| dc.description.abstract | Η Νανοεπιστήμη-Νανοτεχνολογία (Ν-ΕΤ) αποτελεί έναν διεπιστημονικό κλάδο έρευνας ο οποίος στοχεύει στην παραγωγή καινοτομιών σε διάφορους τομείς της κοινωνικής ζωής (φαρμακοβιομηχανία, αυτοκαθαριζόμενες επιφάνειες, υφάσματα, ηλεκτρονική, τρόφιμα). Στον 21ο αιώνα θεωρείται όλο και αυξανόμενη η ανάγκη εισαγωγής της Ν-ΕΤ στην υποχρεωτική εκπαίδευση, με στόχο τη δημιουργία νανο-εγγράμματων πολιτών.
Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται ο σχεδιασμός, η ανάπτυξη, η εφαρμογή και η αξιολόγηση μιας Διδακτικής Μαθησιακής Ακολουθίας (ΔΜΑ) για το φαινόμενο της σαύρας Γκέκο μέσα σε ένα πειραματικό περιβάλλον μικτής πραγματικότητας, για μαθητές Δημοτικού Σχολείου. Βασικός στόχος είναι οι μαθητές της πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης να κατανοήσουν και να μπορούν να περιγράφουν τη σημασία της νανοδομής των πελμάτων της σαύρας στον μηχανισμό προσκόλλησής της σε διάφορες επιφάνειες
Ο σχεδιασμός της ΔΜΑ βασίστηκε σε τέσσερα σημεία: (α) στο Μοντέλο της Εκπαιδευτικής Επανοικοδόμησης, (β) στις 4 από τις 9 Μεγάλες Ιδέες (ΜΙς) της Stevens: «Μέγεθος και κλίμακα», «Ιδιότητες εξαρτώμενες από το μέγεθος», «Όργανα και εργαλεία» και «Εφαρμογές της Ν-ΕΤ», που αποτελούν βασικές έννοιες για το περιεχόμενο της Ν-ΕΤ, (γ) στο NanoLeap project (Sockman et al., 2012) και (δ) στις αρχικές ιδέες των μαθητών για το φαινόμενο της σαύρας Γκέκο.
Το δείγμα της έρευνας χωρίζεται σε δυο μικρότερα. Αναλυτικότερα, κατά το στάδιο του σχεδιασμού της ΔΜΑ πραγματοποιήθηκε έρευνα σχετικά με τις αρχικές ιδέες των μαθητών για την ικανότητα της σαύρας Γκέκο να περπατάει σε διάφορες επιφάνειες αψηφώντας τη βαρύτητα. Μέσω ερωτηματολογίου αρχικής μέτρησης δύο έργων, καταγράψαμε τις αρχικές ιδέες 151 μαθητών (Ε΄ και ΣΤ΄ τάξης) του νομού Θεσσαλονίκης. Επιπλέον, η ΔΜΑ εφαρμόστηκε σε 23 μαθητές της ΣΤ΄ τάξης Δημοτικού Σχολείου της ευρύτερης περιοχής της Φλώρινας το 2018. Ερευνητικό εργαλείο αποτέλεσε αναθεωρημένο ερωτηματολόγιο 3 έργων, αρχικής και τελικής μέτρησης της του περιεχομένου της Ν-ΕΤ αλλά και των απόψεων των μαθητών για τις δραστηριότητες και το περιβάλλον μικτής πραγματικότητας.
Στη ΔΜΑ μεταξύ άλλων, οι μαθητές χρησιμοποίησαν μια εφαρμογή επαυξημένης πραγματικότητας (HP Reveal πρώην Aurasma) ώστε να μελετήσουν την ιεραρχική δομή του πέλματος της σαύρας Γκέκο. Επίσης, κλήθηκαν να δημιουργήσουν ένα επιτραπέζιο παιχνίδι με απτικές διεπαφές και να κατασκευάσουν το δικό τους ρομπότ-σαύρα με Lego.
Από την ανάλυση των δεδομένων των 151 συμμετεχόντων προέκυψε ότι οι περισσότεροι μαθητές αποδίδουν στον όρο «Νανοτεχνολογία» τουλάχιστον μια ΜΙ αυτή του μεγέθους. Σχετικά με την ικανότητα προσκόλλησης της σαύρας σε διάφορες επιφάνειες, εντοπίστηκε ως κυρίαρχη εναλλακτική ιδέα αυτή της «βεντούζας». Κατά παρόμοιο τρόπο, από την ανάλυση των αρχικών και τελικών ερωτηματολογίων για την αξιολόγηση της μάθησης των συμμετεχόντων της ΔΜΑ, διαπιστώθηκε ότι η πλειοψηφία των μαθητών τελικά, χρησιμοποίησε όρους του νανο-γραμματισμού για τη νοηματοδότηση της Ν-ΕΤ αλλά και του φαινομένου της σαύρας Γκέκο (νανοτριχίδια ή σπάτουλες). Σύμφωνα με την ανάλυση του έργου αναφορικά με τις απόψεις των μαθητών για τις δραστηριότητες και το περιβάλλον μικτής πραγματικότητας, εντοπίζεται μια θετική στάση. Όλα τα παραπάνω συμβαδίζουν αρκετά με σχετικά ευρήματα από την εγχώρια και διεθνή βιβλιογραφία. Το μόνο που διαφέρει είναι στη νοηματοδότηση της Ν-ΕΤ καθώς σε διεθνές επίπεδο λίγοι μαθητές συνδέουν τη Ν-ΕΤ με κάτι μικρό. Καταληκτικά, τα πρώτα ευρήματα από την αξιολόγηση της ΔΜΑ είναι ενθαρρυντικά.
Nanoscience -Nanotechnology (N-ST) is a multidisciplinary field of research whose aim is to lead to innovations in different sectors of social life (e.g. pharmaceuticals, self-cleaning surfaces, textiles, electronics, food). In the 21st century the introduction of NST in the compulsory educational system is considered of high importance, in order to create nano-literate citizens.
The design, the development, the application and the evaluation of a Teaching Learning Sequence (TLS) is presented in the present thesis. This TLS refers to the gecko lizard in a scientific environment of mixed reality for primary school students. The basic target is that those students of primary education can understand and describe the meaning of the nanostructure in the lizard’s feet as far as the adhesion at different surfaces is concerned.
The design of this TLS is based on four points; (a) the Model of Educational Reconstrucion (MER), (b) four out of the nine Stevens’ Big Ideas: “Size and scale”, “Size-dependent properties”, “Instruments and tools”, “Applications of N-ST”, which are fundamental meanings in the content of N-ST, (c) the NanoLeap project (Sockman et al., 2012) and (d) the alternative ideas of students on the gecko lizard effect.
The research sample is divided into two smaller. More specifically, during the design of TLS, research was conducted about the students’ ideas on the ability of gecko lizard to walk on different surfaces defying gravity. Through questionnaire of initial two-project measurement, the alternative ideas of 151 students (5th and 6th Grade) from the Province of Thessaloniki were noted down. Furthermore, the TLS was applied on 23 6th Grade Students from the area of Florina in 2018. A revised three-project questionnaire was a research tool, which included alternative ideas and final measurement of the content of N-ST, as well as the opinions of the students on the activities and the mixed-reality environment.
In the TLS students used, among others, an augmented reality application (HP Reveal, former Aurasma), in order to study the hierarchical structure of gecko lizard’s foot. Also, they were told to create a board game with tangible interfaced and build their own robot-lizard using Legos.
From the data analysis of the 151, it was concluded that most students attribute the term “Nanotechnology” to at least one of the Big Ideas, including this of size. As far as the adhesion mechanism of the gecko is concerned, it was spotted that the alternative idea was that of a “suction cup”. In a similar manner, the analysis of the participants’ initial and final questionnaires, it was concluded that the majority of students eventually used terms of nano-literacy for setting a meaning to N-ST and the gecko effect (spatulae). According to the project analysis in regard to the students’ opinions on the activities and the mixed-reality environment, a positive stance is noted. The above mentioned facts are in accordance with similar findings from national and international bibliography. The only thing that is differents is the definition of N-ST, because at an international level very few students link this term to something really small. In conclusion, the first findings of the evaluation of TLS are encouraging. | en_US |
