Προγραμματίζω, κατασκευάζω, δημιουργώ με την βοήθεια του Raspberry Pi την δική μου κατασκευή
Authors: Καλαντζής Γεώργιος 
Published: March 2022

Ο σύγχρονος άνθρωπος έχει ανάγκη να κατανοήσει τα μοντέλα (έννοιες, νόμους και θεωρίες ) των Φυσικών Επιστημών όπως επίσης τα επιτεύγματα και τα όρια τους. Η όσο το δυνατόν καλύτερη κατανόηση των φυσικών επιστημών δεν αποτελεί πολυτέλεια αλλά ζωτικής σημασίας επένδυση για την ευημερία της κοινωνίας μας.Το φαινόμενο της περιστροφής παρατηρείται σε όλες τις κλίμακες διαστάσεων, από την κίνηση των ηλεκτρονίων στα άτομα μέχρι και την κίνηση των πλανητών γύρω από τους ήλιους τους αλλά και των γαλαξιών γύρω από αυστηρά καθορισμένους έλκτες της κίνησης. Είναι επομένως ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα η μελέτη της περιστροφικής κίνησης στερεού σώματος καθώς η κατανόηση της οδηγεί στον προσδιορισμό της κινητικής συμπεριφοράς των σωμάτων και συστημάτων του φυσικού κόσμου που μας περιβάλλει. Η ανάγκη διερεύνησης των εναλλακτικών αντιλήψεων των μαθητών και μαθητριών που αφορά τα κινούμενα σώματα και συστήματα σωμάτων και άπτονται εννοιών της περιστροφικής κίνησης, σε συνδυασμό με την έλλειψη ικανού αριθμού ερευνητικών εργασιών στην ελληνική και ξενόγλωσση βιβλιογραφία της Διδακτικής Φυσικών Επιστημών στη συγκεκριμένη γνωστική περιοχή αποτέλεσε το ερέθισμα της παρούσας διδακτορικής διατριβής. Παρά όμως τον μικρό αριθμό εργασιών διατίθεται στην ξενόγλωσση βιβλιογραφία μία αρκετά πλήρης καταγραφή των εναλλακτικών αντιλήψεων των μαθητών σχετικά με την περιστροφική κίνηση και έχουν προταθεί διδακτικές παρεμβάσεις, οι οποίες μέσα από θεωρητικά και πειραματικά εργαλεία και πρακτικές στοχεύουν με την βοήθεια και των ΤΠΕ στην βελτίωση τους, προς επιστημονικά αποδεκτές ιδέες. Στην παρούσα έρευνα γίνεται αρχικά προσπάθεια να προσδιοριστούν οι εναλλακτικές ιδέες των μαθητών και μαθητριών Λυκείου (ηλικίας 16-17 ετών) ως προς τις έννοιες και φαινόμενα της περιστροφικής κίνησης. Στη συνέχεια μέσω μιας κατάλληλα σχεδιασμένης διδακτικής παρέμβασης πειραματικού τύπου, που αξιοποιεί ιδιοκατασκευασμένη πειραματική διάταξη και τις ΤΠΕ, διερευνάται κατά πόσο οι εναλλακτικές αυτές ιδέες μπορούν να αλλάξουν προς τις επιστημονικά αποδεκτές ως συνέπειά της. Ταυτόχρονα ελέγχεται και η αποτελεσματικότητα της συγκεκριμένης διεπιστημονικής / διερευνητικής τύπου S.T.E.M. προσέγγισης ως προς την διδασκαλία και μάθηση εννοιών της περιστροφής κίνησης των στερεών σωμάτων σε σχέση με μια παραδοσιακού τύπου διδακτική παρέμβαση η οποία υλοποιείται ακολουθώντας τα προβλεπόμενα από το σχολικό αναλυτικό πρόγραμμα.Το δείγμα της έρευνας μας αποτέλεσαν 143 μαθητές και μαθήτριες Λυκείου , ηλικίας 16-17 χρόνων, από διαφορετικά σχολεία της Κεντρικής Ελλάδας χωρισμένοι σε δύο ομάδες πειραματική και ελέγχου. Αρχικά οι συμμετέχοντες στην έρευνα απάντησαν σε ένα ερωτηματολόγιο που σκοπό είχε τον εντοπισμό των εναλλακτικών τους ιδεών (pre-test).Στην συνέχεια η ομάδα πειραματισμού συμμετείχε στην διεπιστημονική/διερευνητική τύπου S.T.E.M. προσέγγιση ενώ η ομάδα ελέγχου συμμετείχε σε μια παραδοσιακού τύπου διδακτική παρέμβαση. Μετά την ολοκλήρωση των αντιστοίχων διδακτικών παρεμβάσεων σε χρονική απόσταση πέντε εβδομάδων οι συμμετέχοντες και των δύο ομάδων συμπλήρωσαν το ίδιο ερωτηματολόγιο (post-test). Επιπρόσθετα οι συμεττέχοντες στην πειραματική ομάδα συμμετείχαν σε ομάδες εστίασης (focus groups) προκειμένου να συζητήσουν και να ανταλλάξουν απόψεις πάνω σε συγκεκριμένους άξονες θεμάτων που είχαν τεθεί προκειμένου να αποσαφηνιστούν διφορούμενα σημεία των απαντήσεων τους. Τέλος οι συμμετέχοντες και στις δύο ομάδες έδωσαν στον ερευνητή, μετά την συμπλήρωση των ερωτηματολογίων τους, κατά την αρχική( προέλεγχος) και τελική φάση (μετέλεγχος) σύντομες συνεντεύξεις διευκρίνησης των απαντήσεών τους. Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι : Οι εναλλακτικές ιδέες των μαθητών και μαθητριών του δείγματος που εξετάστηκε είναι παρόμοιες με αυτές των συνομήλικών τους οι οποίες εντοπίζονται στην ξενόγλωσση βιβλιογραφία και Και οι δύο διδακτικές παρεμβάσεις πειραματικού τύπου που εφαρμόστηκαν στη πειραματική και ομάδα ελέγχου βελτίωσαν σημαντικά το επίπεδο κατανόησης εννοιών της περιστροφικής κίνησης των συμμετεχόντων με υψηλότερο βαθμό να αποδίδεται στην διεπιστημονική /διαθεματική τύπου S.T.E.M. διδακτική παρέμβαση. Ολοκληρώνοντας η συνεισφορά της παρούσας διατριβής συνίσταται στο ότι προτείνει μία συνεκτική, εφαρμόσιμη, πρωτότυπη και συγκροτημένη διδακτική πρόταση η οποία αξιοποιεί ιδιοκατασκευασμένες πειραματικού τύπου διατάξεις χαμηλού κόστους και τις ΤΠΕ στην μελέτη και κατανόηση εννοιών και φαινομένων της περιστροφικής κίνησης στο πλαίσιο μιας διεπιστημονικής -διερευνητικού τύπου S.T.E.M. προσέγγισης της οποίας η λογική μπορεί να επεκταθεί και σε άλλα γνωστικά αντικείμενα της φυσικής του Λυκείου δίδοντας στην διδασκαλία τους προστιθέμενη αξία .Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι η διατριβή αυτή ολοκληρώθηκε σε ιδιαίτερα δύσκολες συνθήκες λόγω της πανδημίας από τον Covid 19 συνθήκες που επέβαλαν ρυθμούς, χρόνους, τρόπους και τρόπους δουλειάς(από την επιλογή του δείγματος έως και την διδακτική παρέμβαση).