Οι γνώσεις και οι αντιλήψεις που αποκτούν οι μαθητές για την έννοια ενέργεια κατά τη διδασκαλία των μαθημάτων χημείας, φυσικής και βιολογίας
Authors: Μπουλουξή Αριστέα 
Published: August 2021

Η έννοια «ενέργεια» κατέχει εξέχουσα θέση στη διδακτική των φυσικών επιστημών, επειδή αφενός ενοποιεί τους επιμέρους κλάδους των φυσικών επιστημών –χημεία, φυσική, βιολογία– κι αφετέρου παίζει καθοριστικό ρόλο σε πλήθος κοινωνικών και περιβαλλοντικών θεμάτων. Ο σκοπός της διατριβής είναι η διερεύνηση των τρόπων με τους οποίους οι μαθητές αντιλαμβάνονται την έννοια «ενέργεια» σε διάφορα χημικά, φυσικά και βιολογικά φαινόμενα. Το Σεπτέμβριο 2009 διεξήχθη ποσοτική έρευνα με ερωτηματολόγιο κλειστού τύπου –ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής πεντάβαθμης κλίμακας– σε 162 μαθητές Α΄ τάξης και 147 μαθητές της Γ΄ τάξης τριών λυκείων της Αττικής. Με τη διασταυρούμενη ανάλυση των ερωτήσεων διαπιστώθηκε ότι οι μαθητές αντιμετωπίζουν την έννοια με συγκεκριμένους και ποικίλους τρόπους. Προκειμένου να ερευνηθούν οι τρόποι αυτοί σε βάθος, αποφασίστηκε να πραγματοποιηθεί ποιοτική έρευνα. Μάλιστα, η χρήση μικτών μεθόδων στην εκπαιδευτική έρευνα αυξάνει την εγκυρότητα των αποτελεσμάτων. Έτσι το Νοέμβριο και Δεκέμβριο 2010 διεξήχθησαν κλινικές συνεντεύξεις σε 10 υποκείμενα ηλικίας από 8 έως 19 ετών, καθώς η κλινική συνέντευξη είναι η κατάλληλη μέθοδος για την απεικόνιση του φυσικού τρόπου σκέψης των υποκειμένων. Στην ποιοτική έρευνα ο κύριος σκοπός ήταν να διερευνηθεί πώς τα υποκείμενα αντιλαμβάνονται την έννοια «ενέργεια», όταν ερμηνεύουν τα φαινόμενα: θέρμανση και ψύξη αλουμινίου, μεταβολή φυσικής κατάστασης πάγου, καύση κάρβουνου και κεριού, επιβίωση φυτού, ζώου κι οικοσυστήματος. Η ανάλυση των συνεντεύξεων στηρίχθηκε στα αποτελέσματα της έρευνας για την εννοιολογική αλλαγή. Ειδικότερα, χρησιμοποιήθηκε το θεωρητικό πλαίσιο του Brown (1995) για την ανάλυση των κλινικών συνεντεύξεων. Επιπλέον, το θεωρητικό πλαίσιο των Inagaki και Hatano (2008) συνέβαλε στην ανάλυση των τμημάτων που αφορούσαν σε βιολογικά φαινόμενα. Τα τελικά αποτελέσματα αυξάνουν την εγκυρότητα τόσο της ποσοτικής όσο και της ποιοτικής έρευνας, επομένως της συνολικής μελέτης και συνοπτικά έχουν ως εξής: (α) Οι ερμηνείες των υποκειμένων για τα φαινόμενα θέρμανσης και ψύξης στηρίζονται στο σιωπηρό μοντέλο «θερμότητα/ θερμοκρασία/ κρύο ως ρευστό». (β) Οι ερμηνείες αρκετών υποκειμένων για τα φαινόμενα των καύσεων στηρίζονται στο σιωπηρό μοντέλο, το οποίο ονομάσαμε μοντέλο βρόγχου. Το χαρακτηριστικό του μοντέλου αυτού είναι ότι η φωτιά είναι αιτία και ταυτόχρονα αποτέλεσμα της καύσης. (γ) Οι ερμηνείες των υποκειμένων για την καύση του κεριού διαφέρουν από εκείνες για την καύση του άνθρακα, παρόλο που οι εννοιολογικές πηγές οι οποίες χρησιμοποιούνται από τα υποκείμενα είναι παρόμοιες. (δ) Τα υποκείμενα χρησιμοποιούν βιταλιστική αιτιότητα κατά την ερμηνεία βιολογικών φαινομένων με αποτέλεσμα να χρησιμοποιούν την έννοια «ενέργεια» με την έννοια της ζωτικής ενέργειας ή της ζωτικής δύναμης. (ε) Το πλήθος των εννοιολογικών πηγών αλλά κι η αστάθεια των συλλογισμών των υποκειμένων αυξάνονται καθώς αυξάνεται η ηλικία τους. Με βάση τις ανωτέρω παρατηρήσεις καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι τόσο καλή θεμελίωση των τριών φυσικών καταστάσεων όσο και η κατανόηση της έννοιας «χημική ουσία» είναι καθοριστική στην κατανόηση της θέρμανσης και της ψύξης, όπως και της καύσης. Επιπλέον, η απεμπλοκή της έννοιας «ενέργεια» από τη ζωτική ενέργεια είναι αναγκαία για την ερμηνεία φαινομένων που σχετίζονται με ζωντανούς οργανισμούς.