Το φαινόμενο του λωτού στο δημοτικό σχολείο: σχεδιασμός, ανάπτυξη και αξιολόγηση εκπαιδευτικού υλικού σε περιβάλλον μη-τυπικής εκπαίδευσης

Abstract

Η ταχεία ανάπτυξη της Νανοεπιστήμης-Νανοτεχνολογίας (Ν-ΕΤ) και τα ζητήματα που προκύπτουν από αυτήν έχουν ως αποτέλεσμα την αυξανόμενη ανάγκη για εκπαιδευτική έρευνα στο πεδίο αυτό, με στόχο την δημιουργία επιστημονικά εγγράμματων πολιτών, που θα μπορούν να συμμετέχουν ενεργά σε ηθικά, κοινωνικοπολιτικά και περιβαλλοντικά ζητήματα, που αφορούν τη Ν-ΕΤ. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται ο σχεδιασμός, η ανάπτυξη και η αξιολόγηση εκπαιδευτικού υλικού για το περιεχόμενο της Ν-ΕΤ και πιο συγκεκριμένα το φαινόμενο του λωτού. Το εκπαιδευτικό υλικό ενσωματώνει απτικές διεπαφές και περιλαμβάνει απτές και ενσώματες μεταφορές. Η δραστηριότητα, με την οποία πλαισιώθηκε το εκπαιδευτικό υλικό, διέπεται από τις αρχές της μάθησης μέσω μικρών ερευνών, δίνοντας έμφαση στην αιτιολόγηση και την γνωστοποίηση των επιστημονικών συμπερασμάτων και σχεδιάστηκε για περιβάλλον μη-τυπικής εκπαίδευσης. Στα πλαίσια της αξιολόγησης του εκπαιδευτικού υλικού πραγματοποιήθηκαν δύο έρευνες, η πιλοτική και η τελική. Στόχος της πιλοτικής έρευνας ήταν η αποτίμηση των μαθησιακών αποτελεσμάτων της πιλοτικής εφαρμογής για την πραγματοποίηση βελτιωτικών αλλαγών. Στην πιλοτική εφαρμογή συμμετείχαν 15 μαθητές της ΣΤ΄ τάξης Δημοτικού σχολείου της περιοχής της Έδεσσας και το ερευνητικό εργαλείο που χρησιμοποιήθηκε ήταν το γραπτό ερωτηματολόγιο τελικής μέτρησης για τις αντιλήψεις των μαθητών σχετικά με το φαινόμενο του λωτού και την Ν-ΕΤ γενικότερα. Στόχος της τελικής έρευνας ήταν η διερεύνηση: (i) της μεταβολής των αντιλήψεων των μαθητών σχετικά με τη Ν-ΕΤ μετά την αλληλεπίδρασή τους με το εκπαιδευτικό υλικό και (ii) των απόψεών που αποκόμισαν για το εκπαιδευτικό υλικό. Στην τελική εφαρμογή συμμετείχαν 26 μαθητές της ΣΤ΄ τάξης Δημοτικού σχολείων της περιοχής της Φλώρινας και το ερευνητικό εργαλείο που χρησιμοποιήθηκε ήταν το γραπτό ερωτηματολόγιο αρχικής και τελικής μέτρησης για τις αντιλήψεις των μαθητών σχετικά με τη Ν-ΕΤ, για την δεξιότητα αιτιολόγησής τους και για τις απόψεις τους για το εκπαιδευτικό υλικό. Μετά την πιλοτική εφαρμογή, διαπιστώθηκε ότι τα μαθησιακά αποτελέσματα του εκπαιδευτικού υλικού υστερούσαν σε σχέση με συναφείς διδακτικές προσπάθειες και εντοπίστηκαν στοιχεία που ίσως ευθύνονταν για αυτό: (α) η διαίρεση της κλίμακας σε υποκλίμακες (μάκρο, μίκρο, νάνο) δεν τονιζόταν επαρκώς, (β) η σύνδεση της κάθε υποκλίμακας με το αντίστοιχο όργανο παρατήρησης δεν ήταν εμφανής, (γ) η διάκριση μεταξύ των φυσικών φαινομένων και των σχετικών τεχνητών προϊόντων δεν γινόταν ρητά. Τα αποτελέσματα της τελικής εφαρμογής υπέδειξαν ότι οι βελτιωτικές αλλαγές που πραγματοποιήθηκαν με βάση τους παραπάνω άξονες είχαν θετικό αντίκτυπο, καθώς οι περισσότεροι μαθητές χρησιμοποίησαν επιστημονικό λεξιλόγιο σχετικά με τις υποκλίμακες και τα αντίστοιχα όργανα παρατήρησης και ξεχώρισαν τα φυσικά φαινόμενα από τα σχετικά τεχνητά προϊόντα. Διαπιστώθηκε επίσης ότι: (i) οι αντιλήψεις των μαθητών σχετικά με την ΝΕΤ βελτιώθηκαν σημαντικά και ήταν ανάλογες με τις προαναφερθείσες έρευνες και (ii) οι απόψεις που αποκόμισαν για το εκπαιδευτικό υλικό μετά την εφαρμογή ήταν θετικές. The rapid development of Nanoscience-Nanotechnology (N-ST) and the issues arising from it have the effect of increasing the need for educational research in this field, with the aim of creating scientifically literate citizens, who are going to be able to participate actively in ethical, socio-political and environmental issues relating to N-ST. This paper presents the design, development and evaluation of the educational material about the content of N-ST, and in particular, the lotus effect. The educational material embodies tangible interfaces and includes tangible and embodied metaphors. The activity that encompassed the educational material, was based on the principles of inquiry, emphasizing the justification and communication of scientific conclusions and was designed to be implemented in a non-formal educational environment. As part of the evaluation of the educational material, two surveys were carried out, the pilot one and the final one. The aim of the pilot study was to assess the learning outcomes of the pilot implementation, in order to improve the existing material. The pilot implementation was attended by 15 students, who were enrolled in the 6th grade of an elementary school located in the area of Edessa, in Greece. The research tool was a post-questionnaire regarding students' perceptions about the lotus effect and N-ST in general. The aim of the final research was to investigate: (i) the evolution of pupils' perceptions about N-ST after their interaction with the educational material, and (ii) their views on the educational material. The final implementation was attended by 26 students, who were enrolled in the 6th grade of elementary schools located in the region of Florina, in Greece. The research tool was a pre-post questionnaire regarding pupils' perceptions about N-ST, their ability to justify them and their views about the educational material. After the pilot implementation, it was found that the learning outcomes of the educational material lagged behind related teaching efforts. Some elements, that might be responsible for this fact, were identified: (a) the division of the scale into sub-scales (macro, micro, nano) was not highlighted adequately, (b) the connection between each subscale and its' corresponding instrument was not evident, (c) the distinction between natural phenomena and their respective artificial products was not sufficiently stressed. The results of the final study indicated that the improvements that were made in accordance with the above conclusions had positive effects, as most of the students used scientific vocabulary regarding the sub-scales and their corresponding instruments and did not confuse the physical phenomena with their respective artificial products. It was also found that: (i) pupils' perceptions regarding N-ST improved significantly and were analogous to those of the above-mentioned studies and (ii) their views regarding the educational material after the implementation were positive.