the perceptions of students for the light

C.V.P. Παιδαγωγικής & Εκπαίδευσης

ISSN: 2241-4665

Ημερομηνία έκδοσης: ΑΘΗΝΑ 6 Απριλίου 2015

ΟΙ ΑΝΤΙΛΗΨΕΙΣ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ ΓΙΑ ΤΟ ΦΩΣ

Σιδηροπούλου Μάλαμα

Εκπαιδευτικός στην Β/θμια Εκπ/ση, Μsc στην Οργάνωση και Διοίκηση της Εκπαίδευσης, Msc στη Σχολική Ψυχολογία

THE PERCEPTIONS OF STUDENTS FOR THE LIGHT

Sidiropoulou Malama

Teacher in secondary education, Msc in the organization and administration of education, Msc in School psychology

Περίληψη

Οι μαθητές στην προσπάθεια τους να καταλάβουν τον κόσμο γύρω τους κατασκευάζουν ιδέες που συνήθως δεν συμφωνούν με τις επιστημονικές. Αυτές οι ιδέες συχνά γίνονται εμπόδιο στη διδασκαλία των Φυσικών Επιστημών γιατί είναι εδραιωμένες και επηρεάζουν τον τρόπο με τον οποίο προσλαμβάνονται οι πληροφορίες. Είναι πολύ βασικό για τον εκπαιδευτικό να ανιχνεύσει αυτές τις εναλλακτικές ιδέες των μαθητών και να προσαρμόσει τη διδασκαλία του , ώστε να δημιουργήσει γνωστική σύγκρουση και τελικά να ανακαλύψει ο μαθητής τη νέα γνώση. Η παρούσα εργασία είναι μια ανασκόπηση στις αντιλήψεις των μαθητών για το φως, στην πρωτοβάθμια και δευτεροβάθμια εκπαίδευση.

Abstract

Students in their effort to understand the world around them construct ideas that usually do not agree with the scientific ones. These ideas are often an obstacle to science teaching because they are rooted and affect the way in which information is recruited. It is essential for the teacher to detect these alternative ideas of students and adapt teaching to create cognitive conflict and eventually for the new knowledge to be discovered by the student. This paper is a review on students' perceptions for the light, in primary and secondary education.

1.Οι ιδέες των μαθητών και η διαδικασία μάθησης

Τα παιδιά από μικρή ακόμη ηλικία έχουν σχηματίσει κάποιες ιδέες σχετικά με πράγματα, έννοιες και φαινόμενα που καταγράφονται στη διεθνή βιβλιογραφία με διαφόρους όρους, όπως «εναλλακτικές ιδέες» ή «παρανοήσεις»,«προϋπάρχουσες ιδέες», «αυθόρμητες αντιλήψεις», «διαισθητικές ιδέες», «επιστήμη των παιδιών», «αναπαραστάσεις» ή ως «νοητικά μοντέλα»

(Gilbert, et all. ,1982 :66, Driver, R. 1989 :11).

Στην ουσία πρόκειται για:

“(…)δίκτυα σημασιών με ορισμένους κανόνες λειτουργίας και ερμηνευτικά

πρότυπα με βάση τα οποία “μεταφράζονται” οι εμπειρίες και αφομοιώνονται οι

προσλαμβανόμενες πληροφορίες.” (Ραβάνης, 2003:69)

Η διαδικασία της μάθησης επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από αυτές τις προϋπάρχουσες ιδέες γιατί το μυαλό των παιδιών δεν είναι λευκό χαρτί που μπορεί να δέχεται τη διδασκαλία κατά ουδέτερο τρόπο. Το τι μπορεί να μάθει ένα παιδί είναι συνάρτηση του τι έχει μέσα στο κεφάλι του αλλά και του μαθησιακού πλαισίου στο οποίο βρίσκεται. Οι εναλλακτικές ιδέες των μαθητών είναι διαχρονικές, παρόλο που μερικές από αυτές αλλάζουν με την ανάπτυξη του μαθητή ή την επίδραση της διδασκαλίας. Πολλές φορές όμως παραμένουν όχι μόνο μετά τη διδασκαλία, αλλά και μετά την ενηλικίωση των παιδιών. (Viennot, 1979:205-221).

Οι εναλλακτικές ιδέες δημιουργούνται κατά την προσπάθεια των παιδιών να δώσουν νόημα στον κόσμο μέσα στον οποίο ζουν με αναφορά στις εμπειρίες τους, τις τρέχουσες γνώσεις τους και τη γλώσσα που χρησιμοποιούν διαμορφώνονται με την επίδραση των αντιλήψεων των μεγάλων, των μέσων επικοινωνίας, την αλληλεπίδραση με άλλα παιδιά από τη διδασκαλία, τα σχολικά εγχειρίδια κ.τ.λ. Επηρεάζονται ακόμη από τη γλώσσα και τις εκφράσεις που χρησιμοποιούν οι μεγάλοι. Παρανοήσεις δημιουργούνται και κατά τη διάρκεια της διδασκαλίας, λόγω έλλειψης καλής επικοινωνίας μεταξύ δασκάλων και μαθητών. O δάσκαλος έχει κάποιες ιδέες τις οποίες προσπαθεί να μεταδώσει στους μαθητές μεταφράζοντάς τες σε λέξεις, σχήματα, διαγράμματα ή σύμβολα. Ο μαθητής μπορεί να τα προσέξει όλα αυτά, αλλά πρέπει να βρει και ένα νόημα για να τους αποδώσει. Υπάρχει μεγάλη πιθανότητα το νόημα που θα δώσει ο μαθητής να μην είναι το ίδιο με εκείνο που ήθελε να αποδώσει ο δάσκαλος. Η πιθανότητα αυτή γίνεται μάλιστα μεγαλύτερη αν η γλώσσα που χρησιμοποιείται δεν του είναι οικεία. Το ίδιο μπορεί να συμβεί με τα σχολικά εγχειρίδια ,δηλαδή ο τρόπος που οι μαθητές κατανοούν ό,τι διαβάζουν σ' αυτά επηρεάζεται από τα ερμηνευτικά τους σχήματα. Κατασκευάζουν ερμηνείες, συσχετίζοντας αυτό που ήδη γνωρίζουν με αυτό που διαβάζουν και γι' αυτό είναι δυνατό να δίνουν ερμηνείες διαφορετικές από εκείνες στις οποίες αποβλέπει ο συγγραφέας του εγχειριδίου. Αναλυτικά οι παράγοντες που επηρεάζουν ή διαμορφώνουν τις ιδέες των ατόμων φαίνονται στο σχήμα που ακολουθεί

Εικόνα 1: Παράγοντες που επηρεάζουν ή διαμορφώνουν τις ιδέες των ατόμων

Τα κοινά χαρακτηριστικά των νοητικών παραστάσεων είναι τα εξής: (Κολιόπουλος, 2004)

Είναι κυρίως βιωματικού τύπου: Προκαλούνται από την αισθητηριακή

αντίληψη και τις προσωπικές εμπειρίες κάθε παιδιού

Μπορούν να εμφανιστούν ως συνεκτικές ιδέες: έχουν τη μορφή λογικών

εξηγήσεων που εξηγούν επαρκώς ένα φαινόμενο, εμφανίζουν έναν εμπειρικό αιτιακό συλλογισμό ,μπορεί να παρουσιάζουν δομικά χαρακτηριστικά και εσωτερική συνοχή. Γιαυτό άλλωστε και παρουσιάζουν ανθεκτικότητα στη διδασκαλία και δεν αλλάζουν ακόμη και σε μεγαλύτερη βαθμίδα της εκπαίδευσης

Εμφανίζουν κάποιες ποιοτικές διαφορές από τα εννοιολογικά πλαίσια

της επιστημονικής γνώσης: τα παιδιά έχουν την τάση να αποδίδουν κατ’ απόλυτο τρόπο ιδιότητες σε ένα αντικείμενο ή σε μια ουσία. Επίσης, την προσοχή τους τραβούν περισσότερο οι μεταβολές καταστάσεων ή μια ακολουθία γεγονότων που γίνονται μέσα στο χρόνο.

Επιπλέον είναι : (Driver et al ,1985)

είναι ίδιες ή σχεδόν ίδιες ,ανάμεσα σε μαθητές διαφορετικών χωρών

συχνά οι ιδέες παρομοιάζονται με απόψεις που έχουν διατυπωθεί σε

παλαιότερες περιόδους ανάπτυξης και εξέλιξης της αντίστοιχης επιστήμης

συνδυάζουν τις αρχικές εμπειρικές τους απόψεις με την επιστημονική

γνώση την οποία διδάσκονται, συνθέτοντας μια ποικιλία απόψεων για τις έννοιες και τα φαινόμενα

δεν εκδηλώνονται άμεσα κατά τη διδασκαλία στη τάξη, γιατί λειτουργούν

στο υπόβαθρο της σκέψης των μαθητών.

Το να λαμβάνονται υπόψη οι πρότερες ιδέες των μαθητών , είναι μια από τις καλύτερες στρατηγικές διδασκαλίας για τους παρακάτω λόγους : ( Driver, et al. 1993:8,9)

α)Επιλογή των εννοιών που θα διδαχθούν . Μερικές φορές ο δάσκαλος θεωρεί κάποιες έννοιες δεδομένες και προφανείς με αποτέλεσμα να μη τις αποσαφηνίσει και έτσι να δημιουργήσει ακόμη πιο πολλά μαθησιακά προβλήματα.

β) Επιλογή μαθησιακών εμπειριών. Αν οι πρότερες ιδέες των μαθητών είναι γνωστές, τότε μπορούν να αμφισβητηθούν ευθέως με εμπειρίες που συγκρούονται με τις προβλέψεις τους, προκαλώντας έτσι τους μαθητές να αναθεωρήσουν τις ιδέες τους. Βέβαια αυτό από μόνο του δεν είναι ικανό να προωθήσει την αλλαγή. Απαιτείται να προσφερθούν εναλλακτικές ιδέες που να πείσουν τους μαθητές για την λογική και ορθότητα τους.

γ) Η παρουσίαση των στόχων των προτεινόμενων δραστηριοτήτων. Κατά την διατύπωση των στόχων ο εκπαιδευτικός πρέπει να έχει στο νου του ότι οι μαθητές μπορεί να ερμηνεύουν τους στόχους με τον τρόπο που αυτοί κατανοούν.

2.Οι εναλλακτικές ιδέες στην Φυσική

Από τα μέσα της δεκαετίας του '70 και μετά παρατηρείται στο χώρο της διδασκαλίας των Φυσικών Επιστημών μια έντονη ερευνητική δραστηριότητα σε παγκόσμια κλίμακα που τείνει να επηρεάσει αποφασιστικά το οικοδόμημα της Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών (Φ. Ε.) που είχε στηριχθεί στις απόψεις των Piaget, Bruner και λοιπών για τη μάθηση.

Συμφωνά με τη νέα θεώρηση των πραγμάτων, κυρίαρχο ρόλο στη μάθηση παίζουν οι ιδέες που έχουν τα παιδιά για τα φυσικά φαινόμενα πριν καν τα διδαχτούν στο σχολείο. Λόγου χάρη, πριν ο μαθητής διδαχτεί στο σχολείο τι είναι το φως έχει διαμορφώσει κάποια δική του άποψη για την έννοια αυτή. Οι προ-έννοιες θεωρούνται υπεύθυνες για πολλές από τις δυσκολίες που αντιμετωπίζουν οι μαθητές στη φυσική γιατί είναι συχνά διαφορετικές ή και αντίθετες από τις «επίσημες» επιστημονικές αντιλήψεις των φυσικών (Δ. Αλιμήσης 1993)

«Ανάμεσα στους κυριότερους λόγους που οδηγούν τη διδασκαλία των Φυσικών Επιστημών σε ανεπιτυχή αποτελέσματα είναι η αποτυχία των δασκάλων να αναγνωρίσουν και να λάβουν υπόψη τις αρχικές ιδέες των παιδιών για φυσικά και βιολογικά φαινόμενα. Όταν οι

προϋπάρχουσες ιδέες αναγνωρίζονται και ειδικές στρατηγικές υιοθετούνται, η επιτυχία

είναι δεδομένη» (Segal & Cosgrove, 1993: 276).

Σύμφωνα με τον Ausebel : Ο πιο σπουδαίος απλός παράγοντας που επηρεάζει τη μάθηση, είναι αυτός που ο μαθητής γνωρίζει ήδη. Εξακρίβωσε το και δίδαξέ τον, σύμφωνα με αυτό.

Ο Ausubel (Ausubel, 1968) ,βρισκόμενος σε αντιπαράθεση με τις συμπεριφοριστικές απόψεις και τις θεωρίες του Bruner για την ανακαλυπτική μάθηση ,υποστήριξε τη δική του άποψη για τη μάθηση μέσω της θεωρίας του. Η Νοηματική Παραληπτική μάθηση του Ausubel, η οποία βασίζεται σε γνωστικά θεμέλια, υποστηρίζει ότι κάθε νέα γνώση πρέπει να συνδέεται με τις προηγούμενες γνωστικές εμπειρίες του ατόμου διαφορετικά δεν ενσωματώνεται στις γνώσεις του μαθητή(παρά μόνο μηχανικά) ούτε αποκτά ουσιαστικό νόημα. Με άλλα λόγια η μάθηση για τον Ausubel συνιστά μία διαδικασία σύνδεσης των νέων γνώσεων με τις γνώσεις που προϋπάρχουν και παρουσιάζουν κοινά σημεία. Ανάμεσα, δηλαδή, στις γνωστικές δομές, νέες και παλαιότερες, υπάρχει άρρηκτη σχέση αλληλεπίδρασης. Οι μαθητές, κατά τον Ausubel, δεν διαθέτουν την ικανότητα να διακρίνουν τις σημαντικές πληροφορίες και να τις συνδέουν με τις προηγούμενες εμπειρίες τους. Χρειάζονται, λοιπόν, τον βοηθητικό ρόλο του εκπαιδευτικού ο οποίος οργανώνει τις νέες γνώσεις με τέτοιο τρόπο ώστε να συνδέεονται νοηματικά με προηγούμενες γνωστικές δομές.

Αν αγνοηθεί η ύπαρξη αυτών των ιδεών, μετά τη διδασκαλία οι ιδέες αυτές α) μένουν αναλλοίωτες, β) ενισχύονται, γ) συνυπάρχουν με τις διδαχθείσες, αλλά δε συγχέονται δ) συγχέονται παλιές και νέες παράγοντας παρανοήσεις και δ) χρησιμοποιείται μόνο το επιστημονικό πρότυπο (Κουμαράς 1989:16-18).

Σήμερα θεωρούμε τη μάθηση ως ενεργητική διαδικασία κατά την οποία τα άτομα δομούν τα δικά τους νοήματα από τις πληροφορίες που τους παρέχονται και όχι ως μια καθαρά δεκτική ή μεταδοτική διαδικασία. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, συνυπολογίζονται χαρακτηριστικά του υποκειμένου, όπως προϋπάρχουσα γνώση, ικανότητες, στάσεις, κλπ. Είναι μια συνεχής διαδικασία αλληλεπιδράσεων, κατά την οποία αυτό που μαθαίνει το άτομο επηρεάζεται από αυτό που έχει μάθει νωρίτερα, και αυτό θα επηρεαστεί από αυτό που θα μάθει αύριο. Βασικό ρόλο στην εποικοδομητική προσέγγιση στη διδασκαλία και τη μάθηση κατέχει η αλλαγή των ιδεών των μαθητών, που δεν είναι συμβατές με το επιστημονικό πρότυπο των Φ.Ε., προς άλλες ιδέες πιο σύμφωνες με αυτό. Οι τεχνικές επίτευξης της «εννοιολογικής αλλαγής» περιλαμβάνουν διάφορες προσεγγίσεις που θα μπορούσαν να ονομαστούν «μέθοδοι». Κοινό αυτών των μεθόδων είναι ότι οι μαθητές έρχονται σε νέες καταστάσεις μάθησης με ένα ποσό προϋπάρχουσας γνώσης και ο πρωταρχικός ρόλος τού εκπαιδευτικού είναι αυτός του «διαπραγματευτή των εννοιών» ή του «εφευρετικού καλλιεργητή της αλλαγής» (Κόκκοτας, 1997) Η διαδικασία της εννοιολογικής αλλαγής ξεκινάει από τη στιγμή που έχουν διευκρινιστεί οι προϋπάρχουσες απόψεις των παιδιών. Ο εκπαιδευτικός μπορεί να διευκολύνει την εννοιολογική αλλαγή στους μαθητές του όταν αυτές έχουν αποσαφηνιστεί και είναι γνώστης αυτών. «Η γνώση των προϋπάρχουσων ιδεών των παιδιών….είναι η αφετηρία για την επιθυμητή εννοιολογική αλλαγή και αποτελεί τη βάση για τη σχεδίαση βελτιωμένου και αποτελεσματικού διδακτικού υλικού»

(Galili & Hazan, 2000: 57).

3.Οι εναλλακτικές ιδέες για το φως

Οι ιδέες των παιδιών για την έννοια φως, τα φαινόμενα που δημιουργεί και τις ιδιότητες του, διερευνήθηκαν με ατομικές συνεντεύξεις και γραπτά ερωτηματολόγια. .Τα παιδιά δεν είχαν διδαχθεί τίποτα για το φως, ωστόσο είχαν ιδέες σχετικά μ’αυτό και ερμηνείες για τα φαινόμενα που σχετίζονται μαζί του. Οι ηλικίες των παιδιών κυμαίνονται από

10-15 ετών.( Driver, et al. 1993:).

Φύση και διάδοση φωτός

Στην ερώτηση: που υπάρχει το φως; Τα παιδιά 10-11 ετών απαντούν : παντού ή στο χώρο ή στο ταβάνι (δείχνοντας την ηλεκτρική λάμπα) ή μέσα στη λάμπα ,το φως είναι μια φωτεινότητα που εξαρτάται από τον καιρό…

Στην ηλικία των 13-14 ετών τα παιδιά αρχίζουν να αναγνωρίζουν το φως ως μια οντότητα. (Guesne, E. 1985:10-32). Για το λόγο αυτό στην πλειοψηφία τους χρησιμοποιούν αυτή την αντίληψη για να ερμηνεύσουν το φαινόμενο της σκιάς, αλλά μόνο όταν το φως είναι αρκετά ισχυρό ώστε να δημιουργήσει αντιληπτά φαινόμενα σε κάποιο σημείο της διαδρομής του.

Το φως λοιπόν ταυτίζεται με την πηγή ή με το αποτέλεσμα του ή με μια κατάσταση. Ακόμη συχνά αναγνωρίζεται σαν μία διακριτή οντότητα στο χώρο ανάμεσα στην πηγή και το φαινόμενο που δημιουργεί. Σχετικά με το πώς διαδίδεται το φως, η ιδέα ότι το φως κινείται δεν είναι σαφώς αποδεκτή, εκτός και αν αναφέρονται σε πολύ μεγάλες αποστάσεις ( π.χ μια ακτίνα του ήλιου κάνει πολύ χρόνο ,ίσως και τέσσερις μήνες να έρθει στη γη). Κάποιο ποσοστό μαθητών πιστεύουν ότι το φώς ταξιδεύει πιο μακριά τη νύχτα από την ημέρα. Συχνά μιλούν για το φως σαν να είναι μια οντότητα σε κίνηση (φεύγει, αναπηδά, διασχίζει, κ. ά) Η ιδέα της ευθύγραμμης πορείας μπορεί να αποσυνδεθεί τελείως από την ιδέα του χρόνου διάδοσης. Τα παιδιά μπορούν να τοποθετήσουν το φώς σε ευθύγραμμες ακτίνες, χωρίς να πιστεύουν ότι κινείται πάνω σ’αυτές .Δεν υφίσταται το φως για τα παιδιά ,εκτός αν είναι αρκετά έντονο για να παράγει αισθητά αποτελέσματα .Επίσης το φως δεν διατηρείται, μπορεί να εξαφανιστεί χωρίς οποιαδήποτε αλληλεπίδραση με την ύλη, όταν δεν είναι αρκετά έντονο, ώστε να παράγει αισθητά αποτελέσματα ή να ενισχυθεί, όταν περνά μέσα από μεγεθυντικό φακό. Σχετικά με τη δημιουργία της σκιάς, οι μαθητές αντιλαμβάνονται ότι η αιτία είναι μια πηγή φωτός, αλλά περιμένουν η σκιά ενός αντικειμένου να έχει το ίδιο σχήμα με το αντικείμενο. Οι Watts και Gilbert (1985) ομαδοποιώντας τις ιδέες των παιδιών για το φως κατέληξαν σε επτά νοητικά μοντέλα:

Φυσικό φως (ambient light): γίνεται διάκριση μεταξύ του διάχυτου «φωτός της ημέρας» και του φωτός απευθείας από μια πηγή.

Σύνθετο φως (composite light): οι μαθητές περιγράφουν το φως ως προς τα χαρακτηριστικά του (απλή οντότητα, αίτιο, αποτέλεσμα, ένταση).

Διπλό φως (de-coupled light): το «φως» είναι τελείως διαφορετικό από τη διαδικασία του «βλέπω».

Τεχνητό φως (illuminative light): τα παιδιά δίνουν έμφαση στη χρησιμότητα του φωτός για να βλέπουμε, δηλαδή έχει σχεδιαστεί σκόπιμα για να μας επιτρέπει να βλέπουμε.

Τροποποιημένο φως (modal light): ανάλογα με τα διαφορετικά αποτελέσματα του φωτός υπάρχουν, διαφορετικά είδη φωτός.

Εμφανές φως (obvious light): φως θεωρείται ότι αποτελεί ιδιότητα μόνο των μεγάλων ισχυρά φωτιζόμενων σωμάτων.

Αναδυόμενο φως (projected light): ταυτίζεται με ουσία που προβάλλεται και μερικές φορές μεταφέρει χρώματα.

Φως και όραση

Οι A. Fawaz και L. Viennot (Fawaz, A. & Viennot, L. 1986: 1125-1146) ήταν από τους πρώτους που μελέτησαν τις νοητικές παραστάσεις των παιδιών σχετικά με τον τρόπο που βλέπουμε. Το 1986, επιχειρούν να προσεγγίσουν τους τρόπους σκέψης και τις αντίστοιχες δυσκολίες που παρουσιάζουν οι μαθητές όσον αφορά το μηχανισμό της όρασης, στην εργασία τους με τίτλο: «Image Optique et Vision: Enquête en classe de première au Liban».

Ο Selley βασίζεται σε ευρήματα προγενέστερων ερευνών από τις οποίες απορρέει ότι τα παιδιά 13 χρονών, πιστεύουν ότι το φως ότι εγκαθίσταται πάνω στο αντικείμενο και το μάτι στη συνέχεια το βλέπει στέλνοντας μια «ακτίνα όρασης» ή ότι αποτελεί γενικότερα μια κατάσταση φωτισμού (Guesne, 1976· στο Selley, 1996:713-723).

Στις απόψεις των παιδιών πρωτοβάθμιας αλλά και δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης, ανιχνεύεται ο ενεργός ρόλος του ματιού αφού συχνά αναφέρουν ότι το φως από την πηγή πάει πρώτα στο μάτι και μετά ανακατευθύνεται προς το αντικείμενο (Crookes & Golby, 1984· στο Selley,1996). Επισημαίνεται επιπλέον, η ομοιότητα ανάμεσα στην πορεία ανάπτυξης των ιδεών των μαθητών για το μηχανισμό της όρασης και την πορεία ανάπτυξης των αντιλήψεων των προεπιστημόνων φιλοσόφων (Guesne, 1976,Watts, 1985· στο Selley, 1996:837-846) .

Οι προϋπάρχουσες ιδέες των παιδιών θα μπορούσαν να ομαδοποιηθούν σε τέσσερις κύριες κατηγορίες (Εικόνα 2) :

1. Λουτρό φωτός: Στην κατηγορία αυτή οι μαθητές παρουσιάζουν ερμηνείες στηριγμένες σε κάποιο ακαθόριστο και ανακριβή μηχανισμό. Αυτές οι αντιλήψεις παρουσιάζονται σχηματικά, είτε ως «λουτρό του ηλιακού φωτός», που γεμίζει το χώρο και κάνει δυνατή την όραση, είτε με οπτικά διαγράμματα, συνδέοντας γραμμές μεταξύ τους σχηματίζοντας δυαδική σύνδεση ή το κλασσικό τρίγωνο, χωρίς κατεύθυνση: πηγή-αντικείμενο-μάτι. (Watts, 1985:20,Hosson & Kaminski, 2002:840).

2. Παθητικός ρόλος του ματιού: Μια δεύτερη κατηγορία ερμηνειών προσδιορίζει τη μετάβαση του φωτός από την πηγή στα αντικείμενα, χωρίς παροχή λεπτομερειών του ρόλου του φωτός στην οπτική διαδικασία. Το φως ανάβει και κάνει το αντικείμενο να γίνεται ορατό, δηλαδή το μάτι αποκτά ένα παθητικό ρόλο στην όλη διαδικασία. Τα παιδιά που υιοθετούν τέτοιες ερμηνείες, δεν έχουν κατανοήσει ότι το φως πρέπει να ανακλαστεί στο αντικείμενο για να εμφανιστεί το είδωλο στο μάτι. Πολλά από αυτά τα παιδιά λένε ότι το φως ταξιδεύει από μια πηγή φωτός σε ένα αντικείμενο και παραμένει εκεί (Private Universe Project in Science, 2007).

3. Συνεργατική εκπομπή (Cooperative Emission) Mια οπτική ακτίνα περνά από το μάτι στο αντικείμενο το οποίο φωτίζεται ταυτόχρονα από την πηγή.

4. Επιστημονικό μοντέλο:. Το μάτι είναι δέκτης φωτός .Το φως που δέχεται ένα αντικείμενο από μια φωτεινή πηγή διαχέεται προς όλες τις κατευθύνσεις επομένως και προς το μάτι.

Αυτό το μοντέλο του φυσικού όμως δεν έχει αποκτηθεί από τα παιδιά, πρέπει λοιπόν να γίνει ένας αντικειμενικός στόχος διδασκαλίας.

Εικόνα 2 : Αναπαραστάσεις παιδιών 13-14 ετών για την όραση
	Αναπαριστάνεται ένα λουτρό φωτός. Το παιδί δεν προσδιορίζει κανένα μηχανισμό μεταξύ πηγής, ματιού και αντικειμένου.
	Το παιδί θεωρεί ότι το αντικείμενο φωτίζεται αλλά δεν φθάνει το φως στο μάτι.
	Το παιδί θεωρεί ότι κάτι φεύγει από το μάτι προς το φωτιζόμενο αντικείμενο.
	Φαίνεται το επιστημονικό μοντέλο για την όραση.

Φως και χρώματα

Κατά τους Feher και Meyer (1992) οι μαθητές 8-13 ετών στην πλειοψηφία τους πιστεύουν ότι το μαύρο (σκοτάδι) είναι συστατικό χρώματος, είναι δηλαδή κυρίως παρουσία χρώματος παρά απουσία φωτός. Ένα συχνό σχόλιο είναι: «Το λευκό φως είναι φωτεινό, το χρωματιστό φως έχει μαύρο (σκούρο) χρώμα μέσα του» (Feher & Meyer, 1992: 505). Μια άλλη άποψη ήταν ότι το χρώμα ενός αντικειμένου αποτελεί ιδιότητα του σώματος που παραμένει αναλλοίωτη όταν φωτίζεται από λευκό φως, αλλά μπορεί να αλλάξει όταν φωτιστεί με χρωματιστό φως. Τα περισσότερα παιδιά πιστεύουν ότι το χρώμα είναι μια έμφυτη ιδιότητα των αντικειμένων. Θεωρούν δηλαδή ότι τα μάτια μας βλέπουν το χρώμα του αντικειμένου και όχι το χρώμα του ανακλώμενου φωτός. (Driver, R., et al 2000: 242) . Το λευκό φως δεν είναι μια μείξη των χρωμάτων του φωτός.( Driver et al, 2000:242-243). Το χρώμα είναι μία φυσική ιδιότητα των σωμάτων και όχι το αποτέλεσμα των αλληλεπιδράσεων του φωτός με τα αντικείμενα ( Ραβάνης Κ.2003:85).

Ανάκλαση-Διάθλαση φωτός

Σύμφωνα με την έρευνα της Guesne (1985 τα περισσότερα παιδιά 11-13 ετών δεν έχουν ιδέα για το τι συμβαίνει όταν το φως πέφτει πάνω σε έναν καθρέφτη. Αυτό οφείλεται στη δυσκολία τους να αντιληφθούν ότι το φως είναι μια οντότητα στο χώρο. Θεωρούν ότι το φως μένει μέσα στον καθρέφτη, ενώ στο χαρτί μένει πάνω σε αυτό (ύπαρξη φωτεινής κηλίδας). Άλλα πάλι υποστήριξαν ότι το φως φεύγει από το φακό πέφτει πάνω στο καθρέφτη και αναπηδάει .

Παρόλο που τα παιδιά αυτά δέχονται ότι το φως μπορεί να ανακλάται από συνηθισμένα αντικείμενα, είναι δυνατόν να αναιρέσουν την άποψη αυτή όταν για παράδειγμα, η άμεση αίσθηση μπορεί να οδηγήσει σε άλλη θεώρηση της κατάστασης.

Αυτό όμως το φαινόμενο είναι καθοριστικό για την κατανόηση του φαινομένου του σχηματισμού των ειδώλων, που με τη σειρά του είναι προαπαιτούμενο για την κατανόηση της όρασης. Επίσης, τα παιδιά αυτής της ηλικίας είναι δύσκολο να ερμηνεύσουν το ‘λουτρό’ του ηλιακού φωτός στο οποίο βρισκόμαστε στην διάρκεια της ημέρας. Το φως στη Γη πραγματικά οφείλεται στη διάχυση του φωτός στην ατμόσφαιρα. Παρόλο που έχουν αντιληφθεί το φαινόμενο της ανάκλασης του φωτός από τα στερεά, δεν τους είναι εύκολο, να καταλάβουν το ίδιο φαινόμενο ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του φωτός με τα συστατικά του αέρα (Driver et al., 1993).

Οι Tiberghien et al. (1980:24-41) διαπίστωσαν ότι τα μικρότερα παιδιά δεν εξέφρασαν κάποιες ιδέες για την ανάκλαση πάνω σε καθρέπτη, γιατί δεν μπορούσαν να προσδιορίσουν το φως ως οντότητα που διαδίδεται στο χώρο. Στην πλειοψηφία τους τα μεγαλύτερα παιδιά ανέφεραν ότι ο καθρέφτης απεικονίζει το φως που στέλνει ο φακός. Όταν ο φακός στέλνει το φως επάνω σε ένα άλλο αντικείμενο, τα παιδιά ισχυρίζονται ότι το φως αφήνει το φακό και ‘κάθεται’ πάνω στο αντικείμενο.

Οι Driver et al. (2000) αναφέρονται στην ερευνητική μελέτη των Anderson & Smith (1983) στην οποία το 60% ενός δείγματος 227 μαθητών ηλικίας 9–15 ανέφεραν ότι το φως αναπηδά στους καθρέφτες, αλλά όχι σε άλλα αντικείμενα. Μόνο λίγα παιδιά (το 20% του δείγματος) δήλωσαν ότι αναπηδά και από τα αδιαφανή αντικείμενα, ενώ μόνον ελάχιστα (2%) ανέφεραν ότι το φως διαχέεται.

Όσον αφορά στις ιδέες των παιδιών για τη διάθλαση, δεν έχουν πραγματοποιηθεί αρκετές έρευνες. Από έρευνα της Shapiro (1994) σχετικά με την ερμηνεία των παιδιών για την φαινομενική παραμόρφωση ενός μολυβιού που ήταν μισοβυθισμένο μέσα σε ένα ποτήρι γεμάτο με νερό η επικρατούσα αντίληψη είναι ήταν ότι το νερό κάνει το μολύβι να φαίνεται σπασμένο, χωρίς σύνδεση με το φως. Άλλες ερμηνείες ήταν ότι το νερό λυγίζει τις ακτίνες, το σχήμα του γυάλινου ποτηριού το κάνει να φαίνεται έτσι, ή ότι ο συνδυασμός του γυάλινου ποτηριού με το νερό παραμορφώνει το σχήμα του μολυβιού. Κάποια παιδιά νόμιζαν ότι το νερό συμπεριφέρεται ως μεγεθυντικός φακός. Κατά τον Αντωνίου στη διάθλαση τα χαρακτηριστικά του φωτός αλλάζουν ( Αντωνίου Α.http://users.att.sch.gr/ antoniou).

4.Συμπεράσματα

Οι φυσικές επιστήμες κατέχουν πρωτεύουσα θέση στην εκπαίδευση. Η αξία τους έγκειται τόσο στις γνώσεις που προσφέρουν, όσο και στον τρόπο διδασκαλίας τους που βοηθά τους μαθητές να αποκτήσουν το επιστημονικό γίγνεσθαι, δηλαδή να κατακτήσουν την επιστημονική μέθοδο και να αποκτήσουν την νοοτροπία του επιστήμονα. Τα στοιχεία αυτά είναι τελείως απαραίτητα για τη δημιουργία των επιστημονικά καλλιεργημένων πολιτών του μέλλοντος, που θα στηρίζουν τις αποφάσεις τους σε αντικειμενικά δεδομένα. Το μαθησιακό οικοδόμημα πρέπει να στηρίζεται στις προϋπάρχουσες γνώσεις και αντιλήψεις των μαθητών. Αυτές είναι που πρέπει να ανιχνευτούν και να αναθεωρηθούν ή να ενισχυθούν. Η εννοιολογική αλλαγή όμως και η αφομοίωση των νέων εννοιών από τους μαθητές είναι μια μακροχρόνια και αργή διαδικασία.

Aπό τις έρευνες για τις προϋπάρχουσες αντιλήψεις των μαθητών φαίνεται ότι τα παιδιά περνούν διαδοχικά από την εξίσωση φως = πηγή, αποτέλεσμα ή κατάσταση , στην αντίληψη ότι το φως είναι μια οντότητα στο χώρο: στα 10-11 χρόνια πράγματι η πλειονότητα των παιδιών έχει την πρώτη αντίληψη, ενώ στα 13-14 χρόνια τα περισσότερα τείνουν να χρησιμοποιούν τη δεύτερη. Σχετικά με τα φαινόμενα του φωτός τα παιδιά στηρίζουν τις ερμηνείες τους εξολοκλήρου σε αντιληπτικές νοητικές διεργασίες (Driver et al., 1985.)Το φως υπάρχει μόνο εκεί που γίνεται αντιληπτό και «οι επιστημονικά αποδεκτές απόψεις διαφέρουν από τις αρχικές απόψεις των παιδιών που ερμηνείες τους στηρίζονται κατά βάση στην εμπειρία και στην αντίληψη» (Galili & Hazan, 2000: 58)

Κατά τη διδασκαλία της Οπτικής στο σχολείο , είναι αναγκαίο να έχει ο δάσκαλος εκτιμήσει αν οι μαθητές του έχουν την ιδέα του φωτός στο χώρο ,αποσυνδεμένου από την πηγή ή τα αποτελέσματα του. Αν δεν την έχουν, αυτό θα πρέπει να αποτελέσει κατά προτεραιότητα αντικειμενικό στόχο της διδασκαλίας του. Αφού ικανοποιηθεί αυτός ο στόχος τότε μπορεί να προχωρήσει σε πιο σύνθετες ιδιότητες και φαινόμενα του φωτός. (Driver, R. Guesne, E., Tiberghien, A. 1993:42,43)

Ευελπιστούμε ότι τα μελλοντικά προγράμματα σπουδών θα λαμβάνουν υπόψη όχι μόνο τη δομή του αντικειμένου αλλά και τις ιδέες των μαθητών, ώστε η σχολική τάξη να γίνει χώρος όπου οι Φ.Ε να εμπνέουν και να μαγεύουν το μαθητή.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ

Αλιμήσης Δ. (1993): Η Σύγχρονη έρευνα για τις δυσκολίες των μαθητών στη Φυσική. Πρακτικά Επιμορφωτικού Σεμιναρίου Καθηγητών Φυσικών, Καλαμάτα – Σπάρτη.

Κολιόπουλος, Δ. (2004). Θέματα διδακτικής φυσικών επιστημών: η συγκρότηση της σχολικής γνώσης, Αθήνα: ΜΕΤΑΙΧΜΙΟ.

Κόκκοτας Π. ( 1997 ). Σύγχρονες προσεγγίσεις στη διδασκαλία των Φυσικών επιστηµών. Η εποικοδοµητική προσέγγιση της διδασκαλίας και της µάθησης. Αθήνα.

Κουμαράς Π. (1989) Μελέτη της εποικοδομητικής προσέγγισης στην πειραματική διδασκαλία του ηλεκτρισμού. Αδημοσίευτη Αδακτορική Διατριβή. Θεσ/νίκη.

Ραβάνης, Κ. (2003). Εισαγωγή στη Διδακτική των Φυσικών Επιστημών, Αθήνα:

Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών

ΞΕΝΟΓΛΩΣΣΗ

Anderson, C.W. & Smith, E.L. (1983). Transparencies on light: Teacher’s manual. East

Lansing, MI: Michigan State University. (ERIC Document Reproduction Service No. ED

Ausubel, D.P. (1968). Educational psychology: a cognitive view, New York, Holt, Rinehart & Winston

Driver, R., Guesne, E., & Tiberghien, A. (1985). Children’s Ideas in Science, Philadelphia: Open University Press

Driver, R. (1989). Students’ conceptions and the learning of science. International Journal ofScience Education

Driver, R. Guesne, E., Tiberghien, A. (1993). Οι ιδέες των παιδιών στις φυσικές επιστήμες ,Αθήνα: Τροχαλία-Ε.Ε.Φ. Duit, R. (1999). Conceptual change approaches in science education. In W. Schnotz, S.

Driver R., Squires A., Rushworth P., Wood-Robinson V.( 2000) Οικοδομώντας τις έννοιες των φυσικών επιστημών, Μια παγκόσμια σύνοψη των ιδεών των μαθητών, Αθήνα,

σελ.242-243

Fawaz, A. & Viennot, L. (1986). Image optique et vision: Enquête en classe de

première au Liban. Bulletin de l ‘ Union des Physiciens, 686, 1125‐1146.

Feher, E. & Meyer, K. (1992). Children’s conceptions of color. Journal of Research in

Science Teaching, 29(5),

Galili, I. & Hazan, A. (2000). Learners’ knowledge in optics: interpretation, structure and

analysis. International Journal of Science Education 22(1)

Gilbert, J.K., Osborne, R.J. & Fensham P.J. (1982). Children’s Science and its consequences for teaching. Science Education

Guesne, E. (1985). Light. In R. Driver, E. Guesne and A. Tiberghien (Eds), Children's Ideas in Science Milton Keynes: Open University Press

Hosson, C. & Kaminski, W. (2002). Les Yeux des Enfants sont-ils des «Porte-lumiere?».

Bulletin de l’Union des Physiciens, 840, 143–160.

Segal, G. & Cosgrove, M. (1993). The sun is sleeping now. Early learning about light and

Philosophy

Selley, N. J. (1996). Children’s ideas on light and vision. International Journal of

Science Education, 18 (6).

Shapiro, B. (1994). What children bring to light: A constructivist perspective on Childrens’ learning in science. Columbia, New York: Teachers. College Press

Tiberghien, A., Delacote, G., Ghiglione, R. & Matalon B. (1980). Conceptions de la

lumière chez l’enfant de 10 - 12 ans. Revue Française de Pédagogie, 50, 24–41.

Viennot, L. (1979). Spontaneous reasoning in elementary dynamics. European Journal of

Science Education, 1 (2).

Watts, M. (1985). ‘Student Conceptions of Light: a Case Study’. Physics Education, 20,

183–187

Watts, M. & Gilbert, J.K. (1985). Appraising the understanding of science concepts:

Light. Department of Educational Studies, University of Surrey, Guildford

Εικόνες

1.Καρανίκας, Διδακτορική Διατριβή ,1996:65

επιστήμες ,Αθήνα: Τροχαλία-Ε.Ε.Φ.σελ.38

2. Driver, R. Guesne, E., Tiberghien, A. (1993). Οι ιδέες των παιδιών στις φυσικές

επιστήμες

vipapharm