Αξιοποίηση φυσικού και οπτικού προγραμματισμού για τη διδασκαλία του ηλεκτρικού κυκλώματος στο δημοτικό σχολείο και διερεύνηση στάσεων απέναντι στη φυσική
Authors: Τζαγκαράκη Ευφρανσία 
Published: September 2024

Από την ανασκόπηση της ελληνικής και διεθνούς βιβλιογραφίας διαπιστώνεται έλλειψη μελετών που ερευνούν τον ρόλο και τη σημασία του φυσικού προγραμματισμού και της χρήσης απτών συσκευών στην πρωτοβάθμια εκπαίδευση. Η παρούσα διατριβή επιχειρεί να διερευνήσει τον τρόπο με το οποίο θα μπορούσε να αξιοποιηθεί ο φυσικός και οπτικός προγραμματισμός για την ανάπτυξη μιας Διδακτικής Μαθησιακής Ακολουθίας (ΔΜΑ), η οποία θα αποτελέσει μια πρόταση διδασκαλίας εννοιών και εφαρμογών του ηλεκτρικού κυκλώματος για μαθήτριες και μαθητές της Ε΄ τάξης Δημοτικού. Με άλλα λόγια παρατηρούμε αν υπάρχει αναδόμηση των εναλλακτικών αντιλήψεων των μαθητριών και μαθητών, σε σχέση με τον ηλεκτρισμό και το ηλεκτρικό κύκλωμα και εξετάζουμε αν μπορούν να εφαρμόσουν σε μία πραγματική – απτή συσκευή τις ορθές αντιλήψεις που αποκόμισαν, ώστε να κατανοήσουν και να επεκτείνουν το πεδίο εφαρμογής του συγκεκριμένου θέματος. Ταυτόχρονα αναγνωρίζοντας τη σημασία των στάσεων και των κινήτρων στη διαδικασία της διδασκαλίας και της μάθησης διερευνούμε τις στάσεις των παιδιών σε σχέση με τις Φυσικές επιστήμες πριν και μετά την διεξαγωγή της προτεινόμενης ΔΜΑ. Στο εμπειρικό τμήμα της έρευνας εφαρμόστηκε οιονεί πειραματικός σχεδιασμός. ο οποίος υλοποιήθηκε σε τρεις φάσεις για κάθε σχολική μονάδα. Στην πρώτη φάση δόθηκαν στους μαθητές και τις μαθήτριες δύο ερωτηματολόγια με ερωτήσεις ανίχνευσης στάσεων και προηγούμενων γνώσεων (προ-έλεγχος). Στη δεύτερη φάση εφαρμόστηκε η διδακτική παρέμβαση διάρκειας 10 διδακτικών ωρών με την υλοποίηση των προγραμματισμένων δραστηριοτήτων για κάθε ομάδα. Μετά την ολοκλήρωση της παρέμβασης πραγματοποιήθηκε μετα-έλεγχος (με τη χρήση των ίδιων ερωτηματολογίων) για την αξιολόγηση της επίδρασης της. Οι διαφορές που προέκυψαν ανάμεσα στον προκαταρτικό και τον μεταγενέστερο έλεγχο και για τις δύο ομάδες αξιολογήθηκαν για τη διεξαγωγή των συμπερασμάτων. Στην τελική έκδοση του εργαλείου για τις στάσεις (το οποίο βασίστηκε στην εκδοχή του mATSI), με τις τροποποιήσεις που έγιναν μετά την πιλοτική εφαρμογή του και βάσει της παραγοντικής ανάλυσης, περιλαμβάνονται οι ακόλουθες κατηγορίες – παράγοντες: 1) Αυτοαποτελεσματικότητα (Self-efficacy), 2) Κίνητρο σταδιοδρομίας (Career motivation), 3) Kίνητρo βαθμού (Grade motivation) 4) Η σημασία που αποδίδεται στη Φυσική για την κοινωνία (The importance attributed to Physics for Society) και 5) Αντιλήψεις για τον/την εκπαιδευτικό (Teacher Perceptions). Για τη συλλογή δεδομένων σχετικά με τις επιδόσεις πριν και μετά την παρέμβαση αναπτύχθηκε μια έντυπη αξιολόγηση πέντε δραστηριοτήτων σχετικά με τις ηλεκτρικές έννοιες και τη λειτουργία του κυκλώματος. Για την κατασκευή του εργαλείου λάβαμε υπόψη το ισχύον και επίσημο αναλυτικό πρόγραμμα της χώρας μας για τη διδασκαλία των Φυσικών Επιστημών και ο αντίστοιχος Οδηγός του/ης Εκπαιδευτικού. Για να διασφαλιστεί η εγκυρότητα του περιεχομένου στο τεστ γνώσεων αξιολογήθηκαν τα ερωτήματα από τους επόπτες της διατριβής, ενώ και εκπαιδευτικοί πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης έλεγξαν τη διατύπωση των ερωτήσεων. Τελικά μετά την πιλοτική εφαρμογή κάποια στοιχεία αναθεωρήθηκαν ή διαγράφηκαν. Από τη στατιστική ανάλυση των δεδομένων δεν προέκυψε στατιστικά σημαντική διαφορά στις στάσεις πριν και μετά την παρέμβαση υποδηλώνοντας ότι η συγκεκριμένη εκπαιδευτική προσέγγιση δεν είχε εμφανή αντίκτυπο στις στάσεις των συμμετεχόντων και συμμετεχουσών σχετικά με τον ηλεκτρισμό. Προέκυψαν ωστόσο κάποια σημαντικά ευρήματα που θα μπορούσαν αξιοποιηθούν. Η ενασχόληση με πειράματα και μετρήσεις μέσω της πλακέτας Micro:bit φάνηκε να παρακινεί τα παιδιά σε περαιτέρω ενασχόληση με τη Φυσική. Τα μέλη της Πειραματικής ομάδας εμφάνισαν αυξημένη κατανόηση των εννοιών του ηλεκτρισμού και μείωση του χρόνου που απαιτείται για την κατανόηση τους. Ως προς την αυτοαποτελεσματικότητα για την Πειραματική ομάδα, δεν παρατηρήθηκε σημαντική διαφορά πριν και μετά την παρέμβαση, ενώ για την Ομάδα ελέγχου είχε αρνητική επίδραση. Δεν παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά στο κίνητρο σταδιοδρομίας πριν και μετά την παρέμβαση αν και η Πειραματική ομάδα εμφάνισε αύξηση στις θετικές αντιλήψεις σχετικά με τη συνάφεια της Φυσικής με τη ζωή τους και τη μελλοντική τους σταδιοδρομία. Η Πειραματική ομάδα ανέδειξε τη σημαντική επίδραση του/της εκπαιδευτικού στην ενίσχυση του ενδιαφέροντος για τη Φυσική. Επιπλέον και οι δύο ομάδες αναγνώρισαν τη χρησιμότητα της Φυσικής όχι μόνο για τους επιστήμονες αλλά και για την επίλυση προβλημάτων της καθημερινής ζωής. Ως προς την επίδοση προέκυψε σαφής βελτίωση εννοιών του ηλεκτρισμού μετά την εκπαιδευτική παρέμβαση. Στην Πειραματική ομάδα παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση της μέσης επίδοσης και μείωση της διακύμανσης κατά τον μετα-έλεγχο σε σχέση με την Ομάδα Ελέγχου. Φάνηκε έτσι πως εναλλακτικές αντιλήψεις τροποποιήθηκαν σε σημαντικό βαθμό. Συμπερασματικά, η έρευνα καταλήγει ότι ενώ οι παρεμβάσεις με φυσικό προγραμματισμό και απτές συσκευές όπως η προτεινόμενη ΔΜΑ1 μπορούν να βελτιώσουν την κατανόηση και το ενδιαφέρον για τη Φυσική, οι επιδράσεις τους στα κίνητρα και τις μακροπρόθεσμες στάσεις απαιτούν περαιτέρω διερεύνηση και πιθανές βελτιώσεις στην ερευνητική μέθοδο.