Δ. ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΠΛΑΙΣΙΩΣΗ – ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΜΑΘΗΣΗΣ
Η διδακτική πλαισίωση των ΠΣ για τo γνωσιακό αντικείμενο Φυσικά, όπως και όλα που αφορούν τις φυσικές επιστήμες, δεν είναι δυνατόν να αφίστανται της ιστορικά καταξιωμένης επιστημονικής μεθοδολογίας της έρευνας. Γι’ αυτό υιοθετείται και αξιοποιείται η «επιστημονική – εκπαιδευτική μέθοδος με διερεύνηση», η οποία αποτελεί την εκπαιδευτική εκδοχή της επιστημονικής μεθόδου της έρευνας και προσομοιάζει την επιστημονική μέθοδο της έρευνας στην εκπαιδευτική διασκευή, αντικαθιστώντας τον όρο «έρευνα» με τον «όρο διερεύνηση».
Μια διερευνητική μέθοδος επιτρέπει με έναν «φυσικό» τρόπο την ανακάλυψη γνώσεων, την ανάπτυξη δεξιοτήτων και τη διαμόρφωση στάσεων για τον φυσικό κόσμο, στο πλαίσιο μιας ενιαίας φυσικής επιστήμης, με κοινή μεθοδολογία, γλώσσα/ορολογία, μαθηματική έκφραση, ψηφιακή τεχνολογία και εφαρμογές. Ακόμη, είναι δυνατόν να υπάρχει η φιλοδοξία να ταυτίσουν οι μαθητές/-τριες τη διερευνητική/ανακαλυπτική μέθοδο με τον ορθολογικό τρόπο σκέψης/τον ορθολογισμό, αλλά και να ασκηθούν στον ορθολογισμό σε όλη τη διάρκεια της ζωής τους ως συνειδητοί πολίτες και δημιουργικοί άνθρωποι.
Ο σχεδιασμός της μάθησης –και κατ’ επέκταση των μαθημάτων– είναι δυνατόν να βασίζεται στα βήματα της επιστημονικής – εκπαιδευτικής μεθόδου με διερεύνηση:
- Να προκαλεί το ενδιαφέρον των μαθητών/-τριών για την εκάστοτε θεματική της εκπαιδευτικής διαδικασίας με εναύσματα, όπως θέματα της επικαιρότητας, σχετικά φυσικά ή και ανθρωπογενή φαινόμενα, επιστημονικές ή τεχνολογικές ανακοινώσεις, ή/και διαθεματικές αναφορές στις τέχνες… (βήμα 1ο: Πρόκληση ενδιαφέροντος).
- Να προβληματίζει και να ζητά υποθέσεις ή προτάσεις από τους/τις μαθητές/-τριες για τον τρόπο μελέτης της θεματικής, οργανώνοντας συζητήσεις μεταξύ τους και θέτοντας ερωτήματα, ώστε να συνδέσουν τη συγκεκριμένη θεματική με προϋπάρχουσες γνώσεις (βήμα 2ο: Προβληματισμός και διατύπωση υποθέσεων).
- Να εμπλέκει σε πειραματισμό (πραγματικό ή εικονικό, με πραγματικές κατά το δυνατόν μετρήσεις και ιδιοκατασκευές) τους/τις μαθητές/-τριες, κατατάσσοντάς τους/τες σε ομάδες και διακρίνοντας ρόλους. Ο πειραματισμός –απαραίτητα– πρέπει να είναι αποδεικτικός (απορριπτικός ή επιβεβαιωτικός) μιας υπόθεσης και ανακαλυπτικός της «θεωρίας» των μαθητών/-τριών και όχι επιδεικτικός μετά τη διατύπωση της γνωστής θεωρίας (βήμα 3ο: Πειραματισμός).
- Να ζητά τη διατύπωση των παρατηρήσεων, των αποτελεσμάτων και των συμπερασμάτων των μαθητών/-τριών που θα αποτελέσουν την εξαχθείσα γνώση, τη «θεωρία» τους (βήμα 4ο: Διατύπωση παρατηρήσεων, αποτελεσμάτων, συμπερασμάτων).
- Να εφαρμόζει διεπιστημονικά/διαθεματικά τη «θεωρία», να την εμπεδώνει, να τη γενικεύει σε ευρύτερες θεματικές και να την ερμηνεύει με τον μικρόκοσμο (βήμα 5ο: Εφαρμογές, γενίκευση, μικρο-ερμηνείες).
Από καθένα από τα παραπάνω μεθοδολογικά βήματα είναι δυνατόν να προκύπτουν για τους/τις μαθητές/-τριες συγκεκριμένες δεξιότητες, όπως:
Βήμα 1ο: Πρόκληση ενδιαφέροντος: παρατηρητικότητα, αξιοποίηση ψηφιακών μέσων, ανάπτυξη ενδιαφερόντων…
Βήμα 2ο: Προβληματισμός, υποθέσεις: ομαδικότητα, επικοινωνία, διαίσθηση, αναστοχασμός, αναλυτική σκέψη…
Βήμα 3ο: Πειραματισμός: συνεργατικότητα, δημιουργικότητα, εφευρετικότητα, ανάληψη πρωτοβουλιών, χρήση εργαλείων, χρήση οργάνων, λήψη μετρήσεων, έλεγχος μεταβλητών, διαχείριση χρόνου…
Βήμα 4ο: Αποτελέσματα/συμπεράσματα (θεωρία): επίλυση προβλήματος, λήψη αποφάσεων, ορθολογισμός, κριτική σκέψη, διατύπωση παρατηρήσεων, διατύπωση συμπερασμάτων/θεωρίας, αυτοεκτίμηση, αυτοπεποίθηση…
Βήμα 5ο: Εφαρμογές, γενίκευση, μικρο-ερμηνείες: συνδυαστική σκέψη, αφαιρετική σκέψη, αξιοποίηση μοντέλων…
Απαραίτητη και αναντικατάστατη διαδικασία που προβλέπεται από τη διερευνητική/ανακαλυπτική μέθοδο είναι ο αποδεικτικός πειραματισμός, από τα αποτελέσματα του οποίου προκύπτουν τα συμπεράσματα των μαθητών/-τριών, η δική τους θεωρία που «ανακάλυψαν».
Παράλληλα είναι δυνατόν να εφαρμοστούν «καλές πρακτικές», οι οποίες να βελτιστοποιούν την εκπαιδευτική διαδικασία και τα αναμενόμενα αποτελέσματα. Καλές πρακτικές είναι δυνατόν να συνιστούν:
- Αποδεικτικός Πειραματισμός – Ιδιοκατασκευές: Ο –αναπόσπαστος από τη μέθοδο– πειραματισμός είναι ευκταίο να διεξάγεται μετωπικά από τους/τις μαθητές/-τριες ως αποδεικτικός μιας υπόθεσης/ανακαλυπτικός της «θεωρίας» τους και όχι ως επιδεικτικός μετά τη διατύπωση γνωστής θεωρίας. Ευκταία είναι η χρήση απλών υλικών και μέσων έτσι ώστε οι μαθητές/-τριες να έχουν τη δυνατότητα στο σπίτι τους να επαναλάβουν τον πειραματισμό. Προστιθέμενη αξία στον πειραματισμό συνιστά και η πρόταση της σύνθεσης της πειραματικής διάταξης με αυτοσχεδιασμό και ιδιοκατασκευή από τους/τις μαθητές/- τριες.
- Εναύσματα Ενδιαφέροντος με Ερωτήματα: Το ενδιαφέρον των μαθητών/-τριών για τη μελέτη κάποιας θεματικής εξαρτάται ισχυρότατα από τον τρόπο –και την πρωτοτυπία– της πρόκλησης του ενδιαφέροντος. Κυρίως όμως το ενδιαφέρον εξαρτάται από το αν το υπό μελέτη θέμα δημιουργεί ερωτήματα στους/στις μαθητές/-τριες προς απάντηση, ιδίως όταν πρόκειται για θέματα της σύγχρονης τεχνολογίας.
- Αισθητήρες και Απτήρες – Ψηφιακές Τεχνολογίες: Στο πλαίσιο των ιδιοκατασκευών προτείνεται (ήδη από τη δεκαετία του 1990) η χρήση και η σύνθεση –με απλά μέσα– αισθητήρων και απτήρων, οι οποίοι, συνδεόμενοι με τον ηλεκτρονικό υπολογιστή, παρέχουν κατευθείαν πειραματικά δεδομένα. Επιπλέον, αποτελούν άμεση εφαρμογή φυσικών αρχών γνωστών ή προσιτών στους/στις μαθητές/-τριες. Επισημαίνεται ότι η πρόταση και η εφαρμογή αυτή (τη δεκαετία του 1990) ήταν ο προπομπός της πληθώρας των τεχνολογικών εφαρμογών που σήμερα είναι διαθέσιμες και επιτρέπουν τη λήψη και επεξεργασία πειραματικών δεδομένων με χρήση ψηφιακών συσκευών (έξυπνα τηλέφωνα, ρολόγια, διασυνδέσεις με υπολογιστές, μικροελεγκτές….), που δίνουν τη δυνατότητα εφαρμογής πειραματικών διαδικασιών, που στο παρελθόν ήταν δύσκολο ή και χρονοβόρο να πραγματοποιηθούν στο σχολικό περιβάλλον.
- Αναπαραστάσεις/Προσομοιώσεις Μικρόκοσμου: Εξαιρετικά ενδιαφέρουσα και παραγωγική για την εκπαίδευση στις φυσικές επιστήμες είναι η αναπαράσταση/προσομοίωση των θέσεων και των κινήσεων των σωματιδίων του μικρόκοσμου, ιδίως όταν επιχειρείται με απλό τρόπο. Οι προσομοιώσεις αυτές υποδεικνύουν πρακτικά στους/στις μαθητές/-τριες τρόπους ερμηνείας φαινομένων του μακρόκοσμου –όπως και της εξέλιξής τους–, αλλά και αποδεικνύουν τον συνεκτικό τρόπο της συγκρότησης του κόσμου, δεδομένου ότι αυτός διαπιστώνεται ότι αποτελείται από λίγες και απλές δομές. Οι προσομοιώσεις των κινήσεων του μικρόκοσμου λειτουργούν με τη χρήση (ψευδο-)τυχαίων αριθμών και μεθόδους Monte Συμπληρωματικά, ενδιαφέρουσα είναι και η σύγχρονη ή/και αναδραστική λειτουργία πραγματικών πειραμάτων του μακρόκοσμου και προσομοιώσεων του μικρόκοσμου.
- Ιστορικοί Πειραματισμοί – Ερμηνείες Παιχνιδιών/Αγωνισμάτων: Ενδιαφέρον παρουσιάζουν και οι θεματικές που απαιτούν πειραματισμούς για την αναπαράσταση και την ερμηνεία παιχνιδιών και αθλητικών αγωνισμάτων που στηρίζονται σε βασικές αρχές και νόμους της Φυσικής, όπως είναι πολλά από τα ολυμπιακά παιχνίδια/αγωνίσματα.
- Επεξεργασία Πραγματικών Τιμών Μέτρησης: Όπου δεν είναι δυνατή η εκτέλεση πειραμάτων –όπως σε εξετάσεις και διαγωνισμούς– προτείνεται και έχει δοκιμαστεί συστηματικά και επιτυχώς, ιδίως στους διαγωνισμούς Φυσικών, η χρήση και επεξεργασία πραγματικών τιμών μέτρησης σε πειραματικά θέματα.
- Σενάρια Ψηφιακής Εκπαίδευσης: Δεδομένης της αναγκαιότητας χρήσης των ψηφιακών τεχνολογιών και των εφαρμογών τους για διαφορετικές και συχνά μη προβλεπτές ανάγκες της εκπαίδευσης, προτείνεται οι μέθοδοι, τεχνικές και πρακτικές της ψηφιακής τηλεκπαίδευσης (εξ αποστάσεως, σύγχρονης, ασύγχρονης…) να αποτελούν συμπληρωματικό μέρος της γενικότερης τυπικής εκπαίδευσης.
- Ζητήματα Μετακλασικής Επιστήμης: Η παραπομπή και η απλή αναφορά ή αξιοποίηση φαινομένων και αρχών της μετακλασικής επιστήμης –όπου κι αν είναι εφικτή και χρήσιμη – είναι ευεργετική για τη συνολική αντίληψη των μαθητών/-τριών ότι δεν υπάρχουν ελλείμματα στην κατανόηση και ερμηνεία του κόσμου, όπως θα δειχθεί στις επόμενες βαθμίδες εκπαίδευσης.
- Η Συστημική Συσχέτιση: Η συσχέτιση της όποιας θεματικής που μελετήθηκε κατά την εκπαιδευτική διαδικασία, με εφαρμογή της μεθόδου, ολοκληρώνεται στο πέμπτο βήμα με την καλή πρακτική της «συστημικής» συσχέτισης της θεματικής με συγγενείς γνώσεις από άλλα θεματικά αντικείμενα.
- Αντιπαράθεση με την ψευδοεπιστήμη – Ανάδειξη του Ορθολογισμού: Τέλος, σημειώνεται ως «καλή πρακτική» η απαραίτητη, συνεχής και αυστηρή αντιπαράθεση με τις προκαταλήψεις και τους ψευδοεπιστημονικούς αποπροσανατολισμούς που διαρκώς αναφύονται ή προωθούνται, με αντίδοτο βέβαια τη συνεχή προσπάθεια ανάδειξης του ορθολογισμού της επιστημονικής έρευνας και εφαρμογή του στην καθημερινή ζωή. Η ανακάλυψη της γνώσης με διερεύνηση, με μοναδικό κριτήριο τα αποτελέσματα του δικού τους πειραματισμού (με την καθοδήγηση του/της εκπαιδευτικού) αποτελεί μια διαρκή υπόμνηση προς τους/τις μαθητές/-τριες ότι η όποια «θεωρία» προκύπτει έτσι –από πειραματισμό– είναι αντικειμενική και δεν εξαρτάται από προτιμήσεις ή δοξασίες. Έτσι προωθείται ο ορθολογισμός.
Η εφαρμοζόμενη εκπαιδευτική μεθοδολογία καθορίζει και τους ρόλους που καλούνται να αναλάβουν οι εκπαιδευτικοί και οι μαθητές/-τριες.
Ο/Η εκπαιδευτικός σε μια τάξη που εφαρμόζει διερευνητικές προσεγγίσεις δε λειτουργεί ως φορέας της γνώσης αλλά ως διευκολυντής των μαθητών/-τριών υποστηρίζοντας και ενθαρρύνοντάς τους/τες, παρεμβαίνει διορθωτικά μόνο όταν είναι απαραίτητο, υποστηρίζοντας τους/τις μαθητές/-τριές του /της να αναπτύξουν δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων και δεξιότητες συνεργασίας. Σε όλη τη διαδικασία ο/η εκπαιδευτικός ενθαρρύνει τους/τις μαθητές/-τριες να δραστηριοποιηθούν προκαλώντας το ενδιαφέρον τους, προτρέποντάς τους/τες να διατυπώσουν υποθέσεις, εκτελώντας πειράματα και καταγράφοντας τις παρατηρήσεις τους. Μέσα από συζήτηση στην τάξη οι μαθητές/-τριες προχωρούν σε διεύρυνση των παρατηρήσεών τους, εξάγουν τα συμπεράσματα και εξασφαλίζουν την εμπέδωση μεταβαίνοντας σταδιακά μέσω των γενικεύσεων στη μεταφορά και εφαρμογή της γνώσης σε φαινόμενα της καθημερινής ζωής.
Λόγω του εργαστηριακού πειραματικού χαρακτήρα του μαθήματος προτείνεται το ένα από τα δύο εβδομαδιαία μαθήματα να είναι συνεχόμενο δίωρο, ενώ το άλλο μονόωρο.
