‘’ Η ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΩΝ STEM ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ. ΑΠΟΛΥΜΑΝΣΗ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΜΕ ΥΠΕΡΙΩΔΕΙΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΕΣ. ΝΕΡΟ ΧΩΡΙΣ ΧΛΩΡΙΟ ‘’ ΣΑΧΙΝΙΔΗΣ ΣΥΜΕΩΝ

ISSN : 2241-4665

Αρχική σελίδα περιοδικού C.V.P. Παιδαγωγικής & Εκπαίδευσης

Σύντομη βιογραφία των συγγραφέων

Κριτικές του άρθρου

C.V.P. Παιδαγωγικής & Εκπαίδευσης ISSN: 2241-4665

Ημερομηνία έκδοσης: Αθήνα 24 Ιουλίου 2023

‘’ Η ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΩΝ STEM ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ. ΑΠΟΛΥΜΑΝΣΗ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΜΕ ΥΠΕΡΙΩΔΕΙΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΕΣ. ΝΕΡΟ ΧΩΡΙΣ ΧΛΩΡΙΟ ‘’

΄΄  THE IMPORTANCE OF STEM IN THE EDUCATIONAL PROCESS. DISINFECTION OF WATER WITH EXTREME RADIATION. WATER WITHOUT CHLORINE‘’

ΣΥΓΓΡΑΦΕΙΣ

ΣΑΛΗΣ ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΣ

ΣΑΧΙΝΙΔΗΣ ΣΥΜΕΩΝ Καθηγητής (Μηχανολόγος Μηχανικός)

Καθηγητής Φυσικός

ΣΑΧΙΝΙΔΗΣ ΕΛΕΥΘΕΡΙΟΣ ΦΩΤΙΑΔΟΥ ΚΥΡΙΑΚΗ

Γεωπόνος ( Ποιότητα Τροφίμων) Καθηγήτρια( Ηλεκτρονικός Μηχανικός

Sachinidis Simeon Salis Anastasios

Physical Professor Professor Secondary (Mechanical Engineer) Education

Sachinidis Elefterios Fotiadou Kyriaki

Agriculturist (Food Quality) Electronic Engineer

Περίληψη

Στη διδασκαλία με μεθοδολογία STEM υπάρχει μετασχηματισμός της δασκαλοκεντρικής μεθόδου μάθησης σε ανακαλυπτική - διερευνητική μάθηση. STEM είναι η σύγχρονη και καινοτόμος διδακτική προσέγγιση που αξιοποιεί 4 κλάδους: Επιστήμη, Τεχνολογία, Μηχανική και Μαθηματικά. Η εκπαίδευση STEM διδάσκει την ανεξάρτητη καινοτομία και επιτρέπει στους μαθητές να εξερευνήσουν καλύτερα και εις βάθος όλα τα μαθήματα, χρησιμοποιώντας τις δεξιότητες που αποκτήθηκαν μέσω αυτής. Υποδειγματικό μάθημα ολοκληρωμένου STEM.

Summary

In teaching with STEM methodology there is a transformation of the teacher-centered learning method into exploratory-exploratory learning. STEM is the modern and innovative teaching approach that utilizes 4 disciplines: Science, Technology, Engineering and Mathematics. STEM education teaches independent innovation and allows students to better and in-depth explore all lessons, using the skills acquired through it. Exemplary integrated STEM course.

Εισαγωγή

Κυρίως Θέμα

Στη διδασκαλία με μεθοδολογία STEM υπάρχει μετασχηματισμός της δασκαλοκεντρικής μεθόδου μάθησης σε ανακαλυπτική - διερευνητική μάθηση. STEM είναι η σύγχρονη και καινοτόμος διδακτική προσέγγιση που αξιοποιεί 4 κλάδους: Επιστήμη, Τεχνολογία, Μηχανική και Μαθηματικά. Στη συνέχεια θα αναφερθεί παράδειγμα και θα γίνει απολύτως κατανοητό, τι είναι διδακτική με προσέγγιση των κλάδων S.T.E.M. (Ιντερνετ 1)

Το STEM δηλαδή αποτελεί μια προσέγγιση στην εκπαίδευση που σχεδιάζεται έτσι, ώστε στη διδασκαλία των Μαθηματικών και των Φυσικών Επιστημών, οι οποίες καθίστανται απαραίτητες για την κατανόηση βασικών που σχετίζονται με τις επιστήμες των Τεχνολογιών και των Μηχανικών, καθώς αποτελούν για τον άνθρωπο
τα μέσα αλληλεπίδρασης με το σύμπαν (Ματσαγγούρας., 2012).

Η εκπαίδευση STEM διδάσκει την ανεξάρτητη καινοτομία και επιτρέπει στους μαθητές να εξερευνήσουν καλύτερα και εις βάθος όλα τα μαθήματα, χρησιμοποιώντας τις δεξιότητες που αποκτήθηκαν μέσω αυτής.
Όλα τα επαγγέλματα απαιτούν πλέον εργαζόμενους που έχουν την ικανότητα να σκέφτονται κριτικά, να δουλεύουν ως μέλη μιας ομάδας και συγχρόνως ανεξάρτητα και να διαθέτουν δεξιότητες STEM . (Fioriello.,2015)

Σκοπός της εκπαίδευσης STEM είναι να προετοιμάσει τους μαθητές της πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης να μπορούν να προσαρμόζονται , να διαχειρίζονται και να αναπτύσσουν καινοτόμες δραστηριότητες που στις τάξεις του λυκείου να είναι σε θέση να τις διαχειριστούν σαν πραγματικά πλαίσια γνώσεων.

Στη διδασκαλία με μεθοδολογία STEM προβάλλεται η ενεργητική μάθηση
μέσα σε ένα μαθητοκεντρικό μαθησιακό περιβάλλον. Με την καθοδήγηση
του εκπαιδευτικού, οι μαθητές συμμετέχουν στη διατύπωση ερωτημάτων, στην
επίλυση προβλημάτων και σε δραστηριότητες που απαιτούν πρακτική
εξάσκηση και καινοτόμες δραστηριότητες.

Με τις καινοτόμες δραστηριότητες μπορούν να διαχειριστούν και να προσεγγίζουν πραγματικές καταστάσεις που συμβαίνουν σε πραγματικούς χρόνους .

Έτσι με αυτό τον τρόπο:

▪ αποκτούν τη δυνατότητα να απαντούν σε σύνθετα ερωτήματα,
▪ συνεργάζονται και επικοινωνούν αποτελεσματικά, αξιοποιώντας το
περιεχόμενο των επιστημών, της τεχνολογίας, της μηχανικής και
των μαθηματικών (Maryland State Department of Education,2012).

Η εκπαιδευτική προσέγγιση της δραστηριότητας γίνεται στηριζόμενοι στη
σύγχρονη επιστημονική θεωρία μάθησης του εποικοδομισμού.

Η θεωρία μάθησης είναι ένα εννοιολογικό πλαίσιο το οποίο στοχεύει στο να περιγράψει και να εξηγήσει τους μηχανισμούς της ανθρώπινης μάθησης, δηλ. να εξηγήσει το πώς μαθαίνει ο άνθρωπος. Η θεωρία της μάθησης είναι κατά βάση ένα περιγραφικό θεωρητικό μοντέλο, δηλ. ένα μοντέλο που, περιγράφει το φαινόμενο της μάθησης, εισάγοντας τα κατάλληλα εννοιολογικά εργαλεία, διερευνά πειραματικά την σχέση μεταξύ των βασικών παραμέτρων της έρευνας και διατυπώνει συμπεράσματα ερευνητικά θεμελιωμένα που φωτίζουν τις- βασικές τουλάχιστον- πτυχές της μάθησης.

Η συγκεκριμένη εργασία εστιάζει στην ανάπτυξη εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων STEM, για το Πρόγραμμα Σπουδών Β/θμιας Εκπ/σης, με σκοπό τον προσανατολισμό των μαθητών στην κατανόηση του προβλήματος υγείας πχ ελκος που δημιουργείται με τα βακτήρια που βρίσκονται σε σφουγγάρι που χρησιμοποιείται για το πλύσιμο των πιάτων. Σε υδραγωγεία, που τα βακτήρια μπορούν να εισέλθουν στο πόσιμο νερό και να δημιουργήσουν στο νερό εκ νέου προβλήματα υγείας.

Στόχος της συγκεκριμένης έρευνας είναι οι μαθητές:

σε συνεργασία με τους εκπαιδευτικούς του σχολείου να αντιμετωπίσουν ένα πρόβλημα της καθημερινής ζωής και να δώσουν λύση χρησιμοποιώντας την επιστημονική μέθοδο και τη σύγχρονη τεχνολογία
να εφαρμόσουν τις γνώσεις τους από τα μαθήματα της φυσικής, της χημείας και της βιολογίας για την απολύμανση του νερού οικιακής χρήσης
να συνεργαστούν με τοπικούς φορείς (Δήμος, ΕΚΦΕ, κλπ) για την επίτευξη ενός στόχου
με την ενασχόλησή τους με το project, να καλλιεργήσουν δεξιότητες του 21ου αιώνα, όπως η επικοινωνία, συνεργασία, δημιουργικότητα και κριτική σκέψη
να βιώσουν επιτυχίες από τη συμμετοχή, την ολοκλήρωση και παρουσίαση της μεθόδου απολύμανσης του νερού που θα αναπτύξουν
Επίσης, βασικός στόχος με την υλοποίηση της συγκεκριμένης έρευνας είναι να επιτευχθεί διάχυση της επιστημονικής γνώσης και της σύγχρονης τεχνολογίας στη σχολική κοινότητα.

Είναι προφανές ότι οι αντιλήψεις που έχει ένας εκπαιδευτικός και ο τρόπος που ο ίδιος κατανοεί ένα φαινόμενο θα επηρεάσουν και τον τρόπο που εξηγεί το ίδιο το φαινόμενο στους μαθητές του. Επιπλέον, ο κάθε εκπαιδευτικός έχει διαμορφώσει τις δικές του απόψεις για τις ανάγκες των μαθητών του, για το τι είναι αποτελεσματικό και τι όχι στη διδασκαλία και ποιος είναι ο δικός του ρόλος στη διδακτική διαδικασία.

Ο εκπαιδευτικός ακολουθώντας μια πιο εποικοδομητική διδακτική προσέγγιση , βοηθά τους μαθητές να συνειδητοποιήσουν τα όρια των δικών τους αντιλήψεων και να αναζητήσουν νέες, πιο ικανοποιητικές και καρποφόρες λύσεις. Και βέβαια ενθαρρύνει τους μαθητές να μάθουν ο ένας από τον άλλον, να συνεργαστούν, να επικοινωνήσουν και να ανταλλάξουν τις ιδέες και τις απόψεις τους. (Κουλαϊδής,2001)

Υποδειγματικό μάθημα ολοκληρωμένου STEM.

Η εκπαιδευτική διαδικασία που θα ακολουθήσουμε είναι μεθοδολογία STEM γιατί συνδυάζει την Φυσική, την πληροφορική και την βιολογία.

Σύντομη Περιγραφή Φυσικού Αντικειμένου

Η απολύμανση του πόσιμου νερού μπορεί να θεωρηθεί το σημαντικότερο μέτρο του προηγούμενου αιώνα για την προστασία της δημόσιας υγείας. Η καταστροφή των παθογόνων μικροοργανισμών στο πόσιμο νερό έχει συμβάλλει στην δραστική μείωση των ασθενειών που μεταδίδονται από το νερό στις αναπτυγμένες κυρίως χώρες, ενώ η έλλειψη του μέτρου αυτού σε ορισμένες αναπτυσσόμενες χώρες είναι η αιτία χιλιάδων θανάτων, κυρίως παιδιών. Το νερό που προορίζεται να καταναλωθεί από ανθρώπους με οποιοδήποτε τρόπο, πρέπει οπωσδήποτε να έχει απολυμανθεί για να είναι απαλλαγμένο από επιβλαβείς για την υγεία μικροοργανισμούς τους λεγόμενους παθογόνους μικροοργανισμούς.

Τα πεδία στα οποία εφαρμόζεται η απολύμανση νερού είναι, το δίκτυο του πόσιμου νερού, οι πισίνες, το κύκλωμα νερού των ψυκτικών, οι μονάδες εμφιάλωσης νερού, η βιομηχανία τροφίμων και ποτών, η φαρμακευτική βιομηχανία, η βιομηχανία καλλυντικών, τα νοσοκομεία, τα χειρουργεία, οι ιχθυοκαλλιέργειες (μονάδες διατήρησης γόνου) κ.α. Σε όλα τα παραπάνω πεδία απαιτείται να λαμβάνονται μέτρα και να χρησιμοποιούνται μέθοδοι απολύμανσης νερού για τη διαφύλαξη της δημόσιας υγείας, δεδομένου ότι το νερό είναι το πιο ζωτικό αγαθό για τον άνθρωπο αλλά και το πιο ευαίσθητο στη μόλυνση.

Μέχρι σήμερα, πολλοί τρόποι αναπτύχτηκαν για την καταστροφή των βακτηριδίων και μικροοργανισμών. Αυτό θα αποτελέσει και το νέο αντικείμενο της έρευνας μας.

Οι μαθητές του έργου,θα πάρουνε δείγμα νερού από την βρύση ή από μια πισίνα και θα το εξετάσουνε με την συσκευή Laser. Αν υπάρχουν βακτήρια στο νερό, οι μαθητές, θα τα παρατηρήσουνε, θα τα βιντεοσκοπήσουν, θα τα φωτογραφίσουν και θα καταγράψουν τον πληθυσμό τους.

Στη συνέχεια, η ομάδα έργου, θα πάρει ένα νέο δείγμα νερού και θα ρίξει σε αυτό χλώριο για να πετύχει την εξόντωσή των βακτηρίων. Με τη μέθοδο αυτή σχηματίζονται μέσα στο νερό οι χλωραμίνες. Οι χλωραμίνες εξοντώνουν τα βακτήρια αλλά αφήνουν άλλα προβλήματα να διαιωνίζονται όπως η οσμή. (Ιντερνετ 2)

Με τη μέθοδο που θα αναπτύξουμε, δηλαδή, με τη χρήση της υπεριώδους ακτινοβολίας στο νερό θα προκαλέσουμε το ίδιο αποτέλεσμα με τη χλωρίωση του νερού αλλά και την εξαφάνιση όλων των προβλημάτων που προκαλεί αυτή. Είναι μια μέθοδος απολύμανσης του νερού που η δράση της είναι η καταστροφή των παθογόνων μικροοργανισμών αλλά η αδρανοποίηση της αναπαραγωγικής τους ικανότητας. Και αυτό το γεγονός θα επιδιώξουμε με την εργασία μας.

Παίρνουμε ένα δείγμα με νερό. Το χωρίζουμε σε δύο δείγματα. Το ένα παραμένει όπως είναι και στο άλλο ρίχνουμε χλώριο. Φωτογραφίζουμε τα δύο δείγματα για να εχουμε μια αρχική εκτίμηση των βακτηρίων. Υποβάλλονται τα δείγματα σε ακτινοβόληση με ΥΑ υπεριώδη ακτινοβολία.

Τόσο κατά την ακτινοβόληση, όσο και μετά, οι μαθητές θα φωτογραφίζουν τα δείγματα κάθε 10 λεπτά. Από τις φωτογραφίες θα παρατηρήσουμε την φθίνουσα πορεία της εξαφάνισης των προβλημάτων δηλ τα βακτήρια να εξαφανίζονται όπως και οι χλωραμίνες.

Η απολύμανση του νερού με υπεριώδη ακτινοβολία θα κεντρίσει το ενδιαφέρον της σχολικής κοινότητας και θα συμβάλει στην αντιμετώπιση τυχόν προβλημάτων από μολυσματικούς παράγοντες στο νερό.

Συμπέρασμα

Το STEM παρέχει ευκαιρίες για την ανάπτυξη δεξιοτήτων ενθαρρύνοντας τα παιδιά να απαντούν σε ερωτήματα και να εμπλέκονται σε παιγνιώδεις δραστηριότητες με θέματα την επιστήμη, τα μαθηματικά, τη μηχανική και την τεχνολογία. Είναι πραγματικά εντυπωσιακή η αλλαγή της εμπλοκής και του ενδιαφέροντος που εμφανίζουν τα παιδιά με τα επιστημονικά πεδία του STEM. Με την εφαρμογή του STEM μέσω projects, οι εκπαιδευόμενοι μαθαίνουν να αναστοχάζονται στη διαδικασία της επίλυσης αυθεντικών προβλημάτων και αποκτούν δεξιότητες που είναι σχετικές με την παγκοσμιοποίηση στην εκπαίδευση, καθώς εστιάζει στην κριτική σκέψη, στην εργασία σε ομάδες

Βιβλιογραφία

Ιντερνετ 1 https://www.esos.gr/arthra/51792/stem-stin-ekpaideysi

. Ιντερνετ 2 https://www.rainbowwaters.gr/articles/diatrofi-ugeia/mipos-to-kathimerino-doussas-arrostainei/

Ματσαγγούρας, Η., Η Διαθεματικότητα στη Σχολική Γνώση, Αθήνα:
Γρηγόρη, 2012.

Fioriello, P., Understanding the Basics of STEM Education, 2015.

Maryland State Department of Education, Maryland State STEM

Κουλαιδής, Β., Χατζηνικήτα Β., Χρηστίδου, Β., Bliss , J., Cooper, G.,

Περιγραφή: Περιγραφή: vipapharm