξημένη υποβοήθηση από τον εκπαιδευτικό (καθηγητή)
Μ: Ο μαθητής λαμβάνει λιγότερη υποβοήθηση
Δομή
δραστηριοτήτων
Εισαγωγή Μεθοδολογία Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
18.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 18
Το διερευνητικό συνεχές
K: Παρέχεται αυξημένη υποβοήθηση από τον εκπαιδευτικό (καθηγητή)
Μ: Ο μαθητής λαμβάνει λιγότερη υποβοήθηση
Δομή
δραστηριοτήτων
Εισαγωγή Μεθοδολογία Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
19.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 19
Εμπλουτισμός των Φύλλων Εργασίας με ασκήσεις…
…σχετικές με διεπιστημονικές αρχές - έννοιες των NGSS (Next Generation Science Standards), ώστε οι
μαθητές να αναζητούν σχέσεις μεταξύ:
Προτύπων & μοτίβων
- Στις αρχικές μας παρατηρήσεις (αλλά και κατά τη διάρκεια της ανάλυσης των δεδομένων) προσπαθήσαμε να εντοπίσουμε
κάποια μαθηματικά μοτίβα. Σε τι μας βοηθούν αυτά τα μοτίβα και γιατί είναι σημαντικό να τα αναγνωρίζουμε στις έρευνες
μας;
Αιτίου-αποτελέσματος
- Κατά τη διάρκεια του πειραματισμού, μεταβάλλοντας την τιμή της μιας μεταβλητής μέτρησες κάποιες μεταβολές σε μία άλλη
μεταβλητή. Υπάρχει μία εξάρτηση αιτίας και αποτελέσματος μεταξύ των μεταβλητών; Δώσε ένα παράδειγμα μιας τέτοιες
εξάρτησης που εντόπισες από το σημερινό σου πειραματισμό.
Κλίμακες, αναλογίες & ποσότητες
- Τι είδους κλίμακες και ποσότητες χρησιμοποίησες κατά τη διάρκεια του πειραματισμού/της έρευνας;
- Τι είδους αναλογίες εντοπίσατε κατά τη διάρκεια της έρευνας σας; Γιατί ήταν σημαντικό να εντοπίσετε αυτές τις αναλογίες;
- Τι είδους μεγέθη χρησιμοποιήσατε στην έρευνα σας; Πως κατατάσσονται σε κατηγορίες αυτά τα μεγέθη αναφορικά με την
ποσότητα τους και τον τρόπο μέτρησης τους;
Δομή
δραστηριοτήτων
Εισαγωγή Μεθοδολογία Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
Εμπλουτισμός των Φύλλων Εργασίας με αναστοχαστικές ερωτήσεις/ασκήσεις…
…γύρω από τις επιλεγμένες πτυχές της ΦτΕ & ΦτΕΔ.
20.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 20
Οι πτυχές (λειτουργικοί κανόνες) της ΦτΕ
Βιβλιογραφικά αναδεικνύονται έξι πτυχές-κανόνες της ΦτΕ:
1. Η επιστημονική γνώση βασίζεται σε παρατηρήσεις, συναγόμενα και ερμηνείες (observations, inferences &
explanations) τα οποία διαφέρουν μεταξύ τους. Οι φυσικές επιστήμες βασίζονται σε εμπειρικές παρατηρήσεις
του φυσικού κόσμου. Στη συνέχεια ακολουθείται ένα νοητικό φιλτράρισμα στο οποίο οι επιστήμονες
οδηγούνται σε συναγόμενες ιδέες-υποθέσεις και στη συνέχεια προτείνονται ερμηνείες μέσω της ανάλυσης των
πειραματικών δεδομένων και επιπλέον νοητικών διεργασιών συνδυάζοντας θεωρητικά πλαίσια.
2. Οι θεωρίες και οι νόμοι είναι διαφορετικά είδη επιστημονικής γνώσης (Theories and Laws). Οι επιστημονικές
θεωρίες αποτελούν εσωτερικά συνεπή συστήματα εξηγήσεων τα οποία είναι καθιερωμένα και εξαιρετικά
τεκμηριωμένα. Οι επιστημονικοί νόμοι περιγράφουν το πως λειτουργεί ένα φυσικό φαινόμενο υπό ορισμένες
συνθήκες.
3. Η επιστημονική γνώση μπορεί να μεταβληθεί σε σχέση με το χρόνο (Tentativeness of Knowledge). Η
επιστημονική γνώση αν και διαθέτει μεγάλη εγκυρότητα, ωστόσο δεν διαθέτει μεγάλη σταθερότητα και μπορεί
να μεταβληθεί υπό το φως νέων αποδεικτικών στοιχείων.
4. Η επιστήμη διαθέτει κοινωνικοπολιτισμική συνιστώσα (Social and Cultural Embeddedness of Science). Η
επιστήμη λειτουργεί, επηρεάζει και επηρεάζεται από το εκάστοτε κοινωνικό και πολιτισμικό καθεστώς.
5. Δεν υπάρχει ένας μονοδιάστατος τρόπος να κάνει κάποιος επιστήμη ο οποίος αποκαλείται επιστημονική
μέθοδος (No Single Scientific Method). Δεν υπάρχει μία αυστηρά μονοσήμαντη αλληλουχία βημάτων η οποία
να οδηγεί κατευθυντικά τους επιστήμονες στη γνώση, αλλά εξαρτάται εν πολλοίς από το πεδίο της επιστήμης.
6. Η επιστημονική γνώση είναι υποκειμενική (Subjective Aspect). Διαφορετικοί επιστήμονες που εκτελούν τις
ίδιες διαδικασίες έρευνας ενδεχομένως να μην καταλήξουν στα ίδια συμπεράσματα είτε λόγω του ότι οι
πεποιθήσεις και οι γνώσεις τους επηρεάζουν τον τρόπο που αυτοί εργάζονται, είτε λόγω του ότι οι
παρατηρήσεις τους επηρεάζονται από τις ανθρώπινες αισθήσεις και από τα επιστημονικά όργανα που
χρησιμοποιούνται.
Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα
Εισαγωγή Μεθοδολογία Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
21.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 21
Οι πτυχές (λειτουργικοί κανόνες) της ΦτΕΔ
Απαντώνται οχτώ πτυχές-κανόνες της ΦτΕΔ, όμως κάποιες από αυτές επικαλύπτονται από τις πτυχές-κανόνες της ΦτΕ,
καταλήγοντας τελικά στις παρακάτω έξι:
1. Οι διαδικασίες της έρευνας καθοδηγούνται από την αρχική ερώτηση που τέθηκε. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν
διαφορετικές προσεγγίσεις οι οποίες διαφέρουν τόσο εντός όσο και μεταξύ των επιστημονικών κλάδων και πεδίων.
Όμως το ερευνητικό ερώτημα καθορίζει, και τελικά οδηγεί την προσέγγιση και όχι το αντίθετο.
2. Οι επιστημονικές έρευνες ξεκινούν πάντα με ένα ερώτημα προς διερεύνηση αλλά δεν είναι απαραίτητο όλες να
ελέγχουν μια υπόθεση. Για να ξεκινήσει μια επιστημονική έρευνα πρέπει να τεθεί ένα αρχικό ερώτημα σχετικά με
τον φυσικό κόσμο, κάποιες έρευνες περιλαμβάνουν μια επίσημα δηλωμένη υπόθεση, αλλά αυτό δεν είναι
απαραίτητο.
3. Τα συμπεράσματα της έρευνας θα πρέπει να συμφωνούν με τα δεδομένα της έρευνας. Κάθε ερευνητικό
συμπέρασμα πρέπει να υποστηρίζεται από στοιχεία. Η ισχύς ενός ισχυρισμού ενός επιστήμονα πρέπει να
αντικατοπτρίζεται από τα δεδομένα που έχουν συλλεχθεί.
4. Οι ερμηνείες αναπτύσσονται από συνδυασμό των δεδομένων της έρευνας και όλων όσων είναι ήδη γνωστά. Οι
ερμηνείες, προέρχονται από εμπειρικά δεδομένα, από επιπρόσθετη ενημέρωση σχετικά με προηγούμενες έρευνες
και τη γενικότερη αποδεκτή επιστημονική γνώση. Οι επιστήμονες χρειάζονται να αναγνωρίζουν πότε τα
συμπεράσματα διαφέρουν από την αποδεκτή επιστημονική γνώση και να καθορίσουν πώς τα ευρήματα τους
πρέπει να ερμηνευθούν σύμφωνα με όλα όσα είναι ήδη γνωστά.
5. Τα επιστημονικά δεδομένα δεν είναι το ίδιο πράγμα με τις επιστημονικές αποδείξεις. Τα δεδομένα είναι
παρατηρήσεις που συγκεντρώθηκαν από τον επιστήμονα κατά τη διάρκεια της έρευνας και μπορούν να λάβουν
διάφορες μορφές (π.χ. αριθμοί, περιγραφές, φωτογραφίες, ήχους, φυσικά δείγματα κ.λπ.). Τα στοιχεία είναι
προϊόν των διαδικασιών της ανάλυσης των δεδομένων και της επακόλουθης ερμηνείας τους και συνδέονται άμεσα
με ένα συγκεκριμένο ερευνητικό ερώτημα ή ισχυρισμό.
6. Οι ερευνητικές διαδικασίες ενδέχεται να επηρεάσουν τα αποτελέσματα της έρευνας. Κάθε στάδιο της έρευνας
ενέχει έως ένα βαθμό στοιχεία υποκειμενικότητας και μπορεί να επηρεάσει το αποτέλεσμα της έρευνας (έλεγχος
μεταβλητών, μέθοδοι συλλογής δεδομένων, η διαδικασία μέτρησης των μεταβλητών κ.τλ.).
Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα
Εισαγωγή Μεθοδολογία Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
22.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 22
Οι σχεδιαστικές επιλογές για την υλοποίηση των δραστηριοτήτων
• Η επιστημονική γνώση βασίζεται σε παρατηρήσεις, συναγόμενα και ερμηνείες (observations,
inferences & explanations) τα οποία διαφέρουν μεταξύ τους (ΦτΕ)
• Οι θεωρίες και οι νόμοι είναι διαφορετικά είδη επιστημονικής γνώσης (Theories and Laws) (ΦτΕ)
• Η επιστημονική γνώση μπορεί να μεταβληθεί σε σχέση με το χρόνο (Tentativeness of Knowledge)
(ΦτΕ)
• Η επιστήμη διαθέτει κοινωνικοπολιτισμική συνιστώσα (Social and Cultural Embeddedness of
Science) (ΦτΕ)
• Δεν υπάρχει ένας μονοδιάστατος τρόπος να κάνει κάποιος επιστήμη ο οποίος αποκαλείται
επιστημονική μέθοδος (No Single Scientific Method) (ΦτΕ)
• Η επιστημονική γνώση είναι υποκειμενική (Subjective Aspect) (ΦτΕ)
• Οι διαδικασίες της έρευνας καθοδηγούνται από την αρχική ερώτηση που τέθηκε (ΦτΕΔ)
• Οι επιστημονικές έρευνες ξεκινούν πάντα με ένα ερώτημα προς διερεύνηση αλλά δεν είναι
απαραίτητο όλες να ελέγχουν μια υπόθεση (ΦτΕΔ)
• Τα συμπεράσματα της έρευνας θα πρέπει να συμφωνούν με τα δεδομένα της έρευνας (ΦτΕΔ)
• Οι ερμηνείες αναπτύσσονται από συνδυασμό των δεδομένων της έρευνας και όλων όσων είναι ήδη
γνωστά (ΦτΕΔ)
• Τα επιστημονικά δεδομένα δεν είναι το ίδιο πράγμα με τις επιστημονικές αποδείξεις (ΦτΕΔ)
• Οι ερευνητικές διαδικασίες ενδέχεται να επηρεάσουν τα αποτελέσματα της έρευνας (ΦτΕΔ)
Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα
Εισαγωγή Μεθοδολογία Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
23.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 23
Πτυχή της ΦτΕ και αιτιολόγηση απόρριψης
• Η επιστημονική γνώση μπορεί να μεταβληθεί σε σχέση με το χρόνο (Tentativeness of Knowledge)
(ΦτΕ)
• Η επιστήμη διαθέτει κοινωνικοπολιτισμική συνιστώσα (Social and Cultural Embeddedness of
Science) (ΦτΕ)
Ταιριάζουν περισσότερο σε ένα πλαίσιο διδασκαλίας συνδεόμενο με την ιστορία της εξέλιξης των ιδεών των
φυσικών επιστημών και λιγότερο με την εργασία των μαθητών σε διερευνητικές δραστηριότητες Φυσικής.
• Δεν υπάρχει ένας μονοδιάστατος τρόπος να κάνει κάποιος επιστήμη ο οποίος αποκαλείται
επιστημονική μέθοδος (No Single Scientific Method) (ΦτΕ)
Αποτελεί ένα δεύτερης τάξης φαινόμενο. Θεωρούμε δηλαδή σημαντικότερο να προωθηθεί στους μαθητές το
πρώτης τάξης φαινόμενο, ότι δηλαδή σε κάθε έρευνα ακολουθούνται κάποιες κοινές επιστημονικές
διαδικασίες από όλους τους επιστήμονες (όπως π.χ. διατύπωση ερωτημάτων ή υποθέσεων, σχεδίαση ερευνών
για τη συλλογή αποδεικτικών στοιχείων, ανάλυση και ερμηνεία δεδομένων) και να επισκιαστούν συνειδητά οι
όποιες διαφοροποιήσεις μεταξύ των διαφορετικών επιστημονικών κλάδων και ερευνητικών πρακτικών.
• Η επιστημονική γνώση είναι υποκειμενική (Subjective Aspect) (ΦτΕ)
Παραπέμπει περισσότερο σε ερευνητική μεθοδολογία χωρίς ταυτόχρονα να κυριαρχεί σε κάθε επιστημονική
έρευνα. Επίσης, οφείλουμε να είμαστε προσεκτικοί ώστε οι μαθητές να μην δημιουργήσουν την εναλλακτική
αντίληψη ότι οι επιστήμονες εργάζονται αυθαίρετα σύμφωνα με τη φαντασία τους.
Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα
Εισαγωγή Μεθοδολογία Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
24.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 24
Πτυχή της ΦτΕΔ και αιτιολόγηση απόρριψης
• Οι διαδικασίες της έρευνας καθοδηγούνται από την αρχική ερώτηση που τέθηκε (ΦτΕΔ)
Οι διαδικασίες της έρευνας ενδέχεται να είναι διαφορετικές τόσο εντός όσο και μεταξύ των επιστημονικών
κλάδων και πεδίων και έτσι παραπέμπει περισσότερο σε υποκειμενικές πτυχές της διερεύνησης.
• Οι ερμηνείες αναπτύσσονται από συνδυασμό των δεδομένων της έρευνας και όλων όσων είναι ήδη
γνωστά (ΦτΕΔ)
Είναι προτιμότερο να αναπτυχθεί σε ένα μάθημα σχετικό με την ιστορία και εξέλιξη των ιδεών των
πειραματικών διαδικασιών στη Φυσική, και όχι στα στενά πλαίσια ενός μαθήματος, κάποιου θέματος
Φυσικής.
• Τα επιστημονικά δεδομένα δεν είναι το ίδιο πράγμα με τις επιστημονικές αποδείξεις (ΦτΕΔ)
Κατά τη γνώμη μας αποτελεί υπέρλεπτη υφή η οποία καλό είναι να προωθηθεί σε μεταγενέστερα στάδια όταν
οι μαθητές αποκτήσουν αυξημένη εμπειρία σε διερευνήσεις.
• Οι ερευνητικές διαδικασίες ενδέχεται να επηρεάσουν τα αποτελέσματα της έρευνας (ΦτΕΔ)
Κατά τη γνώμη μας σε μια πρώτη ανάγνωση καλύπτεται από την υποκειμενικότητα της επιστήμης όπως επίσης
και το ότι οι διαδικασίες της έρευνας καθοδηγούνται από το αρχικό ερώτημα που τέθηκε.
Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα
Εισαγωγή Μεθοδολογία Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
25.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 25
Κατασκευή ερωτήσεων/ασκήσεων ρητού/αναστοχαστικού τύπου οι οποίες εισάγονται στα
φύλλα εργασίας…
…γύρω από τις επιλεγμένες πτυχές της ΦτΕ & ΦτΕΔ.
Η επιστημονική γνώση βασίζεται σε παρατηρήσεις, συναγόμενα και ερμηνείες τα οποία
διαφέρουν μεταξύ τους (observations, inferences & explanations) (ΦτΕ),
- Κάποια στιγμή χρειάστηκε να κάνεις κάποιες παρατηρήσεις και στη συνέχεια έβγαλες κάποια συμπεράσματα από τις
παρατηρήσεις σου. Μπορείς να αναφέρεις ένα παράδειγμα παρατήρησης που έκανες και ένα παράδειγμα συμπεράσματος;
- Κατασκεύασε έναν πίνακα με τρεις στήλες, στην πρώτη στήλη γράψε κάποιες παρατηρήσεις που έκανες, στη δεύτερη στήλη
γράψε ένα συμπέρασμα που προκύπτει από αυτές τις παρατηρήσεις και στην τρίτη στήλη γράψε την ερμηνεία που νομίζεις ότι
εξηγεί αυτές τις παρατηρήσεις. Μεταξύ των στηλών σημείωσε τις σκέψεις που κάνεις κάθε φορά ώστε να μεταβείς από τη μία
στήλη στην επόμενη.
Οι θεωρίες και οι νόμοι είναι διαφορετικά είδη επιστημονικής γνώσης (Theories and Laws)
(ΦτΕ),
- Ποιος είναι ο πειραματικός νόμος που προέκυψε από την έρευνα που έκανες; Ο νόμος αυτός στηρίχθηκε επάνω σε κάποια
θεωρία; Ποια είναι αυτή;
- Μπορείς να συνεργαστείς με την ομάδα σου για να καταλήξεις σε έναν κανόνα ώστε να αποφασίζεις εάν κάτι είναι νόμος ή
είναι θεωρία;
Οι επιστημονικές έρευνες ξεκινούν πάντα με ένα ερώτημα προς διερεύνηση αλλά δεν είναι
απαραίτητο όλες να ελέγχουν μια υπόθεση (ΦτΕΔ),
- Στην παρούσα έρευνα εκτελέσαμε ένα πείραμα και ακολουθήσαμε κάποιες επιστημονικές διαδικασίες. Ποιος είναι κατά τη
γνώμη σου ο ρόλος των ερευνών/πειραμάτων στην Επιστήμη;
Τα συμπεράσματα της έρευνας θα πρέπει να συμφωνούν με τα δεδομένα της έρευνας (ΦτΕΔ),
- Πως επηρεάζουν τα δεδομένα μιας έρευνας την τελική ερμηνεία που δώσατε;
- Που στηριχθήκατε προκειμένου να προκύψει το τελικό συμπέρασμα της έρευνας;
Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα
Εισαγωγή Μεθοδολογία Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
26.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 26
Κατασκευή ερωτηματολογίου ανοιχτού τύπου + ρουμπρίκας για την αξιολόγηση των
επιλεγμένων πτυχών της ΦτΕ & ΦτΕΔ (VNoS)
Κατάταξη της
απάντησης
Λόγος κατάταξης
Επίπεδο 0 Η απάντηση είναι ασαφής ή δεν υπάρχει απάντηση
Επίπεδο 1 Η απάντηση βρίσκεται μακριά από την επιστημονική γνώση ή αποτελεί
παρερμηνεία
Επίπεδο 2 Η απάντηση παρουσιάζει μικρή απόκλιση από την επιστημονική γνώση
Επίπεδο 3 Η απάντηση οι απαντήσεις των μαθητών (προσεγγίζουν σε ικανοποιητικό βαθμό την
επιστημονική γνώση
Πίνακας 1. Ρουμπρίκα αξιολόγησης των πτυχών της ΦτΕ και της ΦτΕΔ.
Ερώτηση 1
Σε κάθε μία από τις παρακάτω ερωτήσεις γράψε αυτό που θεωρείς ως καλή απάντηση.
Τι είναι οι παρατηρήσεις σε μια έρευνα;
Τι είναι τα συμπεράσματα από τις παρατηρήσεις μας;
Τι είναι οι ερμηνείες στο τέλος μιας έρευνας;
Ερώτηση 2
Θεωρείς ότι οι Νόμοι και οι Θεωρίες στη Φυσική διαφέρουν μεταξύ τους ή είναι το ίδιο πράγμα; Εάν
διαφέρουν ποια είναι η διαφορά τους; Αιτιολόγησε την άποψη σου.
Ερώτηση 3
Πως θεωρείς ότι ξεκινούν οι περισσότερες επιστημονικές έρευνες;
Ερώτηση 4
Έχουν σχέση τα δεδομένα (ευρήματα) μιας έρευνας με τα τελικά της συμπεράσματα ή όχι; Αιτιολόγησε την
απάντηση σου.
Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα
Εισαγωγή Μεθοδολογία Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
27.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 27
συνέχεια πίνακα 2: Παραδείγματα κατάταξης των απαντήσεων μαθητών/τριών
Επιστημολογική
πτυχή
Η απάντηση είναι
ασαφής ή δεν υπάρχει
απάντηση
(Επίπεδο 0)
Απάντηση που βρίσκεται
μακριά από την
επιστημονική γνώση ή
αφορά παρερμηνεία
(Επίπεδο 1)
Απάντηση με μικρή
απόκλιση από την
επιστημονική γνώση
(Επίπεδο 2)
Απάντηση που προσεγγίζει
σε ικανοποιητικό βαθμό την
επιστημονική γνώση
(Επίπεδο 3)
Παρατηρήσεις «Παρατηρήσεις είναι οι
πληροφορίες που θα
ασχοληθούμε για το
πείραμα» (#1)
«Όταν αλλάζουμε κάτι και
βλέπουμε να αλλάζει κάτι άλλο»
(#11)
• «Είναι αυτό που βλέπουμε»
(#4)
• «Οι παρατηρήσεις για να
προκύψουν χρησιμοποιούμε
όχι επιστημονικές διαδικασίες
αλλά τις αισθήσεις μας και
απλές μαθηματικές πράξεις»
(#20).
«Αυτό που βλέπουμε με τα μάτια
μας ή μετράμε με τα όργανα μας»
(#3)
Συναγόμενα από
τις παρατηρήσεις
«Είναι το αποτέλεσμα που
πήρα από το πείραμα και τη
διαφορά που έχει με τις
αρχικές προβλέψεις μου»
(#11)
«Είναι "λόγια στον αέρα" που
προκύπτουν από τις
παρατηρήσεις μας» (#20)
«Όταν βλέπω ότι μια ομπρέλα
είναι ζεστή, συμπεραίνω ότι το
μαύρο χρώμα ελκύει την ηλιακή
ακτινοβολία» (#16).
«Όταν συνδυάζουμε τις
παρατηρήσεις που κάναμε για να
βγάλουμε ένα πόρισμα από αυτές»
(#8)
Ερμηνείες «Οι τελικές ερμηνείες είναι
ίδιες με τις παρατηρήσεις»
(#7)
«Είναι η προσωπική μας γνώμη
για τον λόγο που καταλήγουμε
σε ένα συγκεκριμένο
συμπέρασμα ή η δική μας
εξήγηση του συμπεράσματος»
(#18)
«Είναι η προσωπική μας γνώμη
για τον λόγο που καταλήγουμε σε
ένα συγκεκριμένο συμπέρασμα ή
η δική μας εξήγηση του
συμπεράσματος» (#18)
«Είναι το τελικό συμπέρασμα από
την έρευνα που κάναμε και μπορεί
να είναι το ίδιο με το συμπέρασμα
που βγάλαμε ή να μην συμπίπτουν
καθόλου» (#1)
Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα
Εισαγωγή Μεθοδολογία Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
28.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 28
συνέχεια πίνακα 2: Παραδείγματα κατάταξης των απαντήσεων μαθητών/τριών
Επιστημολογική
πτυχή
Η απάντηση είναι
ασαφής ή δεν υπάρχει
απάντηση
(Επίπεδο 0)
Απάντηση που βρίσκεται
μακριά από την
επιστημονική γνώση ή
αφορά παρερμηνεία
(Επίπεδο 1)
Απάντηση με μικρή
απόκλιση από την
επιστημονική γνώση
(Επίπεδο 2)
Απάντηση που προσεγγίζει
σε ικανοποιητικό βαθμό την
επιστημονική γνώση
(Επίπεδο 3)
Παρατηρήσεις «Παρατηρήσεις είναι οι
πληροφορίες που θα
ασχοληθούμε για το
πείραμα» (#1)
«Όταν αλλάζουμε κάτι και
βλέπουμε να αλλάζει κάτι άλλο»
(#11)
• «Είναι αυτό που βλέπουμε»
(#4)
• «Οι παρατηρήσεις για να
προκύψουν χρησιμοποιούμε
όχι επιστημονικές διαδικασίες
αλλά τις αισθήσεις μας και
απλές μαθηματικές πράξεις»
(#20).
«Αυτό που βλέπουμε με τα μάτια
μας ή μετράμε με τα όργανα μας»
(#3)
Συναγόμενα από
τις παρατηρήσεις
«Είναι το αποτέλεσμα που
πήρα από το πείραμα και τη
διαφορά που έχει με τις
αρχικές προβλέψεις μου»
(#11)
«Είναι "λόγια στον αέρα" που
προκύπτουν από τις
παρατηρήσεις μας» (#20)
«Όταν βλέπω ότι μια ομπρέλα
είναι ζεστή, συμπεραίνω ότι το
μαύρο χρώμα ελκύει την ηλιακή
ακτινοβολία» (#16).
«Όταν συνδυάζουμε τις
παρατηρήσεις που κάναμε για να
βγάλουμε ένα πόρισμα από αυτές»
(#8)
Ερμηνείες «Οι τελικές ερμηνείες είναι
ίδιες με τις παρατηρήσεις»
(#7)
«Είναι η προσωπική μας γνώμη
για τον λόγο που καταλήγουμε
σε ένα συγκεκριμένο
συμπέρασμα ή η δική μας
εξήγηση του συμπεράσματος»
(#18)
«Είναι η προσωπική μας γνώμη
για τον λόγο που καταλήγουμε σε
ένα συγκεκριμένο συμπέρασμα ή
η δική μας εξήγηση του
συμπεράσματος» (#18)
«Είναι το τελικό συμπέρασμα από
την έρευνα που κάναμε και μπορεί
να είναι το ίδιο με το συμπέρασμα
που βγάλαμε ή να μην συμπίπτουν
καθόλου» (#1)
Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα
Εισαγωγή Μεθοδολογία Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
29.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 29
συνέχεια πίνακα 2: Παραδείγματα κατάταξης των απαντήσεων μαθητών/τριών
Επιστημολογική
πτυχή
Η απάντηση είναι
ασαφής ή δεν υπάρχει
απάντηση
(Επίπεδο 0)
Απάντηση που βρίσκεται
μακριά από την
επιστημονική γνώση ή
αφορά παρερμηνεία
(Επίπεδο 1)
Απάντηση με μικρή
απόκλιση από την
επιστημονική γνώση
(Επίπεδο 2)
Απάντηση που προσεγγίζει
σε ικανοποιητικό βαθμό την
επιστημονική γνώση
(Επίπεδο 3)
Παρατηρήσεις «Παρατηρήσεις είναι οι
πληροφορίες που θα
ασχοληθούμε για το
πείραμα» (#1)
«Όταν αλλάζουμε κάτι και
βλέπουμε να αλλάζει κάτι άλλο»
(#11)
• «Είναι αυτό που βλέπουμε»
(#4)
• «Οι παρατηρήσεις για να
προκύψουν χρησιμοποιούμε
όχι επιστημονικές διαδικασίες
αλλά τις αισθήσεις μας και
απλές μαθηματικές πράξεις»
(#20).
«Αυτό που βλέπουμε με τα μάτια
μας ή μετράμε με τα όργανα μας»
(#3)
Συναγόμενα από
τις παρατηρήσεις
«Είναι το αποτέλεσμα που
πήρα από το πείραμα και τη
διαφορά που έχει με τις
αρχικές προβλέψεις μου»
(#11)
«Είναι "λόγια στον αέρα" που
προκύπτουν από τις
παρατηρήσεις μας» (#20)
«Όταν βλέπω ότι μια ομπρέλα
είναι ζεστή, συμπεραίνω ότι το
μαύρο χρώμα ελκύει την ηλιακή
ακτινοβολία» (#16).
«Όταν συνδυάζουμε τις
παρατηρήσεις που κάναμε για να
βγάλουμε ένα πόρισμα από αυτές»
(#8)
Ερμηνείες «Οι τελικές ερμηνείες είναι
ίδιες με τις παρατηρήσεις»
(#7)
«Είναι η προσωπική μας γνώμη
για τον λόγο που καταλήγουμε
σε ένα συγκεκριμένο
συμπέρασμα ή η δική μας
εξήγηση του συμπεράσματος»
(#18)
«Είναι η προσωπική μας γνώμη
για τον λόγο που καταλήγουμε σε
ένα συγκεκριμένο συμπέρασμα ή
η δική μας εξήγηση του
συμπεράσματος» (#18)
«Είναι το τελικό συμπέρασμα από
την έρευνα που κάναμε και μπορεί
να είναι το ίδιο με το συμπέρασμα
που βγάλαμε ή να μην συμπίπτουν
καθόλου» (#1)
Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα
Εισαγωγή Μεθοδολογία Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
30.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 30
συνέχεια πίνακα 2: Παραδείγματα κατάταξης των απαντήσεων μαθητών/τριών
Επιστημολογική
πτυχή
Η απάντηση είναι
ασαφής ή δεν υπάρχει
απάντηση
(Επίπεδο 0)
Απάντηση που βρίσκεται
μακριά από την
επιστημονική γνώση ή
αφορά παρερμηνεία
(Επίπεδο 1)
Απάντηση με μικρή απόκλιση
από την επιστημονική γνώση
(Επίπεδο 2)
Απάντηση που προσεγγίζει
σε ικανοποιητικό βαθμό την
επιστημονική γνώση
(Επίπεδο 3)
Νόμοι & Θεωρίες «Οι θεωρίες είναι αυτό που
υποθέτουμε ότι ισχύει για
ένα φαινόμενο» (#2)
«Οι Θεωρίες είναι κάτι που
σκεφτόμαστε εάν ισχύει ενώ οι
Νόμοι είναι αυτό που αποδείξαμε
ότι ισχύει» (#3)
«Οι νόμοι και οι θεωρίες στην φυσική
διαφέρουν γιατί οι νόμοι ισχύουν
πάντα σε όλες τις περιπτώσεις ενώ οι
θεωρίες όχι» (#14)
• «Δεν είναι το ίδιο. Οι νόμοι που
βγαίνουν από τα πειράματα
επιβεβαιώνουν τη θεωρία.
Επίσης χρειάζονται πολλοί νόμοι
για να δημιουργήσουν μια
θεωρία» (#1)
• «Τις θεωρίες μπορεί να μην τις
αποδέχονται όλοι ενώ τους
νόμους τους αποδέχονται και δεν
μπορούν να τους αμφισβητήσουν
επειδή προκύπτουν από τις
μετρήσεις που κάνουμε για κάτι
που ισχύει. Επίσης οι νόμοι
μπορεί να προκαλέσουν μια
θεωρία» (#2)
Οι έρευνες ξεκινούν
με ερώτημα και όχι
απαραίτητα με μια
υπόθεση
«Όταν δυο επιστήμονες έρθουν
σε αντιπαράθεση για το τι
ισχύει πάνω σε ένα
επιστημονικό θέμα τότε
ξεκινάνε επιστημονικές έρευνες
μέχρι να αποδειχθεί τι ισχύει»
(#3)
«Από μια συγκεκριμένη ιδέα
που έχουμε και θέλουμε να
δείξουμε ότι ισχύει» (#8)
«Οι περισσότερες επιστημονικές
έρευνες ξεκινούν με ένα γιατί. Οι
επιστήμονες παρατηρούν ένα
φαινόμενο και αναρωτιόνται για ποιο
λόγο συμβαίνει. Έπειτα με πειράματα
προσπαθούν να ανακαλύψουν μία
θεωρία σχετικά με αυτό το φαινόμενο.
Άλλες φορές οι επιστημονικές έρευνες
ξεκινούν με ένα τυχαίο γεγονός. Για
παράδειγμα η πενικιλίνη που
ανακαλύφθηκε από τον Αλεξάντερ
Φλέμινγκ χρωστάει την ανακάλυψη
της στην ακαταστασία του εφευρέτη»
(#18)
• «Σκεφτόμαστε κάτι που μας
προβληματίζει και προσπαθούμε
να δώσουμε μια απάντηση μέσα
από πειράματα επάνω στο
ερώτημα που θέσαμε» (#1)
• «Οι έρευνες ξεκινούν με ένα
ερώτημα ή με μία υπόθεση και
όχι με μια παρατήρηση επειδή
για παράδειγμα εάν δούμε ένα
ντουλάπι και πούμε ότι είναι
μαύρο αυτό δεν σημαίνει ότι
ξεκινάμε μια έρευνα» (#16)
Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα
Εισαγωγή Μεθοδολογία Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
31.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 31
συνέχεια πίνακα 2: Παραδείγματα κατάταξης των απαντήσεων μαθητών/τριών
Επιστημολογική
πτυχή
Η απάντηση είναι
ασαφής ή δεν υπάρχει
απάντηση
(Επίπεδο 0)
Απάντηση που βρίσκεται
μακριά από την
επιστημονική γνώση ή
αφορά παρερμηνεία
(Επίπεδο 1)
Απάντηση με μικρή απόκλιση
από την επιστημονική γνώση
(Επίπεδο 2)
Απάντηση που προσεγγίζει
σε ικανοποιητικό βαθμό την
επιστημονική γνώση
(Επίπεδο 3)
Νόμοι & Θεωρίες «Οι θεωρίες είναι αυτό που
υποθέτουμε ότι ισχύει για
ένα φαινόμενο» (#2)
«Οι Θεωρίες είναι κάτι που
σκεφτόμαστε εάν ισχύει ενώ οι
Νόμοι είναι αυτό που αποδείξαμε
ότι ισχύει» (#3)
«Οι νόμοι και οι θεωρίες στην φυσική
διαφέρουν γιατί οι νόμοι ισχύουν
πάντα σε όλες τις περιπτώσεις ενώ οι
θεωρίες όχι» (#14)
• «Δεν είναι το ίδιο. Οι νόμοι που
βγαίνουν από τα πειράματα
επιβεβαιώνουν τη θεωρία.
Επίσης χρειάζονται πολλοί νόμοι
για να δημιουργήσουν μια
θεωρία» (#1)
• «Τις θεωρίες μπορεί να μην τις
αποδέχονται όλοι ενώ τους
νόμους τους αποδέχονται και δεν
μπορούν να τους αμφισβητήσουν
επειδή προκύπτουν από τις
μετρήσεις που κάνουμε για κάτι
που ισχύει. Επίσης οι νόμοι
μπορεί να προκαλέσουν μια
θεωρία» (#2)
Οι έρευνες ξεκινούν
με ερώτημα και όχι
απαραίτητα με μια
υπόθεση
«Όταν δυο επιστήμονες έρθουν
σε αντιπαράθεση για το τι
ισχύει πάνω σε ένα
επιστημονικό θέμα τότε
ξεκινάνε επιστημονικές έρευνες
μέχρι να αποδειχθεί τι ισχύει»
(#3)
«Από μια συγκεκριμένη ιδέα
που έχουμε και θέλουμε να
δείξουμε ότι ισχύει» (#8)
«Οι περισσότερες επιστημονικές
έρευνες ξεκινούν με ένα γιατί. Οι
επιστήμονες παρατηρούν ένα
φαινόμενο και αναρωτιόνται για ποιο
λόγο συμβαίνει. Έπειτα με πειράματα
προσπαθούν να ανακαλύψουν μία
θεωρία σχετικά με αυτό το φαινόμενο.
Άλλες φορές οι επιστημονικές έρευνες
ξεκινούν με ένα τυχαίο γεγονός. Για
παράδειγμα η πενικιλίνη που
ανακαλύφθηκε από τον Αλεξάντερ
Φλέμινγκ χρωστάει την ανακάλυψη
της στην ακαταστασία του εφευρέτη»
(#18)
• «Σκεφτόμαστε κάτι που μας
προβληματίζει και προσπαθούμε
να δώσουμε μια απάντηση μέσα
από πειράματα επάνω στο
ερώτημα που θέσαμε» (#1)
• «Οι έρευνες ξεκινούν με ένα
ερώτημα ή με μία υπόθεση και
όχι με μια παρατήρηση επειδή
για παράδειγμα εάν δούμε ένα
ντουλάπι και πούμε ότι είναι
μαύρο αυτό δεν σημαίνει ότι
ξεκινάμε μια έρευνα» (#16)
Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα
Εισαγωγή Μεθοδολογία Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
32.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 32
συνέχεια πίνακα 2: Παραδείγματα κατάταξης των απαντήσεων μαθητών/τριών
Επιστημολογική
πτυχή
Η απάντηση είναι
ασαφής ή δεν υπάρχει
απάντηση
(Επίπεδο 0)
Απάντηση που βρίσκεται
μακριά από την
επιστημονική γνώση ή
αφορά παρερμηνεία
(Επίπεδο 1)
Απάντηση με μικρή
απόκλιση από την
επιστημονική γνώση
(Επίπεδο 2)
Απάντηση που προσεγγίζει
σε ικανοποιητικό βαθμό την
επιστημονική γνώση
(Επίπεδο 3)
Δεδομένα &
Συμπεράσματα
«Τα δεδομένα είναι ίδια με τα
συμπεράσματα» (#7)
«Πρέπει να έχουν σχέση επειδή
εάν δεν έχουν, τότε όλη η
έρευνα που κάναμε δεν
χρειάζεται να γίνει» (#3)
«Έχουν σχέση καθώς μέσα από τα
δεδομένα μπορούμε να κάνουμε
παρατηρήσεις που θα οδηγήσουν
σε γρήγορα συμπεράσματα. Ενώ
έπειτα από την επεξεργασία και
την ανάλυση τους θα μπορούμε να
βγάλουμε έγκυρα συμπεράσματα»
(#16)
«Τα τελικά συμπεράσματα
στηρίζονται στα δεδομένα της
έρευνας, δηλαδή στις μετρήσεις.
Αυτά τα δεδομένα πρέπει να
συμφωνούν με τα συμπεράσματα
επειδή με βάση αυτά προκύπτει το
τελικό συμπέρασμα. Εάν πάρω όσο
πιο αναλυτικές μετρήσεις γίνεται,
τότε το τελικό μου συμπέρασμα θα
είναι πιο ισχυρό» (#5)
Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα
Εισαγωγή Μεθοδολογία Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
33.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 33
Αποτελέσματα πιλοτικής εφαρμογής σε δείγμα n=20 μαθητών (Α, Β Λυκείου)
Related – Samples Wilcoxon Signed Rank Test (p=.001 -.003)
Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα
Εισαγωγή Μεθοδολογία Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
34.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 34
Hake gain (average of gains)
gave=<(Post-Pre)/(max-Pre)>
Observations Inferences Explanations Laws &
Theories
Begins with
a question
Data &
Conclusions
N Valid 19 18 19 18 18 18
Missing 1 2 1 2 2 2
Average Hake
gain
.5789 .5926 .6842 .4907 .8056 .8333
Πίνακας 3. Αποτελέσματα του μέσου κέρδους (Hake gain) στις όψεις της ΦτΕ και της ΦτΕΔ, πριν και έπειτα από την εφαρμογή των διερευνητικών δραστηριοτήτων.
Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα
Εισαγωγή Μεθοδολογία Συμπεράσματα
Ανοιχτή
συζήτηση
35.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 35
Συμπεράσματα
Δεν μπορούν να επιλεγούν προς διδασκαλία όλες οι επιστημολογικές πτυχές που απαντώνται
στη βιβλιογραφία, είτε λόγω της θεματολογίας που άπτεται του μαθήματος της Φυσικής, είτε της
φύσης των των διερευνήσεων.
Οι επιστημολογικές πεποιθήσεις των μαθητών μπορούν να βελτιωθούν έπειτα από τη
ρητή/αναστοχαστική διδασκαλία με τη χρήση διερευνητικών πειραματικών δραστηριοτήτων
Φυσικής ως μέσο.
Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Εισαγωγή Μεθοδολογία
Ανοιχτή
συζήτηση
36.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 36
(Γνωστές) αδυναμίες της έρευνας και μελλοντικός προγραμματισμός
• Δεν μπορεί να προσδιοριστεί η εγκυρότητα της ρουμπρίκας αξιολόγησης των πεποιθήσεων των
μαθητών/τριων (σε κάθε ποιοτική έρευνα ο ερευνητής είναι το εργαλείο της έρευνας και αυτό ενέχει
κινδύνους).
• Δεν είναι γνωστή η αξιοπιστία της ρουμπρίκας αξιολόγησης των πεποιθήσεων των μαθητών/τριων
θεραπεία: αξιολόγηση των απαντήσεων των μαθητών/τριών και από άλλους ερευνητές/τριες με σκοπό
να αποφασιστεί κάθε φορά ένας τρόπος βαθμολόγησης που να δίνει ικανοποιητικό ποσοστό συμφωνίας
ή εφαρμογή ενός ποιοτικού εργαλείου ανάλυσης των απαντήσεων π.χ. λογισμικό Altas.ti 22 (Friese,
2019).
Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Εισαγωγή Μεθοδολογία
Ανοιχτή
συζήτηση
37.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 37
Ανοιχτές ερωτήσεις προς τους/τις συνέδρους
- Ποιες άλλες επιστημολογικές πτυχές της ΦτΕ και της ΦτΕΔ θεωρείτε ότι μπορούμε να εντάξουμε σε
διερευνητικές πειραματικές δραστηριότητες Φυσικής;
Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Εισαγωγή Μεθοδολογία
Ανοιχτή
συζήτηση
• Η επιστημονική γνώση βασίζεται σε παρατηρήσεις, συναγόμενα και ερμηνείες (observations, inferences &
explanations) τα οποία διαφέρουν μεταξύ τους (ΦτΕ),
• Οι θεωρίες και οι νόμοι είναι διαφορετικά είδη επιστημονικής γνώσης (Theories and Laws) (ΦτΕ),
• Η επιστημονική γνώση μπορεί να μεταβληθεί σε σχέση με το χρόνο (Tentativeness of Knowledge) (ΦτΕ),
• Η επιστήμη διαθέτει κοινωνικοπολιτισμική συνιστώσα (Social and Cultural Embeddedness of Science) (ΦτΕ),
• Δεν υπάρχει ένας μονοδιάστατος τρόπος να κάνει κάποιος επιστήμη ο οποίος αποκαλείται επιστημονική μέθοδος
(No Single Scientific Method) (ΦτΕ),
• Η επιστημονική γνώση είναι υποκειμενική (Subjective Aspect) (ΦτΕ),
• Οι διαδικασίες της έρευνας καθοδηγούνται από την αρχική ερώτηση που τέθηκε (ΦτΕΔ)
• Οι επιστημονικές έρευνες ξεκινούν πάντα με ένα ερώτημα προς διερεύνηση αλλά δεν είναι απαραίτητο όλες να
ελέγχουν μια υπόθεση (ΦτΕΔ),
• Τα συμπεράσματα της έρευνας θα πρέπει να συμφωνούν με τα δεδομένα της έρευνας (ΦτΕΔ),
• Οι ερμηνείες αναπτύσσονται από συνδυασμό των δεδομένων της έρευνας και όλων όσων είναι ήδη γνωστά (ΦτΕΔ),
• Τα επιστημονικά δεδομένα δεν είναι το ίδιο πράγμα με τις επιστημονικές αποδείξεις (ΦτΕΔ),
• Οι ερευνητικές διαδικασίες ενδέχεται να επηρεάσουν τα αποτελέσματα της έρευνας (ΦτΕΔ).
Οι πτυχές της ΦτΕ και της ΦτΕΔ
38.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 38
Ανοιχτές ερωτήσεις προς τους/τις συνέδρους
- Πως μπορεί να έρθει σε συμφωνία η ερευνητική κοινότητα σχετικά με τις καθολικά αποδεκτές
απαντήσεις των μαθητών/τριων αναφορικά με τις πτυχές της ΦτΕ και της ΦτΕΔ (ο στόχος είναι να
αυξηθεί η εγκυρότητα της ρουμπρίκας αξιολόγησης);
Δομή
δραστηριοτήτων
Αποτελέσματα Συμπεράσματα
Εισαγωγή Μεθοδολογία
Ανοιχτή
συζήτηση
39.
4o
Πανελλήνιο Συνέδριο ΝέωνΕρευνητών/τριών – Αλεξανδρούπολη 2022 39
Τέλος παρουσίασης
Ευχαριστώ για την προσοχή σας!