Οι Φυσικές Επιστήμες στο σχολείο του μέλλοντος

 Παναγιώτης Β. Κοκκοτας, Καθηγητής Διδακτικής Φυσικών Επιστημών του Π.Τ.Δ.Ε. Αθηνών, Πρόεδρος της Ένωσης για τη Διδακτική των Φυσικών Επιστημών (Ε.ΔΙ.Φ.Ε.)

Από τα μέσα του προηγούμενου αιώνα έχει διαφανεί σε διάφορους τομείς των  δραστηριοτήτων του ανθρώπου ότι τα αναπτυγμένα κράτη έχουν εισέλθει σε νέες εποχές ύπαρξης. Στη θέση των απομακρυσμένων και απομονωμένων κοινοτήτων έχει αναδυθεί μια νέα παγκόσμια κοινότητα. Μερικά από τα χαρακτηριστικά της οποίας είναι τα ακόλουθα:

(1)   η παγκόσμια οικονομία,

(2)   η εποχή της πληροφορίας και της επικοινωνίας με πιο χαρακτηριστικό δείγμα της το Διαδίκτυο (Internet),

(3)   οι αλλαγές στις δομές τη οικογένειας

(4)   ο ιλιγγιώδης ρυθμός πολλαπλασιασμού της γνώσης, που έχει ως επακόλουθο μεταξύ άλλων και το ξεπέρασμα πολλών επαγγελμάτων και τη δημιουργία άλλων (σύμφωνα με έρευνα στις Ηνωμένες πολιτείες ο μέσος πολίτης θα αλλάζει κατά τη διάρκεια της ζωής του πέντε διαφορετικές εργασίες).

(5)   τα νέα επιτεύγματα των επιστημών για το πως τα άτομα μαθαίνουν και αξιοποιούν τη γνώση.

Οι ρίζες αυτών των  αλλαγών οφείλονται και θα πρέπει να αποδοθούν κατά κύριο λόγο στην πρόοδο και τα επιτεύγματα των Επιστημών και ιδιαίτερα  των Φυσικών Επιστημών και της Τεχνολογίας Η ραγδαία εξέλιξη των επιστημονικών και τεχνολογικών γνώσεων υποδηλώνει ότι ο κόσμος έχει εισέλθει σε μία μεταβατική φάση, που οδηγεί προς νέες κοινωνικές μορφές, οι οποίες μακροπρόθεσμα μπορεί να είναι πολύ διαφορετικές από τις ήδη υπάρχουσες. Σε μια τέτοιας μορφής κοινωνία, η οποία θα είναι μια κοινωνία μάθησης, η επιστημονική γνώση θα αποτελεί τμήμα της καθημερινής ζωής των πολιτών, ενώ η αξιολόγησή της, καθώς και η ικανότητα χρήσης της επιστημονικής πληροφορίας, θα γίνουν τόσο σημαντικές, όσο και η γνώση της ίδιας της πληροφορίας. Αυτές οι αλλαγές επηρεάζουν θεμελιακά τον πολιτισμό μας και επιφέρουν σημαντικές αλλαγές στο πως οι άνθρωποι ζουν και εργάζονται.

Είναι φανερό ότι οι αλλαγές που περιγράψαμε θα επηρεάσουν το σχολείο του μέλλοντος και συγχρόνως θα επηρεαστούν από αυτό με σχέση αμφίδρομη και πολύπλοκη. Το σχολείο, για να παραμείνει ζωντανός και δημιουργικός θεσμός στα πλαίσια της διαρκώς μεταβαλλόμενης κοινωνίας, πρέπει να μετασχηματίζει σε διδακτικές στρατηγικές τις σύγχρονες παιδαγωγικές αντιλήψεις και τις δημιουργούμενες ανάγκες και απαιτήσεις της κοινωνίας. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει πάντα να αξιολογεί και να βελτιώνει τις πρακτικές του και να αναζητά εναλλακτικές μορφές διδασκαλίας και μάθησης. Αυτές οι αλλαγές θα πρέπει να οδηγούν σε αλλαγές των Αναλυτικών Προγραμμάτων, των διδακτικών στρατηγικών που ακολουθούνται στο μάθημα των Φυσικών Επιστημών και εν γένει σε όλες τις διαστάσεις της εκπαιδευτικής και μαθησιακής διαδικασίας, έτσι ώστε η εκπαίδευση στις Φυσικές επιστήμες να είναι σε αρμονία α) με τη φύση των Φυσικών Επιστημών (Hurd 1997) και β) με την κοινωνία.

Σταδιακή αλλαγή της φύσης των Φυσικών Επιστημών

Αναφορικά με την εκπαίδευση στις Φυσικές Επιστήμες, η πιο σημαντική αλλαγή που λαμβάνει χώρα και μας υποχρεώνει να αλλάξουμε κατευθύνσεις στην εκπαίδευση που προσφέρουμε σε αυτές και για αυτές είναι η σταδιακή αλλαγή της ίδιας της φύσης των Φυσικών Επιστημών.

Το πλαίσιο έρευνας των Φυσικών Επιστημών όλο και περισσότερο αναζητεί λύσεις σε κοινωνικό επίπεδο παρά εστιάζει στη διατύπωση νέων θεωριών για το φυσικό κόσμο. Τα επιστημονικά πεδία, όπως Βιολογία, Χημεία, Φυσική, Γεωλογία, έχουν χωριστεί πλέον σε εκατοντάδες ερευνητικά πεδία. Την ίδια στιγμή, οι Φυσικές Επιστήμες γίνονται ολοένα και πιο διεπιστημονικές, κάτι που είναι ολοφάνερο από τα ονόματα των νέων επιστημονικών πεδίων που αναδύονται, όπως για παράδειγμα: Βιοχημεία, Βιοφυσική, Βιογεωχημεία, Βιοτεχνολογία, Βιοπληροφορική, Νευροβιολογία κτλ, που σύμφωνα με τα σημερινά δεδομένα ξεπερνούν τα 400. Ποιος θα μπορεί άραγε να απαντήσει σε λίγα χρόνια ποια από αυτά τα επιστημονικά πεδία θα πρέπει να διδάσκονται και ποια να μη διδάσκονται στα σχολεία;

Παραδοσιακά, η έρευνα στις Φυσικές Επιστήμες, έχει αντιμετωπιστεί ως έρευνα για να δοκιμαστεί ή να ερευνηθεί μια εξήγηση ενός φυσικού φαινομένου. Με αυτή την προοπτική, οι Φυσικές Επιστήμες θεωρείται ότι είναι μια συστηματική, ορθολογική και μεθοδολογικά οργανωμένη πνευματική δραστηριότητα που αποβλέπει στην κατανόηση, την εξήγηση και την πρόβλεψη των φαινομένων. Κατά τη διάρκεια του περασμένου αιώνα, η διδασκαλία των Φυσικών Επιστημών, έχοντας υιοθετήσει αυτή τη θέση, για τη φύση των Φυσικών Επιστημών είχε εστιάσει τις προσπάθειές της στη γνωριμία και την εξοικείωση των μαθητών με τις μεθόδους της επιστημονικής έρευνας. Ο πρωτεύων σκοπός ήταν οι μαθητές και αργότερα οι ενήλικοι πολίτες να σκέφτονται ως επιστήμονες ("think like a scientist"), με άλλα λόγια η εκπαίδευση στις Φυσικές Επιστήμες είχε ως κύριο προσανατολισμό τη δημιουργία επιτυχημένων επιστημόνων. Ωστόσο θα πρέπει να αναρωτηθούμε μέσα από αυτή τη διαδικασία πόσοι ήταν αυτοί που πραγματικά μάθαιναν Φυσικές Επιστήμες και πόσοι αυτοί που σταδιακά υιοθετούσαν μια όχι και τόσο θετική στάση για το αντικείμενο; Έτσι θα μπορούσαμε να πούμε πως στο σχολείο του μέλλοντος επιδίωξή μας θα πρέπει να είναι πως οι μαθητές θα συλλογίζονται με τους τρόπους που και οι επιστήμονες συλλογίζονται, πως οι μαθητές θα είναι ικανοί να χρησιμοποιούν εργαλεία και πρακτικές που οι επιστήμονες χρησιμοποιούν ως αναπόσπαστο μέρος της επίλυσης των προβλημάτων που αντιμετωπίζουν, πως συζητούν επιστημονικά θέματα και συμμετέχουν στην γεμάτη τεχνολογικά επιτεύγματα καθημερινή τους πραγματικότητα.

Φυσικές Επιστήμες και Κοινωνία

Οι πρόσφατες έρευνες στα διάφορα πεδία των Φυσικών Επιστημών χαρακτηρίζονται ως στρατηγικές (strategic) έρευνες ή διαφορετικά στοχεύουν στην επίλυση ενός σημαντικού προβλήματος, όπως για παράδειγμα η προσπάθεια να ελεγχθεί η εξάπλωση μιας πανδημικής ασθένειας όπως το AIDS. Για αυτό, οι σύγχρονες μεταρρυθμίσεις πρέπει να στρέφονται περισσότερο στην ανάπτυξη Αναλυτικών Προγραμμάτων που εστιάζουν στη δημιουργία υπεύθυνων πολιτών που διαθέτουν αυτογνωσία, κοινωνική ευαισθησία και όλες τις απαραίτητες κοινωνικές δεξιότητες. Αυτοί οι σκοποί σχετίζονται άμεσα με το πως χρησιμοποιούν τα άτομα την επιστημονική γνώση για να παίρνουν τις κατάλληλες αποφάσεις και πως αντιμετωπίζουν και επιλύουν τα προβλήματα που συναντούν κατά τη διάρκεια της ζωής τους. Στις μέρες μας οι Φυσικές Επιστήμες αλληλοδιαπλέκονται με τις κοινωνικές επιστήμες, όπως επίσης έχουν προεκτάσεις ηθικές, αξιακές και νομικές. Βασανιστικά ερωτήματα που σχετίζονται με την κλωνοποίηση ανθρώπινων εμβρύων, τη χρήση του κώδικα του DNA στην αναγνώριση της ανθρώπινης ταυτότητας, την καλλιέργεια και κατανάλωση βιοτεχνολογικών προϊόντων απαιτούν από τους πολίτες να βρουν λύσεις και να καταλήξουν σε σοφές αποφάσεις σε όλες τις σφαίρες και τα κοινωνικά επίπεδα

΄Ένα ερώτημα που θα μπορούσε να θέσει κάποιος είναι, ποιες δεξιότητες θα πρέπει να διαθέτουν οι μαθητές για να επιβιώσουν και να ανταπεξέλθουν στην κοινωνία του μέλλοντος; Πιθανόν στο μέλλον μέσα από τα μαθήματα να μη διδάσκουμε περιεχόμενο ή τουλάχιστον να μην είναι αυτό η προτεραιότητά μας, αλλά να διδάσκουμε δεξιότητες ζωής, όπως για παράδειγμα. δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων, κριτικής σκέψης, δημιουργικής σκέψης, συνεργατικές δεξιότητες κ.λπ..

Η σημερινή επιστημονική έρευνα δεν αποτελεί ένα μοναχικό εγχείρημα, αλλά πραγματοποιείται από ομάδες επιστημόνων, συνήθως έξι έως οκτώ ατόμων. Το πλεονέκτημα σε αυτή την περίπτωση είναι πως η ερευνητική ομάδα αυξάνει τον αριθμό των γόνιμων υποθέσεων για την επίλυση του προς εξέταση προβλήματος και της ερμηνείας του (Hurd 1997). Επιπλέον, η εργασία των ερευνητικών ομάδων υποστηρίζεται από τη χρήση των νέων τεχνολογιών που βοηθούν σημαντικά στην διεξαγωγή των παρατηρήσεων, στην καταγραφή, κατηγοριοποίηση και την επεξεργασία των δεδομένων. Τα παραπάνω φωτίζουν και τη δομή του μαθησιακού περιβάλλοντος μιας τάξης Φυσικών Επιστημών.

Στην εκπαιδευτική διαδικασία αντίστοιχα, τα τελευταία χρόνια αναγνωρίζεται όλο και περισσότερο η σημασία της συνεργατικής μάθησης, ως παιδαγωγικής στρατηγικής που οδηγεί σε καλύτερα μαθησιακά αποτελέσματα, ενώ συγχρόνως ευνοεί την ανάπτυξη της σκέψης και της κοινωνικότητας των παιδιών (Σταυρίδου 2000, Ματσαγγούρας 2000, Roth 1995, Lazarovitz & Hertz- Lazarovitz 1998). Τα συνεργατικά σχήματα διδασκαλίας αποτελούν μια από τις αξιολογότερες εναλλακτικές προτάσεις που έχει να αντιπαραθέσει η σύγχρονη Διδακτική στις σημερινές εκδοχές της δασκαλοκεντρικής διδασκαλίας.

Σε όλους μας είναι ολοφάνερο ότι για τους Έλληνες μαθητές το σχολείο είναι ένας χώρος ανταγωνισμού όπου είναι ζωτικής σημασίας να βρίσκεται κανείς μεταξύ των καλύτερων στην τάξη και να υπερισχύει σε επιδόσεις των άλλων συμμαθητών του. Ερευνητές όμως, βασιζόμενοι στη διεθνή εργογραφία και έρευνα, υποστηρίζουν (Johnson & Johnson, 1987) ότι εάν δεν κυριαρχούσαν στη σχολική πραγματικότητα ανταγωνιστικά και ατομικά περιβάλλοντα μάθησης και η συνεργατική μάθηση ήταν μια πιο συνηθισμένη σχολική πρακτική, οι μαθητές θα μάθαιναν περισσότερα για τις Φυσικές Επιστήμες από ό,τι μαθαίνουν σήμερα θα είχαν θετικότερη στάση απέναντι στο μάθημα, θα είχαν μια πιο υγιή αντίληψη για τις διαμαθητικές σχέσεις και θα αποδέχονταν τη διαφορετικότητα των συμμαθητών τους (Σταυρίδου 2000).

Η κατανόηση της φύσης των Φυσικών Επιστημών και η εκπαίδευση σε αυτές και για αυτές απαιτεί ένα όραμα που ξεπερνά τα όρια της μοναχικής άσκησης στους χώρους ενός εργαστηρίου. Οι σύγχρονες μεταρρυθμιστικές προσπάθειες θα πρέπει να στοχεύουν στην ενοποίηση Φυσικών Επιστημών, Τεχνολογίας και Κοινωνίας, μια ενοποίηση που έχει χαρακτηριστεί από κάποιους ως «ζωντανό» Αναλυτικό Πρόγραμμα (a lived curriculum). Η εγκυρότητα της διδασκαλίας μιας συγκεκριμένης έννοιας με αυτή την προοπτική εξαρτάται από τις δυνατότητες του μανθάνοντας να δράσει ο ίδιος και να βιώσει, συνεργαζόμενος με τους συνομήλικούς του, το προς μελέτη φαινόμενο, και τη  σχέση και το νόημα που αυτό το φαινόμενο ή έννοια έχει για την προσωπική του ανάπτυξη αλλά και την ευρύτερη κοινωνική ευημερία. Ενώ το εργαστήριο κάποτε χρησιμοποιείτο για να επιβεβαιωθεί ένα γεγονός, ένας νόμος, μια αρχή ή μια θεωρία, οι τρέχουσες τάσεις μας οδηγούν στην άποψη ότι το εργαστήριο θα πρέπει να χρησιμοποιείται ως ένας χώρος διερεύνησης. Δηλαδή ένας χώρος που οι μαθητές θα χρησιμοποιούν τις γνώσεις και τις δεξιότητές τους στις Φυσικές Επιστήμες και τις Νέες Τεχνολογίες για να επιλύουν προβλήματα.

Τα προηγούμενα χρόνια κάθε προσπάθεια αναμόρφωσης της εκπαίδευσης στις Φυσικές Επιστήμες έθετε ως προμετωπίδα τη φράση «προτεραιότητα στις ανάγκες των μαθητών». Σε καμιά, όμως από αυτές, το νόημα της φράσης δεν υλοποιήθηκε σε ικανοποιητικό βαθμό. «Προτεραιότητα στις ανάγκες των μαθητών» σημαίνει ότι λαμβάνει κανείς υπόψη του τη σχέση μεταξύ Φυσικών Επιστημών, Τεχνολογίας και Κοινωνίας και τις επιπτώσεις και συνέπειες που αυτές έχουν στις ανάγκες προσαρμογής των μαθητών σε ένα εντελώς διαφορετικό κόσμο απ΄ αυτόν που βιώσαμε εμείς ως μεγάλοι. Είναι καιρός να κατανοήσουμε ότι πρέπει να αναπτύξουμε Αναλυτικά Προγράμματα με τέτοιους τρόπους έτσι ώστε να μην απομονώνονται οι Φυσικές Επιστήμες από τις ανθρώπινες κοινωνικές υποθέσεις και από την κοινωνική και οικονομική πρόοδο. Αυτή είναι μια προοπτική που είναι συνεπής και σύμφωνη με την κουλτούρα και την πρακτική των Φυσικών Επιστημών έτσι όπως υποστηρίζεται από σύγχρονους φιλόσοφους και επιστημολόγους των Φυσικών Επιστημών. Αυτοί υποστηρίζουν ότι οι Φυσικές Επιστήμες, η εκπαίδευση στις Φυσικές Επιστήμες, και η έρευνα για την εκπαίδευση στις Φυσικές Επιστήμες είναι ανθρώπινες κοινωνικές δραστηριότητες που λαμβάνουν χώρα μέσα σε συγκεκριμένα θεσμικά και πολιτισμικά πλαίσια (Lemke, 1999).

Τι σημαίνει να αντιμετωπίζουμε τα προς μελέτη πεδία (Φ.Ε, εκπαίδευση στις Φ.Ε, έρευνα στην εκπαίδευση των Φ.Ε) ως "κοινωνικές δραστηριότητες"; Από τη θεώρηση μιας ερευνητικής ή μιας εκπαιδευτικής προοπτικής σημαίνει, πρώτα και κύρια, πως ανάγονται σε βασικά ερωτήματα και δίνεται προτεραιότητα, στο ρόλο που διαδραματίζει η κοινωνική αλληλεπίδραση στη διαδικασία της διδασκαλίας και της μάθησης των Φυσικών Επιστημών και τη μελέτη του φυσικού κόσμου, είτε αυτό λαμβάνει χώρα στις τάξεις, είτε στα ερευνητικά εργαστήρια.

Σημαίνει επίσης πως δίνεται ουσιαστικό θεωρητικό βάρος στο ρόλο της κοινωνικής αλληλεπίδρασης (Vygotsky 1963, Leontiev 1978, Cole 1996). Με αυτή την προοπτική η αλληλεπίδραση ανάγεται ως κεντρικό, θεμελιώδες και απαραίτητο της μαθησιακής διαδικασίας στοιχείο και όχι απλά ως ένα συμπληρωματικό επικουρικό στοιχείο. Ομοίως, όσον αφορά τη μελέτη του φυσικού κόσμου, σημαίνει την επιστημονική μελέτη του κόσμου ως εγχειρήματος αδιαχώριστου από την κοινωνική οργάνωση των δραστηριοτήτων των επιστημόνων, όπως υποστηρίζουν  στις εργασίες τους πολλοί σύγχρονοι κοινωνιολόγοι και ιστορικοί των Φ.Ε (Latour 1987, Latour 1993, Lynch & Woolgar 1990, Shapin & Schaffer 1985).

Δεν είναι τυχαίο ότι η UNESCO, που ασχολείται με την εκπαίδευση, την επιστήμη και τον πολιτισμό, σε έκθεσή της αναφέρει πως υπάρχουν καταγεγραμμένες 141 χώρες που κάνουν προσπάθειες, αναζητούν μια νέα προοπτική στην εκπαίδευση των Φυσικών Επιστημών. Ένας κοινός στόχος όλων αυτών είναι ότι τα νέα Αναλυτικά Προγράμματα προσπαθούν να δώσουν έμφαση στο πώς οι μαθητές θα «μάθουν πως να μαθαίνουν». Αυτό αποτελεί μια απόδειξη των αλλαγών που λαμβάνουν χώρα στις Φυσικές Επιστήμες, στην κοινωνία και την οικονομία και συνεπώς φανερώνει την ανάγκη για διαφορετικό προσανατολισμό της εκπαίδευσης που προσφέρεται στους μαθητές. Και όλες αυτές οι αλλαγές θα συνεχίζονται με μεγαλύτερη ένταση στον αιώνα που διανύουμε.

Στην εποχή μας οι νέες τεχνολογίες προσφέρουν καινούριες ευκαιρίες μάθησης. Λόγω των πολλαπλών χρήσεων του υπολογιστή και της ευκολίας απόκτησής του, η αξιοποίησή του στην εκπαίδευση μπορεί να βοηθήσει ώστε να υπάρξει μετατόπιση από τη γνώση ως κατοχή μέσω μετάδοσης, στη γνώση ως οικοδόμηση. Και από τη μάθηση ως εξωτερικά καθοδηγούμενης διαδικασίας στη μάθηση ως αυτοπροσδιοριζόμενης. Αυτό συνεπάγεται μια νέα αντίληψη για τη διδασκαλία που δίνει έμφαση όχι στη μετάδοση αλλά στην καθοδήγηση μιας κοινωνικά βασισμένης εξερεύνησης σε ένα πλούσιο νοημάτων περιβάλλον.

Οι νέες τεχνολογίες παρέχουν ευκαιρίες για τη δημιουργία περιβαλλόντων μάθησης που επεκτείνουν τις δυνατότητες των ‘παλιών’ - αλλά ακόμα χρήσιμων- τεχνολογιών (βιβλία, μαυροπίνακες, γραμμική και άμεση επικοινωνία των Μ.Μ.Ε., όπως το ραδιόφωνο και η τηλεόραση - που επίσης στις μέρες μας προσφέρουν νέες δυνατότητες. Εντούτοις, η τεχνολογία δεν εγγυάται αποτελεσματική μάθηση. Λανθασμένες χρήσεις της τεχνολογίας μπορούν να σταθούν εμπόδιο στη μάθηση - για παράδειγμα, όταν οι μαθητές καταναλώνουν τον περισσότερο χρόνο τους επιλέγοντας γραμματοσειρές και χρώματα αντί να σχεδιάζουν, να γράφουν και να επεξεργάζονται τις ιδέες τους. Όλοι γνωρίζουν πόσο πολύ χρόνο μπορούν να σπαταλήσουν οι μαθητές περιπλανώμενοι άσκοπα στο διαδίκτυο. Ωστόσο, πολλές πλευρές της τεχνολογίας διευκολύνουν τη δημιουργία περιβαλλόντων που είναι σύμφωνες με τις σύγχρονες αποδεκτές μαθησιακές αρχές.

Εξαιτίας του γεγονότος ότι οι νέες τεχνολογίες προσφέρουν δυνατότητες αλληλεπίδρασης (Greenfield and Cocking,1996), είναι ευκολότερο να δημιουργηθούν περιβάλλοντα στα οποία οι μαθητές μπορούν να μαθαίνουν μέσα από την πράξη, να λαμβάνουν ανατροφοδότηση και συνεχώς να βελτιώνουν την κατανόησή τους και να οικοδομούν νέα γνώση (Barron et al.1998, Bereiter and Scardamalia, 1993). Οι νέες τεχνολογίες μπορούν επίσης να βοηθήσουν τους ανθρώπους να συλλάβουν δυσνόητες έννοιες, όπως η διαφοροποίηση μεταξύ θερμότητας και θερμοκρασίας (Linn et al.,1996). Οι μαθητές μπορούν να ασχοληθούν με τη σύλληψη και τη διαμόρφωση προγραμμάτων στον υπολογιστή, αυξάνοντας την πιθανότητα να μεταφερθούν τέτοιου είδους σημαντικές δεξιότητες από τη σχολική τάξη στη ζωή. Αυτές οι τεχνολογίες παρέχουν επιπλέον πρόσβαση σε μια απέραντη περιοχή πληροφοριών, που περιλαμβάνει ηλεκτρονικές βιβλιοθήκες, δεδομένα για ανάλυση, και άλλους ανθρώπους που παρέχουν πληροφορίες, ανατροφοδότηση και έμπνευση. Επίσης, μπορούν να βελτιώσουν τις δυνατότητες μάθησης των εκπαιδευτικών, όπως και αυτές των μαθητών, και να αυξήσουν τους συνδέσμους μεταξύ σχολείων και κοινοτήτων, συμπεριλαμβανομένων και των σπιτιών των μαθητών.

Με την υπολογιστική υποστήριξη, θα μπορεί πλέον το μάθημα των Φυσικών Επιστημών, αλλά και τα άλλα μαθήματα, να στοχεύουν σε ριζική αναβάθμιση του ρόλου του μορφωτικού περιβάλλοντος, καλλιεργώντας στο μαθητή όχι μόνο κάποιες συγκεκριμένες γνώσεις, αλλά και γενικότερες ικανότητες, ώστε να είναι σε θέση να αυτενεργεί, να συνεργάζεται, να εξερευνά και να διερευνά, να αξιολογεί τις πληροφορίες συνδυάζοντας την κατανόηση των φυσικών εννοιών με την ανάπτυξη δεξιοτήτων στις επιστημονικές διαδικασίες. Το πρόγραμμα της Κοινωνίας της Πληροφορίας, αν και ξεκινάει με καθυστερήσεις και δυσκολίες, ελπίζουμε ότι θα συμβάλλει αποφασιστικά στη βελτίωση της ποιότητας της εκπαίδευσης που παρέχει το ελληνικό σχολείο. Κι αυτό γιατί πιστεύουμε ότι η αξιοποίηση των ΤΠΕ στην εκπαίδευση αποτελεί αναγκαιότητα για κάθε εκπαιδευτικό της εποχής μας. Οι νέες τεχνολογίες μπορούν να προσφέρουν εναλλακτικές μορφές επιμόρφωσης των εκπαιδευτικών (π.χ. εξ αποστάσεως εκπαίδευση), αναβάθμιση και εμπλουτισμό των ακολουθούμενων διδακτικών προσεγγίσεων, ευκαιρίες για συμμετοχή σε ευρύτερες κοινότητες μάθησης και ευκολίες πρόσβασης σε νέες πηγές γνώσης..

Το Αναλυτικό Πρόγραμμα

 Η προσπάθεια που καταβάλλουμε στη χώρα μας αφορά στο πως η πανεπιστημιακή γνώση θα φτάσει αναλλοίωτη στις κατώτερες βαθμίδες της εκπαίδευσης. Με αυτή την πρακτική το εκπαιδευτικό σύστημα συμβάλλει στην απομάκρυνση από την επιστημονική κατανόηση, προωθώντας εγκυκλοπαιδικά Αναλυτικά Προγράμματα Αυτή η λογική αγνοεί τον πιο σημαντικό παράγοντα της εκπαιδευτικής διαδικασίας, δηλαδή το μαθητή. Τι μπορεί να κατανοήσει, τι τον ενδιαφέρει να μάθει και προπαντός πώς θα το μάθει.

Η ανάπτυξη ενός σύγχρονου Αναλυτικού Προγράμματος Φυσικών Επιστημών δεν μπορεί να στηρίζεται απλά σε γενικόλογες θεωρίες ή αφηρημένες φιλοσοφικές αναφορές. Για παράδειγμα, γενικοί προς τη σωστή κατεύθυνση σκοποί και προθέσεις, είναι ανεπαρκείς για να καθοδηγήσουν αποτελεσματικά το σχεδιασμό διδακτικών δραστηριοτήτων. Μια σύγχρονη προσέγγιση ανάπτυξης Αναλυτικού Προγράμματος απαιτεί να ληφθούν υπόψη όλες οι σχετικές έρευνες για τη διδασκαλία και τη μάθηση. Υπάρχουν τόσα σημαντικά ευρήματα σ΄ αυτές τις έρευνες που οι δημιουργοί των Αναλυτικών προγραμμάτων των Φυσικών Επιστημών δεν πρέπει και δεν μπορούν να τα αγνοούν.

Παραδοσιακά η εκπαίδευση στις Φυσικές Επιστήμες επιμένει στην εσφαλμένη προοπτική της παροχής ασύνδετων πληροφοριακών γνώσεων – εμμένει δηλαδή στην αξία ανόμοιων, μη σχετιζόμενων ζητημάτων – όπως για παράδειγμα, η σειρά των πλανητών ή η φύση των χημικών δεσμών (στο νέο Αναλυτικό Πρόγραμμα μάλιστα ξαναεισάγονται στο Δημοτικό Σχολείο τα ιόντα, τα κατιόντα και ο συμβολισμός των χημικών στοιχείων και των ενώσεων). Η αναγκαιότητα εμμονής και επιμονής σε τέτοιου είδους πληροφοριακή γνώση γίνεται ολοένα και περισσότερο αμφισβητούμενη σε μια κοινωνία που μπορεί να εξασφαλίσει την οποιαδήποτε πληροφορία με το πάτημα ενός κουμπιού, ενώ ανάγονται σε δεξιότητες ζωής η δυνατότητα του ατόμου να μπορεί να επιλέγει και να ταξινομεί την πληροφορία και η ικανότητά του να μπορεί να την αξιολογεί και να τη χρησιμοποιεί κατάλληλα.

Ένα σύγχρονο Αναλυτικό Πρόγραμμα καθορίζεται:

·        Από τις επικρατούσες επιστημολογικές απόψεις για τη φύση των Φ.Ε. και τη διδασκαλία τους.

·        Από τις θεωρίες μάθησης που προσδιορίζουν τις διδακτικές προσεγγίσεις.

·        Από τις κοινωνικές απαιτήσεις της εποχής και τις κοινωνικές παραδόσεις.

·        Από την εκπαίδευση των εκπαιδευτικών.

·        Από το σύστημα αξιολόγησης.

Οι νέες απόψεις για τη Μάθηση

 Τις τελευταίες δεκαετίες ,έχουν σημειωθεί σημαντικές αλλαγές στο πεδίο της Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών.

Τα σύγχρονα πορίσματα της Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών δε δέχονται πλέον το μοντέλο του μανθάνοντος, ως ατόμου που αγωνίζεται να κατακτήσει ένα σώμα προκαθορισμένων εννοιών, γεγονότων και φαινομένων. Αντίθετα, αναγνωρίζεται ότι ο μαθητευόμενος είναι ταυτόχρονα μέλος πολλών κοινοτήτων μέσα στις οποίες το περιεχόμενο και το νόημα των Φυσικών Επιστημών βρίσκεται υπό συνεχή διαπραγμάτευση, επιτελώντας ένα σημαντικό ρόλο στην όλη μαθησιακή διαδικασία.

Οι κυριότερες σύγχρονες προσεγγίσεις στην εκπαίδευση των Φυσικών Επιστημών είναι:

·             Γνωσιακές προσεγγίσεις

·             Εποικοδομητικές προσεγγίσεις (Steffe & Gale, 1995)

·             Κοινωνικοπολιτισμικές προσεγίσεις (Wertsch 1995, Cobern & Aikenhead 1998)

Οι προσεγγίσεις αυτές έρχονται σε αντίθεση με τις θετικιστικές παραδόσεις για τις οποίες η επιστημονική μέθοδος είναι ο μοναδικός δρόμος για να οδηγηθεί κάποιος στην ανακάλυψη μιας αντικειμενικής πραγματικότητας. Υποστηρίζουν πως το νόημα οικοδομείται από τους μανθάνοντες με αποτέλεσμα τη δημιουργία πολλαπλών πραγματικοτήτων. Οι πραγματικότητες αυτές διαμορφώνονται υπό την επίδραση θεωρητικών παραδοχών αλλά και αξιακών πλαισίων, καθιστώντας δύσκολο αν όχι αδύνατο να επιτευχθεί πλήρης αντικειμενικότητα. Έτσι, η μαθησιακή διαδικασία θεωρείται ένα υποκειμενικό παρά αντικειμενικό εγχείρημα, ένα μέσο διαπραγμάτευσης της άμεσης εμπειρίας των ανθρώπων μέσα σε συγκεκριμένα πλαίσια.

Τις δυο τελευταίες δεκαετίες, έχει παρατηρηθεί μια μετακίνηση από θέσεις που υιοθετούσαν πως η μάθηση είναι μια καθαρά ατομική διαδικασία προς θέσεις που υποστηρίζουν πως η μάθηση εμπεριέχει κοινωνικές και πολιτισμικές διεργασίες (Wertsch 1995, Cobern & Aikenhead 1998). Η άποψη ότι η μάθηση και η εξέλιξη είναι έμφυτα κοινωνικές βρίσκεται στο προσκήνιο. Η μάθηση είναι ατομική υπόθεση του καθενός αλλά δεν πραγματοποιείται στην απομόνωση. Η εκπαίδευση ποτέ δεν πραγματοποιείται μέσα σε κοινωνικό ή πολιτισμικό κενό (Mercer, 1998).Τα τελευταία χρόνια δίνεται ολοένα και μεγαλύτερη έμφαση στις διαδικασίες αλληλεπίδρασης και πως αυτές μετουσιώνονται σε γνώση. Έχουμε ένα σημαντικό αριθμό ευρημάτων που μας επιτρέπουν να περιγράψουμε πως οι μαθητές υιοθετούν τις μορφές σκέψης που παρατηρούν σε άλλους, και τους τρόπους με τους οποίους διάφορα κοινωνικά και φυσικά στοιχεία του περιβάλλοντος  μπορούν να υποστηρίζουν τη μάθηση. Στο σχολείο του μέλλοντος, στο μάθημα των Φυσικών Επιστημών θα πρέπει να δίνεται ουσιαστικό θεωρητικό βάρος στο ρόλο της κοινωνικής αλληλεπίδρασης και της από κοινού οικοδόμησης νοημάτων (Vygotsky, 1963 Leontiev, 1978 Cole, 1996). Με αυτή την προοπτική η αλληλεπίδραση ανάγεται ως κεντρικό στοιχείο, θεμελιώδες και απαραίτητο της μαθησιακής διαδικασίας και όχι απλά ως ένα συμπληρωματικό επικουρικό στοιχείο.

Οι σύγχρονες επιστημολογικές θέσεις για τη διδασκαλία των Φυσικών Επιστημών δέχονται πως:

·        η γνώση είναι ανθρώπινο κατασκεύασμα

·        η γνώση δεν λαμβάνεται παθητικά

·        η γνώση χτίζεται ενεργητικά

·        η γνώση δε μεταβιβάζεται ούτε μεταφέρεται από το δάσκαλο αυθεντία

Αυτές φυσικά επιφυλάσσουν διαφορετικούς ρόλους για δασκάλους και μαθητές. Έτσι στο σχολείο του μέλλοντος ο ρόλος του δάσκαλου είναι καθοδηγητικός, διαπραγματευτικός, διαγνωστικός, συμβουλευτικός.

Φυσικές Επιστήμες και εκπαιδευτικοί στο σχολείο του μέλλοντος

 Σ΄ αυτή την ομιλία άφησα εσκεμμένα τελευταίο τον ποιο σπουδαίο κατά την άποψή μου παράγοντα της ποιότητας της εκπαίδευσης που προσφέρεται και θα προσφέρεται στο μέλλον στα σχολεία. Είναι ο εκπαιδευτικός Το ελληνικό σχολείο ήδη δέχεται σε αρκετό βαθμό την επιρροή των διαφόρων μεταρρυθμιστικών προσπαθειών. Για να είναι αποτελεσματικές αυτές οι προσπάθειες θα πρέπει να δοθεί προτεραιότητα στην εκπαίδευση των εκπαιδευτικών που διδάσκουν Φυσικές Επιστήμες. Έρευνες έχουν δείξει ότι οι αλλαγές στα Αναλυτικά Προγράμματα δεν επιφέρουν πάντα τις επιθυμητές αλλαγές στις διαδικασίες της διδασκαλίας και της μάθησης (Elmore, 1995) και καταλήγουν ότι ο πιο καθοριστικός παράγοντας σε μια εκπαιδευτική αλλαγή είναι οι στάσεις, οι αντιλήψεις και οι γνώσεις των ίδιων των εκπαιδευτικών. Ο Arons (1990) αναφέρει χαρακτηριστικά πως τα «...τα Αναλυτικά Προγράμματα, όσο επιδέξια και ευρηματικά και αν είναι, δεν μπορούν να “διδάξουν από μόνα τους”...». Είναι αυτό που σκέφτονται, πιστεύουν και πράττουν οι εκπαιδευτικοί στο επίπεδο της αίθουσας, που διαμορφώνει τελικά το είδος μάθησης που λαμβάνουν οι μαθητές (Hargreaves, 1995).

Από τη φύση τους οι άνθρωποι και ειδικά οι εκπαιδευτικοί αρνούνται να δεχτούν εύκολα οποιαδήποτε αλλαγή στο χώρο της δουλειάς τους. Ιδιαίτερα όταν πρόκειται για εισαγωγή καινοτομιών στην εκπαίδευση, οι εκπαιδευτικοί προβάλλουν εμπόδια, σημαντικά ή ασήμαντα, για επιτυχημένη εφαρμογή τους (Hargreaves & Fullan 1993, Hargreaves 1995).

Υποστηρίζουμε ότι βασική παράμετρος, κινητήριος δύναμη του σχολείου του μέλλοντος θα είναι οι εκπαιδευτικοί του. Και στα ελληνικά σχολεία το γνωρίζουμε όλοι μας υπάρχουν ικανότατοι δάσκαλοι. Όμως δεν πρέπει να παραμένουν άλλο αβοήθητοι στο περιθώριο. Συνήθως, είναι αυτή που καλούνται να εφαρμόσουν τις καινοτομίες χωρίς όμως να τους έχει ζητηθεί ποτέ η άποψη για αυτές, και χωρίς ποτέ να έχουν ενημερωθεί η να έχουν λάβει την κατάλληλη έστω επιμόρφωση. Το Παιδαγωγικό Ινστιτούτο καινοτομώντας πραγματικά προσπαθεί να φέρει στην εκπαιδευτική διαδικασία το Διεπιστημονικό και Διαθεματικό Ενιαίο Πλαίσιο Προγραμμάτων Σπουδών (ΔΕΠΠΣ). Όμως, πόσο ενήμεροι είναι οι εκπαιδευτικοί για αυτές τις αλλαγές και τι δεξιότητες διαθέτουν για να τις εφαρμόσουν;

Κατά την άποψή μας όταν κανείς επιχειρεί αλλαγές στην εκπαίδευση θα πρέπει να έχει κατά νου τις παρακάτω θέσεις όσον αφορά την εκπαίδευση και την επιμόρφωση των εκπαιδευτικών:

·      Αυτό που γνωρίζει ο εκπαιδευτικός και μπορεί να εφαρμόσει στην τάξη είναι ο πιο σημαντικός παράγοντας για το τι θα μάθουν οι μαθητές

·      Η βιωματική αρχική εκπαίδευση και η συνεχής και βελτιούμενη επανεκπαίδευση του εκπαιδευτικού είναι θεμελιώδης στρατηγική για τη βελτίωση της εκπαιδευτικής/μαθησιακής διαδικασίας

·      Οι μεταρρυθμίσεις αποτυχαίνουν αν δεν εξασφαλίσουν τις προϋποθέσεις (επιδείξουν την απαραίτητη προσοχή) στις συνθήκες κάτω από τις οποίες οι εκπαιδευτικοί μπορούν και πρέπει να διδάξουν με τον καλύτερο και αποτελεσματικότερο τρόπο 

Είναι απαραίτητη λοιπόν η βιωματική επιμόρφωση των εκπαιδευτικών που διδάσκουν μαθήματα Φυσικών Επιστημών έτσι ώστε:

v     να είναι γνώστες του περιεχομένου

v     να χρησιμοποιούν ποικίλες διδακτικές προσεγγίσεις

v     να κινητοποιούν τους μαθητές τους

v     να χρησιμοποιούν ποικίλους τρόπους αξιολόγησης

v     να είναι γνώστες και ικανοί χειριστές της σύγχρονης τεχνολογίας

v     να εξασφαλίζουν και να δημιουργούν πλούσια μαθησιακά περιβάλλοντα για τους μαθητές τους

Αν ακολουθήσουμε τέτοιες πρακτικές, ίσως θα μπορέσουμε να οδηγηθούμε τελικά σε αλλαγή του ρόλου του εκπαιδευτικού και τη μετάβασή του από ένα δασκαλοκεντρικό μοντέλο διδασκαλίας, προς ένα αποκεντρωμένο μοντέλο μάθησης.

Σχήμα 2: Η αλλαγή του πλαισίου που πραγματοποιείται η μάθηση.

Με βάση τα παραπάνω και γνωρίζοντας τη σημερινή ελληνική σχολική πραγματικότητα υποστηρίζουμε ότι το ελληνικό σχολείο χρειάζεται ριζική αλλαγή των μαθησιακών περιβαλλόντων που λαμβάνει χώρα η μάθηση στο μάθημα των Φυσικών Επιστημών. Αυτές οι αλλαγές είναι γνωστές στη διεθνή βιβλιογραφία ως το νέο “παράδειγμα μάθησης” σε σχέση με το παλιό που αναφέρεται ως το “παράδειγμα διδασκαλίας”.

Βιβλιογραφία

Arons (1990). A Guide to Introductory Physics Teaching. New York: John Wiley and Sons, Inc.,

Barron, B.J., D.L. Schwartz, N.J. Vye, A. Moore, A. Petrosino, L. Zech., J.D. Bransford, and Cognition and Technology Group at Vanderbilt (1998). Doing with understanding: Lessons from research on problem and project-based learning. Journal of  Learning Sciences.

Bereiter, C., and M. Scardamalia (1993). Surpassing Ourselves: An Inquiry into the Nature and Implicaitons of Expertise. Chicago and La Salle, IL: Open Court Publishing.

Cobern & Aikenhead (1998). Cultural Aspects of learning Science. In Fraser and Tobin (Eds). International Handbook of Science Education, Dordrecht, Boston, London: Kluwer Academic Publishers.

Elmore, R. F. (1995, December). Structural Reform and Educational Practice. Educational Researcher 24(9). 23-26.

Greenfield, P.M., and R.R. Cocking, eds. (1996). Interacting with Video. Greenwich, CT: Ablex.

Hargreaves, A. (1995). Changing teachers, Changing times. London: Cassell.

Hargreaves, M. & Fullan M. (1993). Η εξέλιξη των εκπαιδευτικών. Αθήνα: Εκδ.Πατάκη.

Hurd P. (1997). Inventing Science Education for the New Millennium. New York and London: Teachers College Press

Lazarowitz & Hertz Lazarowitz (1998). Cooperative learning in the science curriculum, in B. Fraser & K. Tobin (Eds) International Handbook of Science Education, G.B.: kluwer Academic Publishers, pp 449- 469

Leontiev, A.N. (1978). Activity, consciousness, and personality. Englewood Cliffs, N.J. : Prentice-Hall

Cole, M. (1996). Cultural psychology. Cambridge, MA: Harvard University Press.

Latour, B. (1987). Science in action. Cambridge, MA: Harvard University Press.

Latour, B. (1993). We have never been modern. Cambridge, MA: Harvard University Press.

Linn, M.C., N.B. Songer, and B.S. Eylon (1996). Shifts and convergences in science learning and instruction. In R.C. Calfee and D.C. Berliner, eds: Handbook of Educational  Psychology. Riverside, NJ: Macmillan, pp. 438-490.

Lynch, M. & Woolgar, S. Eds. (1990). Representation in scientific practice. Cambridge, MA: MIT Press.

Ματσαγγούρας, Η. (2000) Ομαδοσυνεργατική Διδασκαλία και Πράξη, Εκδόσεις Γρηγόρη, Αθήνα 2000.

Mercer, N. (1998) The Guided Construction of Knownedge, Multilingual Matters Ltd, 1998.

Roth Wolff-Michael (1995). Authentic School Science. Dordrecht, Boston, London: Kluwer Academic Publishers.

Σταυρίδου Ε. (2000). Συνεργατική μάθηση στις Φυσικές Επιστήμες. Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Θεσσαλίας.

Shapin, S. & Schaffer, S. (1985). Leviathan and the air-pump. Princeton, NJ: Princeton University Press.

Steffe & Gale (Eds.), (1995). Constructivism in education. Hillsdale, NJ: Erlbaum.

Vygotsky, L. S. (1978). Mind in society: the development of higher psychological  processes. Cambridge, M.A.: Harvard University Press.

Wertsch, J. V., & Toma, C. (1995). Discourse and learning in the classroom: A sociocultural approach. In L. P. Steffe & J. Gale (Eds.), Constructivism in education (pp. 159-174). Hillsdale, NJ: Erlbaum.