4. Το εργαστήριο στη διδασκαλία των Φυσικών Επιστημών: από την εμπειρία στη κατανόηση
(σειρά: Διδακτικές μέθοδοι και ανάπτυξη δεξιοτήτων #methods_skills)
Το εργαστήριο αποτελεί διαχρονικά έναν από τους πιο χαρακτηριστικούς χώρους μάθησης στις Φυσικές Επιστήμες. Παρότι δεν υπάρχει ένας ενιαίος ορισμός, μπορεί να θεωρηθεί ως το σύνολο των μαθησιακών εμπειριών κατά τις οποίες οι μαθητές αλληλεπιδρούν με υλικά ή δεδομένα, με στόχο να παρατηρήσουν και να κατανοήσουν τον φυσικό κόσμο. Σε αντίθεση με τη θεωρητική διδασκαλία, το εργαστήριο φέρνει τον μαθητή σε άμεση επαφή με το φαινόμενο. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό, καθώς για πολλούς μαθητές αποτελεί ίσως τη μοναδική εμπειρία που θα έχουν με τη διαδικασία της επιστημονικής έρευνας (Wilcox & Lewandowski, 2018 ).
Ο ρόλος του πειράματος στη μάθηση
Ο πειραματισμός δεν είναι απλώς ένα συμπληρωματικό στοιχείο της διδασκαλίας. Αποτελεί βασικό χαρακτηριστικό της ίδιας της επιστήμης. Μέσα από το εργαστήριο, οι μαθητές ( Kanari & Millar, 2004):
- παρατηρούν φαινόμενα
- διαχειρίζονται εξοπλισμό
- συλλέγουν και ερμηνεύουν δεδομένα
- συνδέουν μεταβλητές και σχέσεις
Με αυτόν τον τρόπο, το πείραμα συμβάλλει όχι μόνο στην κατανόηση εννοιών, αλλά και στην ανάπτυξη επιστημονικού τρόπου σκέψης.
Τι μαθαίνουν πραγματικά οι μαθητές στο εργαστήριο
Η αξία του εργαστηρίου δεν περιορίζεται στην επιβεβαίωση της θεωρίας. Αντίθετα, επεκτείνεται σε πολλαπλά επίπεδα (Abrahams, 2011· Hofstein, 2017 ):
- κατανόηση επιστημονικών εννοιών
- ανάπτυξη δεξιοτήτων διερεύνησης
- εξοικείωση με τη φύση της επιστήμης
- ανάπτυξη πρακτικών δεξιοτήτων
- ενίσχυση του ενδιαφέροντος για τις Φυσικές Επιστήμες
Ιδιαίτερα σημαντικό είναι ότι οι μαθητές δεν μαθαίνουν μόνο τι ισχύει, αλλά πώς προκύπτει αυτό που ισχύει.
Η σύνδεση θεωρίας και πράξης
Ένα από τα πιο κρίσιμα ζητήματα στη διδασκαλία των Φυσικών Επιστημών είναι η σύνδεση ανάμεσα στον κόσμο των θεωρητικών εννοιών και στον κόσμο των παρατηρήσιμων φαινομένων. Το εργαστήριο λειτουργεί ακριβώς ως «γέφυρα» ανάμεσα σε αυτούς τους δύο κόσμους (Tiberghien, 2000 ):
- από τη μία πλευρά βρίσκονται οι έννοιες, τα μοντέλα και οι νόμοι
- από την άλλη τα φαινόμενα, οι μετρήσεις και οι παρατηρήσεις
Η επιτυχία μιας εργαστηριακής δραστηριότητας εξαρτάται από το κατά πόσο οι μαθητές καταφέρνουν να συνδέσουν αυτές τις δύο διαστάσεις.
Τι χρειάζεται να προσέξει ο εκπαιδευτικός
Η αποτελεσματικότητα του εργαστηρίου δεν είναι δεδομένη. Εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον σχεδιασμό και τον τρόπο υλοποίησης:
- Ο στόχος της δραστηριότητας πρέπει να είναι σαφής: εννοιολογικός, δεξιοτήτων ή διερευνητικός.
- Η δραστηριότητα πρέπει να συνδέεται ρητά με τις έννοιες που διδάσκονται και να μην λειτουργεί αποσπασματικά.
- Οι μαθητές πρέπει να εμπλέκονται ενεργά και όχι να λειτουργούν ως απλοί εκτελεστές οδηγιών.
- Η συζήτηση κατά τη διάρκεια και μετά το πείραμα είναι κρίσιμη για τη νοηματοδότηση των αποτελεσμάτων.
- Η προσοχή πρέπει να δίνεται όχι μόνο στο αποτέλεσμα, αλλά και στη διαδικασία.
Ιδιαίτερα σημαντική είναι η λεκτική αλληλεπίδραση. Όπως επισημαίνεται, η συζήτηση γύρω από επιστημονικές έννοιες αποτελεί ουσιαστικό μέρος της ίδιας της επιστημονικής διαδικασίας (Lemke, 1990 ).
Συνήθεις παγίδες
Στη σχολική πράξη, το εργαστήριο συχνά δεν αξιοποιείται στο πλήρες δυναμικό του:
- Το πείραμα χρησιμοποιείται ως «επίδειξη» και όχι ως διερευνητική διαδικασία.
- Οι μαθητές ακολουθούν βήματα χωρίς να κατανοούν τον σκοπό τους.
- Η σύνδεση με τη θεωρία παραμένει επιφανειακή.
- Το ενδιαφέρον εστιάζεται στο αποτέλεσμα και όχι στη διαδικασία.
Σε αυτές τις περιπτώσεις, το εργαστήριο χάνει τον παιδαγωγικό του χαρακτήρα.
Το εργαστήριο ως εμπειρία επιστήμης
Σύμφωνα με τον Hodson (1996), η εκπαίδευση στις Φυσικές Επιστήμες περιλαμβάνει τρεις διαστάσεις:
- μάθηση της επιστήμης (περιεχόμενο)
- μάθηση για τη φύση της επιστήμης
- μάθηση του να «κάνει» κανείς επιστήμη
Το εργαστήριο ανήκει κυρίως στην τρίτη κατηγορία. Είναι ο χώρος όπου οι μαθητές δεν μαθαίνουν απλώς για την επιστήμη, αλλά συμμετέχουν σε αυτή.
Πηγή
Κουσλόγλου, Εμμανουήλ Α. (2024). Διερευνητική μάθηση στη Φυσική με τη χρήση ψηφιακών φορητών συσκευών. Διδακτορική διατριβή, Τμήμα Φυσικής, Σχολή Θετικών Επιστημών, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. https://www.didaktorika.gr/eadd/handle/10442/57079
Ενδεικτικές αναφορές
Abrahams, I. (2011). Abrahams, I. (2011). Practical work in secondary science: A minds-on approach. A&C Black.
Hodson, D. (1996). Laboratory work as
scientific method: Three decades of confusion and distortion. Journal of Curriculum studies, 28(2), 115-135. https://doi.org/10.1080/0022027980280201
Hofstein, A. (2017). Ch26: The role of laboratory in
science teaching and learning. In K. S. Taber & B. Akpan (Eds.), Science
education (pp. 357–368). Springer.
Kanari, Z., & Millar, R. (2004). Reasoning from data: How
students collect and interpret data in science investigations. Journal of Research
in Science Teaching, 41(7), 748–769. https://doi.org/10.1002/tea.20020
Lemke, J. L.
(1990). Talking science: Language,
learning, and values. Ablex Publishing Corporation, 355 Chestnut Street,
Norwood, NJ 07648 (hardback: ISBN-0-89391-565-3; paperback: ISBN0-89391-566-1).
Tiberghien, A. (2000) Designing teaching situations in the secondary
school. In R. Millar, J. Leach & J. Osborne (Eds.), Improving science education: The contribution of research. Buckingham,
27- 47. UK: Open University Press.
Wilcox, B. R., & Lewandowski, H. J. (2018). A summary of research-based assessment of students' beliefs about the nature of experimental physics. American Journal of Physics, 86(3), 212-219. https://doi.org/10.1119/1.5009241
Σχόλια
Δημοσίευση σχολίου