Διδακτική των Φυσικών Επιστημών

Τί είναι οι ιδέες των μαθητών

Από το 1975 οι απόψεις για τη διδασκαλία των Φ.Ε. αλλάζουν.

Τώρα πια βασιζόμαστε στις ιδέες που έχουν οι μαθητές πριν ακόμα διδαχτούν. Ήδη πριν το 1950 ο Piaget αναγνώρισε το ρόλο του μαθητή. Τα παιδιά σχηματίζουν τις ιδέες αυτές για να ερμηνεύσουν το πώς λειτουργεί ο κόσμος.

Αυτές οι ιδέες μπορεί να ονομάζονται παρανοήσεις, διαισθητικές ιδέες, επιστήμη των παιδιών, αναπαραστάσεις, νοητικά μοντέλα κ.ο.κ. Δεν είναι απλές παρανοήσεις αλλά προέρχονται από τις παρατηρήσεις και τις ερμηνείες που δίνουν οι μαθητές στα φαινόμενα. Είναι ευλογοφανείς για τα ίδια τα παιδιά και είναι τόσο εδραιωμένες που δεν αλλάζουν ακόμη και μετά την διδασκαλία. Αποτελούν αυτοδύναμα σχήματα που διαφέρουν από τα επιστημονικά πρότυπα μόνο στο ότι ερμηνεύουν τα φαινόμενα διαφορετικά. Είναι οργανωτικοί πυρήνες για πολλά φαινόμενα που οργανώνουν τις εμπειρίες της αλληλεπίδρασης με τον περιβάλλοντα κόσμο και εκφράζονται κατά την αλληλεπίδραση μ' αυτόν.

Συμπερασματικά οι ιδέες των μαθητών:

- Δημιουργούνται πριν τη φοίτηση στο σχολείο.

- Μπορεί να επηρεαστούν από τη διδασκαλία ή όχι με τρόπο που δε γνωρίζουμε ακόμα.

- Ασκούν μεγάλη επιρροή στη μεταγενέστεροι μάθηση

Διαφέρουν από την επιστημονική αλήθεια αλλά είναι χρήσιμες και λογικές

Πώς δημιουργούνται οι ιδέες των μαθητών

Όπως οι επιστήμονες έτσι και τα παιδιά χρησιμοποιούν τις ομοιότητες και τις διαφορές ανάμεσα στα φυσικά φαινόμενα για να χτίσουν μοντέλα με τα οποία θα ερμηνεύσουν τα γεγονότα και θα κάνουν προβλέψεις.

Σημαντικό ρόλο παίζουν η γλώσσα, οι αντιλήψεις των μεγάλων, τα βιβλία και ο δάσκαλος, αν και κάθε ένα από αυτά φιλτράρεται από τον μαθητή και πολλές φορές αλλοιώνεται.

Οι παράγοντες που διαμορφώνουν τις ιδέες των μαθητών:

Κοινωνικό - Πολιτισμικό περιβάλλον.

i.1. Σχολικό περιβάλλον: Υλικοτεχνική υποδομή, Σχολικά βιβλία, Αναλυτικά προγράμματα, Μέθοδος, Κυρίαρχη ιδεολογία, Ιδέες των διδασκόντων, Ιδέες μαθητών κι φίλων

i.2. Οικογενειακό περιβάλλον: Ιδέες άμεσου περιβάλλοντος, Kαθημερινός λόγος, ΜΜΕ, Αξίες, Προκαταλήψεις, Πολιτισμική Παράδοση, Προσδοκίες

ii. Φυσικό περιβάλλον : Υλικοτεχνική Υποδομή, Τοποθεσία, Κλιματολογικές συνθήκες, Βιωματικές εμπειρίες

iii. Τεχνολογικό περιβάλλον: Νέα Τεχνολογία, Εποπτικά μέσα.

Ποια τα κοινά χαρακτηριστικά των ιδεών των μαθητών

- Τα μη ορατά δεν υπάρχουν

- Περιορισμένη εστίαση σε εμφανή χαρακτηριστικά

- Εστίαση στην κίνηση και όχι στην ακινησία

- Γραμμικός αιτιακός συλλογισμός και ανικανότητα αντίληψης της αλληλεπίδρασης των γεγονότων.

- Μη διαχωρισμός των εννοιών και χρήση μιας λέξης για την περιγραφή πολλών φαινομένων.

- Εξάρτηση από το πλαίσιο. Αυτό σημαίνει ότι τα παιδιά όταν αντιμετωπίζουν ένα πρόβλημα "σχολικού" τύπου, το επιλύουν ανατρέχοντας στις σχολικές γνώσεις, ενώ όταν αντιμετωπίζουν κάποιο μη "τυποποιημένο" πρόβλημα χρησιμοποιούν τις ιδέες τους.

- Εγωκεντρική και ανθρωποκεντρική αντίληψη, αφού πιστεύουν ότι όλα υπάρχουν για να χρησιμεύουν στον άνθρωπο.

- Στα αντικείμενα αποδίδονται χαρακτηριστικά ανθρώπων ή ζώων

- Στα αντικείμενα αποδίδεται ορισμένο ποσό φυσικής οντότητας, δίνεται δηλ. ύπαρξη στο κρύο ή στη δύναμη.

Τι είναι ο κονστρουκτιβισμός

Η απάντηση σ' αυτή την ερώτηση είναι πολύ δύσκολο να δοθεί για δύο λόγους: Πρώτον γιατί η απάντηση δεν μπορεί να είναι μονοσήμαντη και δεύτερον γιατί όσοι τον αρνούνται ή τον υποστηρίζουν το κάνουν με πολλούς τρόπους.

Στον κονστρουκτιβισμό (εποικοδομισμό) περιέχονται οι εξής φιλοσοφικές-παιδαγωγικές αντιλήψεις:

α) Ο ψυχολογικός κονστρουκτιβισμός Piaget που υποστηρίζει ότι η μάθηση εξαρτάται από τον μαθητή και γίνεται μέσω των "γνωστικών συγκρούσεων", και

β) Ο κοινωνικός κονσστρουκτιβισμός του Durkheim που υποστηρίζει ότι η μάθηση εξαρτάται από την επίδραση του κοινωνικού περιβάλλοντος στις αντιλήψεις του υποκειμένου.

γ) Η καινούρια επιστήμη του Gianbattista Vico, που γράφηκε γύρω στα 1710 για να υποστηρίξει την άποψη της εκκλησίας απέναντι στην συντελούμενη τότε Επιστημονική Επανάσταση.

Κύριοι εκπρόσωποί του στην διδακτική της Φυσικής είναι οι kuhn, Lakatow,Feyerabent, van Frassen κ.ά.

Ο κονστρουκτιβισμός είναι πολυσύνθετος και έχει τις εξής παραλλαγές: Διαλεκτικός, εμπειρικός, πιαζετιανός, μεταεπιστημολογικός, πραγματιστικός, ρεαλιστικός, κοινωνικός, κοινωνικοιστορικός.

Ποιά είναι η θεωρία του ριζοσπαστικού κονστρουκτιβισμού;

Τη θεωρία έφτιαξε ο Von Glasersfeld, ο οποίος υποστήριξε ότι η γνώση δεν είναι αντικειμενική, αλλά αποτελεί απλώς την οργάνωση των εμπειριών μας. Οι θέσεις που απορρέουν από αυτή τη θεώρηση είναι οι εξής:

- Η γνώση δεν υπάρχει για έναν κόσμο ανεξάρτητο από τον παρατηρητή.

- Η γνώση δεν αναπαριστά έναν κόσμο ανεξάρτητο, αν το κάνει είναι λάθος.

- Η γνώση δημιουργείται από το άτομο σε ένα συγκεκριμένο ιστορικό και κοινωνικό πλαίσιο

- Η γνώση αναφέρεται περισσότερο σε ατομικές εμπειρίες παρά σε συλλογικές

- Η γνώση αποτελείται από δομές συλλογικές, φτιαγμένες από το άτομο.

- Οι αφηρημένες έννοιες γίνονται γνώση όταν είναι βιώσιμες ως προς τις εμπειρίες των ατόμων και ο εποικοδομισμός είναι ακριβώς μια μορφή πραγματικού.

- Δεν μπορούμε να προτιμήσουμε κάποια θεωρία, απλά ο εποικοδομισμός είναι καλύτερος γιατί είναι μια θεωρία σχετικοκρατική.

- Η γνώση είναι μια κατάλληλη διάταξη των εμπειριών μας.

- Η γνώση είναι χρήσιμη, βιώσιμη  κτλ. αν αντέχει στα εμπειρικά δεδομένα  και μας παρέχει τη δυνατότητα να κάνουμε προβλέψεις και να προκαλούμε ή να αποφεύγουμε φαινόμενα, εμπειρίες, γεγονότα κλπ.

Ποιά είναι τα είδη της γνώσης

Σύμφωνα με τις κρατούσες αντιλήψεις, η γνώση αντιμετωπίζεται ως εξής:

Α. Η Ψυχολογία την χωρίζει σε δύο κατηγορίες:

Τη διαδικαστική γνώση, η οποία αναφέρεται στην ικανότητα της παρατήρησης, ταξινόμησης, εξαγωγής συμπερασμάτων κτλ.

Την δηλωτική ή προτασιακή γνώση η οποία αναφέρεται στη συστηματική γνώση που έχουμε για κάτι, στο περιεχόμενο της επιστήμης.

Β. Άλλοι πιστεύουν ότι η γνώση είναι μια αντικειμενική συλλογή γεγονότων και σχέσεων που απευθύνεται σε άτομα που έχουν παρόμοιες αναπαραστάσεις.

Γ. Μια τρίτη θεώρηση εντοπίζει "σώματα" (corpora) γνώσης σε πέντε περιοχές: Στην επιστήμη των επιστημόνων,  του αναλυτικού προγράμματος, των διδασκόντων, των μαθητών και των σπουδαστών.

Δ. Ο Εποικοδομισμός πιστεύει ότι η γνώση αποτελεί ανθρώπινο κατασκεύασμα και δεν υπάρχει ανεξάρτητα από τους "γνώστες". Δεν μπορεί να μεταδοθεί με τη γλώσσα αλλά απαιτεί άμεση ανάμειξη του υποκειμένου για να χτιστεί πάνω στην προϋπάρχουσα σ' αυτό γνώση. Η θεωρία αυτή χωρίζει τη γνώση σε προσωπική και δημόσια.

Η δημόσια γνώση  κατασκευάζεται από τους επιστήμονες και αξιολογείται από τους ίδους με βάση τη λογική και την πειραματικό έλεγχο.

Η προσωπική γνώση κατασκευάζεται από τα άτομα στην προσωπική τους ζωή με τρόπο παρόμοιο με εκείνο των επιστημόνων.

Ενώ η πραγματικότητα είναι αντικειμενική, η γνώση δεν είναι· αποτελεί παρά μονάχα μια αναπαράστασή της. Ο μόνος έλεγχος της γνώσης είναι το πείραμα και η εμπειρία. Υπάρχει περίπτωση η γνώση να φαίνεται έγκυρη, και να ερμηνεύει τις εμπειρίες μας, να μην είναι εν τούτοις ορθή. Ο μόνος έλεγχος για την ισχύ των κατασκευών της γνώσης είναι ο βαθμός εναρμόνισης της με την εμπειρία και άρα μπορεί να υπάρξουν πολλές τέτοιες κατασκευές που να ερμηνεύουν την εμπειρία ικανοποιητικά, όπότε όλες μπορεί να θεωρηθούν "σωστές".

Η Μάθηση

Ο πιο σπουδαίος παράγοντας στην μάθηση, κατά τον Ausubel  είναι αυτό που ο μαθητής ήδη γνωρίζει. Το υποκείμενο μαθαίνει κατά τρόπο που εξαρτάται από τις γνωστικές του δομές. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα πρώτον ο κάθε μαθητής να προσλαμβάνει με τον δικό του τρόπο την νέα πληροφορία και δεύτερον, η νέα γνώση να αφομοιώνεται μόνον όταν ενσωματωθεί στην προϋπάρχουσα δομή του μαθητή.

Κατά τον P. Scott, η εποικοδομιστική μάθηση έχει τα εξής χαρακτηριστικά:

• Τα μαθησιακά αποτελέσματα δεν εξαρτώνται μόνο από το περιβάλλον αλλά και από αυτό που ο μαθητής έχει ήδη στο μυαλό του.
• Ο μαθητής εποικοδομεί τα δικά του νοήματα μέσω της εμπειρίας του φυσικού περιβάλλοντος και μέσω της κοινωνικής αλληλεπίδρασης.
• Η εποικοδόμηση είναι συνεχής και ενεργητική διαδικασία
• Η μάθηση δεν είναι μόνο ζήτημα επέκτασης προϋπαρχουσών εννοιών. Μπορεί να περιλαμβάνει και τη ριζική αναθεώρηση και αναδιάρθρωσή τους.
• Η εποικοδομιστική μάθηση δεν γίνεται πάντα αποδεκτή.
• Το υποκείμενο έχει τον τελικό έλεγχο της νέας γνώσης, με κριτήριο τις προσωπικές αξίες, στάσεις, εμπειρίες, κλπ.

Κατά τον Novak, η μάθηση έχει τα εξής χαρακτηριστικά:

• Οι έννοιες δομούνται σε νεαρή ηλικία
• Οι παρανοήσεις δομούνται σε νεαρή ηλικία και δεν αλλάζουν εύκολα.
• Η προϋπάρχουσα γνώση επηρεάζει τον μαθητή
• Η προϋπάρχουσα γνώση δεν αλλάζει εύκολα
• Οι γνώσεις αποθηκεύονται ιεραρχικά
• Οι σπουδαστές δεν έχουν επίγνωση των γνωστικών διαδικασιών
• Οι επιστημολογικές αντιλήψεις των σπουδαστών επιδρούν στη μάθηση
• Οι σκέψεις, τα αισθήματα και οι πράξεις είναι αλληλεξαρτώμενα.

Το νόημα του λάθους στον εποικοδομισμό

Σύμφωνα με τις νέες αντιλήψεις για την μάθηση πρέπει να αναθεωρήσουμε τις απόψεις μας για το λάθος στη διδασκαλία των Φ.Ε. Εξ άλλου η επιστήμη μπαίνει στο βασίλειο του σωστού από την πόρτα που γράφει "είσοδος λάθος". Τα λάθη είναι επόμενα αν λάβουμε υπ' όψιν την σημειωτική που λέει ότι το κάθε μήνυμα μπορεί να γίνει αντιληπτό με πάρα πολλούς τρόπους. Στην παραδοσιακή διδασκαλία το λάθος χρησιμοποιούταν για να κριθούν οι μαθητές. Οι δάσκαλοι επέβαλλαν την "σωστή" επιστημονική άποψη και το λάθος εκλαμβάνονταν ως αποτέλεσμα άγνοιας.

Στην εποικοδομιστική θεώρηση το λάθος είναι αποτέλεσμα μη εφαρμογής των ιδεών των παιδιών σε πολυπλοκότερα προβλήματα.

Στη λειτουργία της μάθησης το λάθος είναι συστατικό στοιχείο της αποκτηθείσας γνώσης.

Αφού πιστεύουμε πλέον ότι η αλήθεια έχει σχέση με την εμπειρία, η αντιμετώπιση του λάθους πρέπει να είναι περισσότερο διαλλακτική. Η αλήθεια πλέον έχει να κάνει με την βιωσιμότητα ή μη μιας πρότασης μέσα από την κριτική, την αμφισβήτηση και το πείραμα.Όλα αυτά δεν σημαίνουν πως ο μαθητής θα αφήνεται να λέει οτιδήποτε. Αξιολογούνται ως πιο σωστές οι απαντήσεις που προσεγγίζουν περισσότερο το επιστημονικό πρότυπο.

Η εννοιολογική αλλαγή

Με τον όρο αυτόν, εννοούμε την τροποποίηση των αντιλήψεων των μαθητών για την ερμηνεία των φυσικών φαινομένων. Ο Wandrersee δέχεται ότι οι τεχνικές που βοηθούν στην τροποποίηση αυτή είναι αυτό που ονομάζουμε "διδακτική μεθοδολογία". Ο ρόλος του δασκάλου πλέον έγκειται στο να διαπραγματεύεται τις ιδέες των παιδιών και να γίνεται "πράκτορας της αλλαγής". Είναι φανερό ότι αυτή είναι η εποικοδομιστική προσέγγιση.

Η "εννοιολογική αλλαγή" έχει να κάνει με την αναδόμηση της ήδη υπάρχουσας γνώσης, αφού έχει αποδεχθεί ότι οι ιδέες των παιδιών πολλές φορές είναι "λανθασμένες". Είναι σχετικό με την "προσαρμογή" του Piaget, αλλά διαφέρει από την "αφομοίωση" που ο ίδιος πρέσβευε.

Οι αλλαγές αυτές χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες:

• α. Την επαύξηση της γνωστικής δομής, όπου προστίθενται νέα στοιχεία σε προϋπάρχουσες γνώσεις, κάτι που μπορεί να γίνει και με τον παραδοσιακό τρόπο.
• β. Την εναρμόνιση, που αλλάζει τα χαρακτηριστικά του αρχικού μοντέλου, και
• γ. Την αναδιοργάνωση που είναι και η δυσκολότερη.

Για να αλλάξει η παλιά άποψη πρέπει:

• α. Η παλιά γνώση να είναι μη ικανοποιητική, αφού έτσι θα απαιτηθεί η αλλαγή της.
• β. Η νέα γνώση να είναι κατανοητή, και αυτό είναι και το δυσκολότερο σημείο αφού πολλές φορές το παιδί δεν μπορεί ακόμα να την καταλάβει.
• γ. Η νέα γνώση πρέπει να είναι αρχικά αληθοφανής για να μπορεί να γίνει η αρχική προσέγγισή της.
• δ. Η νέα γνώση πρέπει να είναι παραγωγική, καρποφόρα. Μόνο αν ανοίγει νέους δρόμους θα γίνει αποδεκτή.

Η αντίσταση στην εννοιολογική αλλαγή

Η αλλαγή αυτή δεν είναι εύκολο πράγμα. Οι ιδέες των μαθητών είναι καλά ριζωμένες γιατί τις ενισχύουν οι καθημερινές εμπειρίες και οι αισθήσεις. Μεγάλο ρόλο στην εδραίωσή τους παίζει και η καθημερινή γλώσσα με τα μηνύματα που μεταφέρει.

Αν η παλιά αντίληψη δίνει ικανοποιητικές απαντήσεις σε πολλά προβλήματα ή η νέα γνώση δεν είναι ικανοποιητική, η αλλαγή θα είναι δύσκολο να επέλθει. Ακόμα κι όταν η νέα θεωρία είναι κατανοητή, πιστεύει ο Γιουγκ, οι μαθητές δεν την ασπάζονται. Η νέα άποψη γίνεται κατανοητή μόνο αν υπάρχει ήδη διαθέσιμη κάποια γνώση γύρω από αυτή.

Ο μαθητής δεν διαθέτει τις απαιτούμενες γνωστικές δομές που θα του επιτρέψουν να δραστηριοποιήσει αυτόματα μια αναδιοργάνωση των ιδεών του. Φαίνεται δε ότι στα παιδιά κυρίαρχο είναι το φανταστικό και όχι η αναγκαιότητα προσαρμογής στην πραγματικότητα. Οι υπάρχουσες αναπαραστάσεις επειδή είναι οικείες και λειτουργικές, γενικεύονται και αφομοιώνουν το άγνωστο, παρερμηνεύοντάς το πολλές φορές, αφού η σχολική γνώση είναι συνήθως συνθετότερη και πολυπλοκότερη από τις προσωπικές γνωστικές δομές.

Η έλλειψη παρώθησης αποτελεί επίσης ανασταλτικό παράγοντα για την εννοιολογική αλλαγή. Αν δεν υπάρχει προσωπικό ενδιαφέρον το παιδί δύσκολα θα ασχοληθεί με κάτι νέο.

Πάντως σε ορισμένες περιπτώσεις, η αντίσταση στην αλλαγή φαίνεται πως έχει και κάποια πλεονεκτήματα, όταν για παράδειγμα το άτομο παρουσιάζει σταθερότητα στις ιδέες, στις αξίες, στις κοινωνικές αντιλήψεις και φαίνεται πως η αδράνεια αυτή έχει να κάνει με τις διαδικασίες προσαρμογής του ανθρώπου στον κόσμο των εμπειριών που συνήθως παρέχει αξιόλογους σκελετούς συμπεριφοράς ιδίως σε επίπεδο ψυχικής ισορροπίας.

Το Διδακτικό Μοντέλο της Εποικοδομιστικής προσέγγισης

Η εποικοδομιστική προσέγγιση της διδασκαλίας κατά τους Driver και Oldham περιλαμβάνει τα εξής φάσεις:

α) την φάση της πρόκλησης του ενδιαφέροντος

Είναι η παραδοσιακή φάση της αφόρμησης που περιέχει δύο στάδια:

1) το στάδιο πρόκλησης της περιέργειας και

2) Την έναρξη διαδικασίας αναγνώρισης ιδεών με αφορμή το εποπτικό υλικό.

Το ξεκίνημα πρέπει να είναι καλά οργανωμένο, να περιέχει παρατηρήσεις, διαφάνειες και ο ρόλος του δασκάλου πρέπει να είναι ενθαρρυντικός ως προς την έρευνα και συντονιστικός στις αισθήσεις. Οι σχέσεις του με τα παιδιά παίζουν σπουδαίο ρόλο ενώ οι λίγες ερωτήσεις είναι καλή μέθοδος για να μην αρχίσουν τα παιδιά να ψάχνουν για την μία και μοναδική σωστή απάντηση.

β) Τη φάση της ανάδειξης των ιδεών των μαθητών.

Εδώ οι μαθητές αποκαλύπτουν και ξεδιαλύνουν τις εντυπώσεις που τους προξένησε η Αφόρμηση. Πρέπει να οδηγηθούν να εστιάσουν την προσοχή τους στο διαφορετικό και το έργο του δασκάλου σ' αυτήν τη φάση είναι ακριβώς αυτό. Η αποσαφήνιση αυτού που ήδη σκέπτονται τους βοηθάει να αποκτήσουν εμπιστοσύνη στη δόμηση των ιδεών και τους ενημερώνει για τις δικές τους διαδικασίες σκέψης.

Η εξωτερίκευση των αντιλήψεών τους βοηθάει και το δάσκαλο να διευκρινίσει το επίπεδό τους. Αυτό πρέπει να γίνεται διακριτικά, κυρίως με διάλογο μεταξύ των παιδιών και λίγο με ερωτήσεις του δασκάλου προς αυτά. Σημαντικό ρόλο παίζει και το "υποθετικό πείραμα", όπου τα παιδιά προβλέπουν πώς θα εξελιχτεί μια διαδικασία "επί χάρτου". Η άποψη που είναι πιο κοντά στην επιστημονική αλήθεια αναδεικνύεται έντεχνα και βελτιώνεται από το δάσκαλο.

Για να πραγματοποιηθεί μια εννοιολογική αλλαγή πρέπει να προηγηθεί η γνωστική σύγκρουση. Επειδή αυτό μπορεί να προξενεί φόβο και δυσαρέσκεια στους μαθητές, αφού προϋποθέτει έκθεση των προσωπικών τους απόψεων στην κοινή κριτική, το κλίμα στην αίθουσα πρέπει να διαμορφωθεί έτσι που να είναι δεκτικό σε κάθε άποψη. Ο δάσκαλος πρέπει να εκφράζεται τόσο λεκτικά όσο και μη λεκτικά με αποδοχή και φιλικά προς τους μαθητές, απορρίπτοντας κάθε διάθεση ειρωνείας ή κριτικής.

Παράδειγμα αυτής της φάσης είναι να περιγράψουν τα παιδιά τι νομίζουν ότι είναι ζώο και μετά να τους ζητηθεί να ελέγξουν αν είναι ζώα ο ελέφαντας, η χελώνα, το αγόρι, το άνθος, το ψάρι, η αράχνη και το σκουλήκι.

γ) Η φάση της αναδόμησης των ιδεών των μαθητών.

Στη φάση αυτή οι μαθητές καλούνται να ελέγξουν τις ιδέες τους, με σκοπό να τις επεκτείνουν, να αναπτύξουν ιδέες αν δεν είχαν πριν, ή να τις αντικαταστήσουν. Η μετακίνηση προς την νέα γνώση πρέπει να γίνεται αυτόβουλα.

Σημαντικό ρόλο παίζει η σύγκριση των αποτελεσμάτων του πειράματος με τις προβλέψεις. Αν τα αποτελέσματα δεν συμφωνούν, δημιουργείται η απαραίτητη "γνωστική σύγκρουση" η οποία με τη σειρά της θα οδηγήσει στην εννοιολογική αλλαγή. Τα πειράματα πρέπει να επιλέγονται προσεκτικά για να είναι θελκτικά όχι μόνο στο δάσκαλο αλλά και στους μαθητές. Η ανακαλυπτική διαδικασία εξ άλλου θα πρέπει να σχεδιάζεται εκ των προτέρων από τους μαθητές έτσι ώστε να είναι ενδιαφέρουσα και ο έλεγχος των μεταβλητών ακριβής.

Η προτεινόμενη επιστημονική άποψη πρέπει να είναι ευλογοφανής και να προχωρεί από τα συγκεκριμένα αντικείμενα στις αφηρημένες έννοιες. Τα παιδιά στη συνέχεια πρέπει να σκεφθούν πάνω στον τρόπο με τον οποίο εξήγαν τα συμπεράσματά τους και να τον κρίνουν.

Ο δάσκαλος παρέχει τις ευκαιρίες για συστηματικό έλεγχο των απόψεών τους και μεταβολή τους. Προσφέρει την επιστημονική διαδικασία και προωθεί την συζήτηση. Παρουσιάζει τις νέες ιδέες, δεν είναι κριτικός, απεκδύεται την αυθεντία και ωθεί τα παιδιά στην διανοητική αυτονομία.

Τα παιδιά αλλάζουν ευκολότερα τις παλιές τους ιδέες με νέες, όταν αυτές δεν προέρχονται από τον δάσκαλο αλλά είναι δικές τους και βγήκαν μέσα από μια διαδικασία που ακολούθησε την επιστημονική μέθοδο.

δ) Η φάση ελέγχου

Στη φάση αυτή τα παιδιά ελέγχουν το κατά πόσο οι νέες γνώσεις που απόκτησαν είναι εφαρμόσιμες και τις συσχετίζουν με εμπειρίες της καθημερινής ζωής. Μόνο έτσι θα συνειδητοποιήσουν ότι είναι παραγωγικότερες από τις παλιές και θα τις κατακτήσουν. Η επίλυση προβλημάτων που θέτουν τα ίδια είναι σημαντική και ο δάσκαλος πρέπει να ελέγχει κατά πόσον ακολουθείται η επιστημονική διαδικασία.

ε) Η φάση της ανασκόπησης. Εδώ οι μαθητές αναγνωρίζουν τη σπουδαιότητα αυτών που ανακάλυψαν και αναδαψιλεύουν τον τρόπο με τον οποίο τα κατάφεραν. Συγκρίνουν τη νέα γνώση με την παλαιά και συνειδητοποιούν με ποια διαδικασία αποκτήθηκε. Είναι το μέσον του αυτοελέγχου και της συνειδητοποίησης της γνωστικής πορείας, αυτό δηλ. που ονομάζεται μεταγνώση.

Τα χαρακτηριστικά της Εποικοδομιστικής προσέγγισης

α) Η εργασία σε ομάδες. Κύριο χαρακτηριστικό της εποικοδομιστικής προσέγγισης είναι η εργασία των μαθητών σε ομάδες. Ήδη από τον Piaget είναι γνωστός ο ρόλος της κοινωνικοποίησης στην πρόσκτηση της γνώσης. Έχει αποδειχτεί ότι παιδιά που δουλεύουν σε ζεύγη ή ομάδες παράγουν περισσότερο επαρκείς λύσεις απ' ότι τα παιδιά που δουλεύουν μόνα τους. Όταν οι άνθρωποι συνεργάζονται στα πλαίσια μιας μικρής ομάδας τροποποιούν ευκολότερα τις απόψεις τους, όταν μάλιστα πρέπει να την αποδώσουν κάπως τυποποιημένη. Ιδιαίτερα σήμερα που η απομόνωση αποτελεί κοινωνικό πρόβλημα, η συνεργατική μάθηση μπορεί να την καταπολεμήσει από τα χρόνια του σχολείου. Ιδιαίτερα για τις Φυσικές Επιστήμες, όπου κάθε μαθητής έχει και μια δική του αντίληψη για τα φυσικά φαινόμενα η συνεργασία είναι απαραίτητη.

Η εργασία σε ομάδες είναι αποδοτική όταν:

• Περιλαμβάνει δύο ή περισσότερα πρόσωπα με κοινούς στόχους.
• Τα μέλη της ομάδας έχουν διαφορετικούς ρόλους που μοιράστηκαν με κοινή συμφωνία.
• Κάθε μέλος έχει την ευκαιρία να προσφέρει στο κοινό έργο.
• Η ατμόσφαιρα είναι τέτοια που κάθε μέλος μπορεί να μαθαίνει από τα υπόλοιπα.
• Τα μέλη εργάζονται χρησιμοποιώντας το μέγιστο των δυνατοτήτων τους και υπερβαίνουν τις αδυναμίες τους προάγοντας το έργο της ομάδας.
• Ενθαρρύνεται ένα περιβάλλον εμπιστοσύνης και συνεργατικής ευθύνης

Τα παιδιά εργαζόμενα σε ομάδες αισθάνονται πολύ πιο ενεργά και υπεύθυνα, βλέποντας τους κόπους τους να αποδίδουν.

β) Η συζήτηση στην ομάδα. Με τη συζήτηση ο μαθητής κυρίως ανακαλύπτει τις δικές του απόψεις και δευτερευόντως πείθει την ομάδα του. Η σύγκριση των εμπειριών βοηθάει στη σύνδεση των σκέψεων και τη διαμόρφωση των εννοιών. Οι δάσκαλοι δεν πείθονται εύκολα για την αξία της συζήτησης μεταξύ των παιδιών αν και έχει αποδειχτεί ότι η ανταλλαγή απόψεων διευκολύνει την "εννοιολογική αλλαγή". Προωθείται η χρήση της γλώσσας και της ομιλίας και κατανοούν οι μαθητές την αξία της ως μέσου επικοινωνίας. Είναι σημαντικό οι επιστημονικές έννοιες να παρουσιάζονται ως σκέψεις για συζήτηση και όχι ως ετοιμοπαράδοτες πληροφορίες, διότι μάθηση είναι ότι συμβαίνει στην τάξη και όχι η παρουσίαση της αλήθειας από έναν αλάθητο δάσκαλο.

γ) Η παρουσία του δασκάλου. Αν και η οργανωμένη συζήτηση έχει σημαντικά αποτελέσματα έχει αποδειχτεί ότι οι μαθητές ανταλλάσσουν απόψεις πιο ενεργά χωρίς την παρουσία κάποιου ενήλικα, ο οποίος θα ελέγχει ανά πάσα στιγμή την ορθότητα των απόψεών τους. Όταν ο δάσκαλος απουσιάζει όχι μόνο κάνουν υποθέσεις αλλά τις αξιολογούν και από μόνοι τους. Αυτό δεν σημαίνει ότι ο δάσκαλος πρέπει να βγει από την τάξη, αλλά ότι πρέπει να αποστασιοποιηθεί από τις ομάδες εργασίας των παιδιών.

Τα εργαλεία της Εποικοδομιστικής προσέγγισης

Για να επιτευχθούν οι στόχοι της εποικοδομιστικής προσέγγισης χρησιμοποιούνται οι εξής τεχνικές - εργαλεία διδασκαλίας:

Τα εργαλεία αυτά είναι εξειδικευμένα και το καθένα ενισχύει διαφορετικές δεξιότητες. Αφού τα παιδιά ασχολούνται με τα φύλλα εργασίας, ο ρόλος του δασκάλου δεν ακυρώνεται. Απλώς αλλάζει και από πομπός γνώσης γίνεται καθοδηγητής στο να μαθαίνουν τα παιδιά να εργάζονται. Γίνεται συνερευνητής και όχι μπροστάρης ή αντιμέτωπος. Είναι καινοτομικός ο ρόλος του. Επίσης ο ρόλος του δεν είναι αξιλογητικός. Πρέπει  να αναλογιζόμαστε τι πήγε καλά και τι όχι στο μάθημα, τόσο στον εαυτό μας, όσο και στο υλικό (καλώδια, μπαταρίες κλπ.) Πρέπει να τους δώσουμε το έναυσμα να γίνουν μικροί εξερευνητές.

Αναλυτικά τα εργαλεία αυτά είναι τα εξής:

α. Οι ερωτήσεις. Η ερώτηση είναι έμφυτη στο παιδί, αλλά στο σχολείο έτσι όπως λειτουργεί σήμερα, η τάση αυτή περιορίζεται από τον φόβο μήπως η ερώτηση που θα κάνει φανεί απλοϊκή. Η διατύπωση της ερώτησης με εκφράσεις του τύπου "τί νομίζεις" κτλ, δίνει την ευχέρεια στον μαθητή να απαντήσει πιό ελεύθερα. Οι ερωτήσεις πρέπει να λειτουργούν ως εξής:

• Να αναδεικνύουν τη γνώμη του μαθητή
• Να μην επιδέχονται μία μόνο απάντηση.
• Να μην τίθενται σε προσωπικό επίπεδο αλλά να απευθύνονται σε όλους
• Να αποτελούν προέκταση της αφόρμησης και να μην επιβεβαιώνουν την αυθεντικότητα του δασκάλου.
• Δεν δίδονται άμεσα αλλά ακολουθούν μια εικόνα, ένα κείμενο κτλ.
• Δεν εισάγονται με το ΠΩΣ και το ΓΙΑΤΙ αλλά τονίζεται το προσωπικό στοιχείο και η γνώμη του μαθητή.

β. Ο Διάλογος Το εργαλείο αυτό χωρίζεται σε δύο υποκατηγορίες: Τον Σωκρατικό Διάλογο του δασκάλου με τους μαθητές και τον διάλογο μεταξύ των μαθητών. Η μαιευτική μέθοδος στηρίζεται στις εξελισσόμενες ερωτήσεις, με σκοπό να καταλήξουν οι μαθητές μόνοι τους στηριζόμενοι στις δικές τους νοητικές δεξιότητες στις απόψεις που επιδιώκει ο δάσκαλος. Η σημασία του διαλόγου μεταξύ των μαθητών αναπτύχτηκε παραπάνω(παρ.5.11.β)

γ. Η Ομάδα,  ο ρόλος της ομάδας στην εποικοδομιστική θεώρηση αναπτύχτηκε παραπάνω

δ. Η γνωστική σύγκρουση. Με τον όρο αυτό περιγράφουμε τη σύγκρουση ανάμεσα σ' αυτό που το παιδί προβλέπει να συμβεί και σ'  εκείνο που στην πραγματικότητα συμβαίνει. Αποτελεί κύριο μηχανισμό αναδιοργάνωσης της γνώσης. Η αποκτώμενη γνώση είναι σταθερότερη όταν ο μαθητής αναγνωρίσει μόνος του το πρόβλημα. Χρειάζεται προσοχή στην αντιμετώπισή της διότι, αν λάβουμε υπ' όψιν τον ψυχολογικό παράγοντα και την αντίδραση της τάξης, ο μαθητής πιθανώς να την βιώσει τραυματικά. Για να την εκμεταλλευτούμε σωστά πρέπει να ξέρουμε τις αρχικές απόψεις των παιδιών και το κλίμα στην τάξη να είναι κατάλληλο για ερευνητική εργασία. Μόνο το πείραμα μπορεί να δημιουργήσει γνωστική σύγκρουση στους μαθητές, η απλή αναφορά της επιστημονικής άποψης ( την οποία δεν παρήγαγαν οι ίδιοι) δεν είναι σε θέση να το κάνει.

ε. Αναλογίες - μεταφορές. Οι επιστήμονες για να γίνουν κατανοητοί πολλές φορές χρησιμοποιούν κάποιες μεταφορές για να σχηματοποιήσουν τις απόψεις τους. Σήμερα αυτό θεωρείται αποδεκτό, κατά τον 17ο όμως αιώνα πίστευαν ότι η μεταφορά και η αναλογία ήταν απλά στολίδια που δεν απέδιδαν την καθαρή επιστημονική αλήθεια.. Επειδή είχαν μια αισθητική απήχηση θεωρούσαν ότι μόνο οι φιλόσοφοι και οι ποιητές έπρεπε να τις χρησιμοποιούν.

Στην διδακτική πράξη εν τούτοις ο ρόλος τους είναι πολύ σπουδαίος, αφού με τον τρόπου αυτό προσεγγίζουν τομείς που δεν τους είναι οικείοι και προσπαθούν να τον αντιμετωπίσουν με βάση τις γνώσεις που έχουν ήδη. Η μεταφορά ενισχύει την γλωσσική επάρκεια και μεταφέρει επιπλέον μηνύματα που δεν κωδικοποιούνται με τη γλώσσα. Πρέπει πάντως να προσεχθεί η μεταφορά να γίνεται αντιληπτή από τον μαθητή και να εμπίπτει στο γνωστικό του πεδίο καθώς επίσης και να είναι τέτοια που να μην ισχύει την εναλλακτική άποψή του. Η αξία της βασίζεται στο γεγονός ότι υπάρχουν σχέσεις ανάμεσα σε ξεχωριστές γνωστικές περιοχές.

Η μεταφορά στη μάθηση και τη διδασκαλία έχει τα εξής χαρακτηριστικά:

- Μεταφέρει τη γνώση από κάτι γνωστό σε κάτι άγνωστο

- Μεταφέρει νοήματα μέσω της σύγκρισης

- Είναι από τα πλέον αποδοτικά εργαλεία

- Είναι απαραίτητη στην περίπτωση που έχουμε ριζοσπαστική αναδιοργάνωση της γνώσης

- Είναι η προέκταση της μνήμης κατά τον τρόπο που το τηλεσκόπιο είναι προέκταση του ματιού.

- Ως εργαλείο  χρησιμεύει στην ανακάλυψη σχέσεων μεταξύ ξεχωριστών περιοχών γνώσης.

στ. Θεατρικό παιχνίδι. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να περιγράψουμε κάτι που τα παιδιά δεν μπορούν να παρατηρήσουν άμεσα. πχ. Διαστολή - Εξάτμιση (χέρι-χέρι και μπαλόνια με πλατεία αντίστοιχα.)

ζ. Επίλυση προβλημάτων

η. Κατασκευή - ανακατασκευή μοντέλων

θ. Πείραμα.

- Επαληθεύει ή απορρίπτει υποθέσεις.

- Επαληθέυει ή απορρίπτει μια πρόβλεψη και επικυρώνει ή αλλάζει μια θεωρία ή ένα νόμο

- Εξελίσσει την τεχνολογία και τα υλικά

- Ενισχύει την συλλογική προσπάθεια

- Διαφέρει από την θεωρία. Η Θεωρία και το πείραμα συνεξελίσσονται, περιγράφοντας με περισσότερη ακρίβεια την φύση.

Κατά τη διάρκεια της διδασκαλίας το πείραμα:

- Προωθεί την ενεργητική συμμετοχή των μαθητών

- Οι μαθητές κάνουν προβλέψεις και υποθέσεις και τις ελέγχουν

- Συμμετέχουν στην ανοικοδόμηση της δικής τους γνώσης.

- Στην παραδοσιακή διδασκαλία το πείραμα σκόπευε να ενισχύσει τον δάσκαλο να αποδείξει την θεωρία.

- Στην εποικοδομιστική προσέγγιση ο μαθητής έρχεται μέσω του πειράματος σε γνωστική σύγκρουση και με τον τρόπο αυτό αναδομεί την γνώση του.