Ανάπτυξη και μελέτη μιας βασισμένης στα μοντέλα διερευνητικής διδακτικής μαθησιακής σειράς για τις οπτικές ιδιότητες των υλικών
Authors: Σούλιος Ιωάννης 
Published: August 2021

Η παρούσα διδακτορική διατριβή μελετά την επίδραση, μιας βασισμένης στα μοντέλα διερευνητικής διαδικασίας, στη διαμόρφωση των επιστημολογικών αντιλήψεων για τα μοντέλα, καθώς και στην εννοιολογική κατανόηση και επιστημονική και τεχνολογική γνώση για φαινόμενα σχετικά με τις οπτικές ιδιότητες των υλικών. Μια Διδακτική Μαθησιακή Σειρά (ΔΜΣ), όπου ψηφιακές φωτογραφίες από πραγματικά πειράματα εισάγονται σε ένα περιβάλλον μοντελοποίησης (Cabrì Géomètre) διαμορφώθηκε, μέσα από μια σταδιακά αναπτυσσόμενη ερευνητική διαδικασία. Αρχικά, στη διαμορφούμενη αυτή έκδοση, μια άρρητη διαδικασία βαθμιαίας γεφύρωσης ανάμεσα στην πραγματικότητα και το μοντέλο της οπτικής ακτίνας εισάγεται, με στόχο την αύξηση της ενημερότητας των συμμετεχόντων για τα μοντέλα και τις διαδικασίες μοντελοποίησης. Ένα σύνολο 16 υποψηφίων δασκάλων, σπουδαστών της Ειδικής Παιδαγωγικής Ακαδημίας Θεσσαλονίκης (Ε.Π.Α.Θ.), παρακολούθησε την αρχικά διαμορφωμένη ΔΜΣ, διάρκειας 10 διδακτικών ωρών. Στη συνέχεια, αφού αξιολογήθηκε, η ΔΜΣ επανασχεδιάστηκε και εφαρμόστηκε εκ νέου σε δυο διαφορετικές ηλικιακές ομάδες υποκειμένων, ένα νέο σύνολο 22 υποψηφίων δασκάλων σπουδαστών της Ε.Π.Α.Θ. και σε μια τάξη 24 μαθητών γ’ γυμνασίου, ακολουθώντας μια αναπτυξιακή ερευνητική προσέγγιση. Η αναθεωρημένη έκδοση ενδυναμώθηκε με μεταγνωστικού τύπου δραστηριότητες, όπως ο αναστοχασμός μέσω κατάλληλων προτροπών κατά τη διαδικασία μοντελοποίησης και η τήρηση ημερολογίων μετά τα πραγματικά και εικονικά πειράματα με στόχο τη διάκριση των χαρακτηριστικών γνωρισμάτων του προτεινόμενου μοντέλου της οπτικής ακτίνας καθώς και των δυνατών και αδύνατων σημείων του. Οι επιστημολογικές αντιλήψεις των συμμετεχόντων σχετικά με τη φύση, λειτουργία και αλλαγή των μοντέλων διαπιστώθηκαν μέσω ημι-δομημένων συνεντεύξεων, ενώ η εννοιολογική κατανόηση μέσω ενός γραπτού ερωτηματολογίου, το οποίο περιελάμβανε 6 έργα σχετικά με τις ιδιότητες των οπτικών ινών, πριν και μετά την εφαρμογή της ΔΜΣ. Για την ανάλυση των πρωτοκόλλων των συνεντεύξεων χρησιμοποιήθηκε ένα σχήμα κωδικοποίησης τριών επιπέδων, ενώ οι ιδέες των υποκειμένων στα έργα εννοιολογικής κατανόησης βαθμολογήθηκε σύμφωνα με μια 4/βαθμη κλίμακα. Επίσης, η αποκτηθείσα επιστημονική και τεχνολογική γνώση εκτιμήθηκε μετά την εφαρμογή της ΔΜΣ από ένα γραπτό ερωτηματολόγιο το οποίο περιελάμβανε 7 έργα, μέσω κατάλληλα διαμορφωμένων κλιμάκων αξιολόγησης (rubrics). Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι, μετά την εφαρμογή τόσο της αρχικής όσο και της αναθεωρημένης ΔΜΣ, οι υποψήφιοι δάσκαλοι και οι μαθητές αυξάνουν το επίπεδο των επιστημολογικών τους αντιλήψεων για τη φύση, τη λειτουργία και τη δυνατότητα αλλαγής των μοντέλων, βελτιώνουν την εννοιολογική τους κατανόηση σχετικά με τα φαινόμενα του φωτός και κατακτούν σε αρκετά υψηλό βαθμό την απαιτούμενη επιστημονική και τεχνολογική γνώση για τις οπτικές ιδιότητες των οπτικών ινών. Ο αναστοχασμός φαίνεται να βελτιώνει ακόμη περισσότερο τις επιστημολογικές αντιλήψεις και την εννοιολογική κατανόηση των μαθητών και υποψηφίων δασκάλων, ενώ στην περίπτωση της αποκτηθείσας επιστημολογικής και τεχνολογικής γνώσης βελτίωση παρατηρείται μόνο στους μαθητές. Ωστόσο, κάτω την επίδραση του αναστοχασμού μόνο οι υποψήφιοι δάσκαλοι συσχετίζουν τις επιστημολογικές τους αντιλήψεις με την εννοιολογική κατανόηση σε σχέση με τους μαθητές. Τα αποτελέσματα αυτά ενδυναμώνουν την άποψη ότι, για την ανάπτυξη των επιστημολογικών αντιλήψεων για τα μοντέλα και τη δημιουργία συνεκτικής σχέσης αλληλεπίδρασης με τη εννοιολογική κατανόηση και τη επιστημονική και επιστημονική γνώση, η διερευνητική μοντελοποίηση θα πρέπει να εμπλουτιστεί με μια περισσότερο ρητή διδασκαλία για τα μοντέλα, διευρύνοντας έτσι το πεδίο εφαρμογής του συγκεκριμένου μοντέλου που χρησιμοποιείται.