·      η διερευνητική μάθηση και η εργασία σε ομάδες (συνεργατική μάθηση)

·      ο συνδυασμός και η οργάνωση πολλαπλών αναπαραστάσεων με αυτενέργεια   του  μαθητή αλλά  και τη συνεργασία του διδάσκοντα.

·      η αξιοποίηση του λάθους

·      η  αντιμετώπιση και επίλυση προβλημάτων(problem solving) 

Πρόκειται για παιδαγωγικές κατευθύνσεις που στηρίζονται και τεκμηριώνονται από έρευνες που έγιναν την τελευταία εικοσαετία, στα πλαίσια ρευμάτων της εποικοδόμησης της γνώσης και από έρευνες αναφορικά με τη χρήση του υπολογιστή και των δικτύων στις διαδικασίες διδασκαλίας και μάθησης..

       Από τη δεκαετία του 1980 η έννοια της συνεργατικής μάθησης επανέρχεται στο προσκήνιο ως πρόταση με σαφή θεωρητική υποδομή και ερευνητική στήριξη (Cohen 1994, Stahl 1994, Hertz - Lazarovitz 1992). Έρευνες έχουν αποδείξει ότι στις μέρες μας το μοντέλο της συνεργατικής μάθησης έχει λάβει τη μορφή οργανωμένου παιδαγωγικού κινήματος που οδηγεί σε καλύτερα μαθησιακά αποτελέσματα. Συγχρόνως ευνοεί την ανάπτυξη της σκέψης και της κοινωνικότητας των παιδιών και συμβάλλει στην καλύτερη παιδαγωγική διαχείριση της ανομοιογένειας του μαθητικού πληθυσμού (Cohen 1994, Σταυρίδου Ε. 1999).

    Η εργασία σε ομάδες έχει ξεχωριστή σημασία στο μάθημα των Φυσικών Επιστημών. Στο επίπεδο της τάξης η λέξη «επικοινωνία» σημαίνει μοιράζομαι τις ιδέες μου με άλλους. Η κοινωνική διαδικασία της συζήτησης και του διαλόγου ενεργεί ως καταλύτης για τη σκέψη. Η ομάδα είναι ο μηχανισμός για συνεργατική και συναδελφική μάθηση και εξασφαλίζει την εξερεύνηση, την κατανόηση και την επίδραση πάνω στις ιδέες των μελών για μια συγκεκριμένη έννοια των Φυσικών Επιστημών (Κόκκοτας, 1998).

     Τέλος μια από τις θεμελιώδεις αρχές της εποικοδομητικής προσέγγισης της γνώσης που προωθείται με το εκπαιδευτικό λογισμικό των Πολλαπλών Αναπαραστάσεων  είναι και η διαθεματικότητα. Σήμερα αποτελεί ζητούμενο η προοδευτική κατάργηση των ορίων μεταξύ των επιστημών ή τουλάχιστον η δημιουργία ανοιγμάτων που θα επιτρέπουν στους μαθητές να κινούνται ελεύθερα από τον ένα τομέα στον άλλο και να επιλέγουν ανάμεσα από διάφορους συνδυασμούς. Το πρόγραμμα αυτό συμβάλλει σημαντικά στην επίτευξη αυτού του στόχου, με τη διαθεματική προσέγγιση των επιστημονικών περιοχών: των Φυσικών Επιστημών, των Μαθηματικών της Φιλοσοφίας και της Ιστορίας των Επιστημών. Ταυτόχρονα συμβάλλει στην αποκάλυψη της σχέσης που υπάρχει μεταξύ των Φυσικών Επιστημών, του κοινωνικοπολιτιστικού γίγνεσθαι και των  τεχνολογικών επιτευγμάτων του ανθρώπου

     Η ενασχόληση των μαθητών με προσομοιώσεις προωθεί τη βιωματική προσέγγιση της γνώσης, ενώ ταυτόχρονα απαιτεί από αυτούς τη σύνδεση συμβολικών και λειτουργικών αναπαραστάσεων, καθώς επίσης και τη διατήρηση στη μνήμη εικονικών αναπαραστάσεων, που εύκολα μπορούν να ανακαλούνται στο μέλλον (συνδυασμός πολλαπλών αναπαραστάσεων).

       Με την αποδοχή των βασικών αυτών θέσεων, στο λογισμικό  Πολλαπλές Αναπαραστάσεις δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στην παροχή κινήτρων για καλλιέργεια των αυθεντικών δημιουργικών δραστηριοτήτων του μαθητή και στη σταδιακή οικοδόμηση της γνώσης μέσω της ενεργού συμμετοχής του. Βασικό παράγοντα διευκόλυνσης αυτού του τρόπου οργάνωσης και καθοδήγησης της μαθησιακής διαδικασίας τάξης αποτελεί η τροποποίηση του ρόλου του δασκάλου από φορέα γνώσης σε συντονιστή των ενεργειών και των δραστηριοτήτων των μαθητών.

      Είναι προφανές ότι απαραίτητη προϋπόθεση για τη διδακτική αξιοποίηση  του προγράμματος στην τάξη  αποτελεί ο παιδαγωγικός σχεδιασμός για την κατάλληλη εφαρμογή του. Για τη διδασκαλία  των Πολλαπλών Αναπαραστάσεων υιοθετούνται οι παρακάτω αρχές της διδακτικής διαδικασίας, που απορρέουν από την αποδοχή των βασικών θέσεων της εποικοδομητικής προσέγγισης:

·      Ενθάρρυνση των μαθητών.

·      Προώθηση της συνεργασίας των μαθητών.

·      Παροχή ευκαιριών για πρωτοβουλίες, για ανάπτυξη της περιέργειας και της ανεξάρτητης σκέψης.

·      Αποδοχή όλων των απαντήσεων των μαθητών, έστω και λανθασμένων.

·      Χρησιμοποίηση ενεργητικών μεθόδων διδασκαλίας με έμφαση στην παρατήρηση και τον πειραματισμό.

·      Έμφαση στην ανάπτυξη των βασικών ποιοτικών εννοιών.

·     Έμφαση στο περιεχόμενο και τη διαδικασία οικοδόμησης των γνώσεων (και όχι στους διδακτικούς στόχους).

ΑΡΧΗ

 Οι σχεδιαστικές αρχές του λογισμικού

        Στην περίπτωση της χρησιμοποίησης των νέων τεχνολογιών, το εκπαιδευτικό περιβάλλον προσδιορίζεται σε μεγάλο βαθμό από το διαθέσιμο λογισμικό. Το γεγονός αυτό έχει ως συνέπεια να μην είναι πια ο εκπαιδευτικός μοναδική πηγή γνώσεων και αποκλειστικός διαχειριστής της νέας πληροφορίας. Κατά τη διαδικασία της διδασκαλίας με τη χρησιμοποίηση διερευνητικού λογισμικού, το ίδιο το λογισμικό παρέχει ευκαιρίες για πειραματισμό και δοκιμή μιας ποικιλίας μεθόδων και τεχνικών, για την επίλυση ενός προβλήματος. Μ’ αυτόν τον τρόπο το λογισμικό δεν περιορίζεται στο να υπαγορεύει μια σειρά συγκεκριμένων βημάτων τα οποία οδηγούν σίγουρα στη λύση του προβλήματος. Προωθείται έτσι η διερευνητική μάθηση (exploratory learning), η ανάπτυξη τεχνικών επίλυσης προβλημάτων (problem solving) και η μέθοδος project-based learning.

Το λογισμικό των Πολλαπλών Αναπαραστάσεων αποτελεί ένα περιβάλλον το οποίο:

  ·      Υποστηρίζει την ανάπτυξη «ανοιχτών» ή και «κλειστών» εργασιών, για διαφορετικές επιδιώξεις, διαφορετικές ηλικίες, διαφορετικές διδακτικές προσεγγίσεις, και είναι προσαρμόσιμο σε διαφορετικές εκπαιδευτικές ανάγκες.

·      Επιτρέπει την ομαδική ή συνεργατική διδασκαλία.

Οι γενικές και ειδικές αρχές στις οποίες στηρίχτηκε ο σχεδιασμός του λογισμικού των Πολλαπλών Αναπαραστάσεων είναι οι εξής:

  ·      Η αλληλεπίδραση ως σύνολο από μετρήσιμες ιδιότητες, όπως: «χρόνος εργασίας», «αμεσότητα», «ανάδραση» (feedback) κ.τ.λ. Η αλληλεπίδραση σχετίζεται με τη συχνότητα εισόδου δεδομένων από το μαθητή, το εύρος των επιλογών που έχει και τον αντίκτυπο των επιλογών και των ενεργειών του σ’ όλη τη διάρκεια της διαδικασίας.

·      Η καθοδηγούμενη αποτυχία, που σχετίζεται με την ενεργοποίηση κινήτρων μάθησης ύστερα από μια αποτυχία σε μια διεργασία κατανόησης. Οι μαθητές έχουν την ευκαιρία να πειραματιστούν αντιμετωπίζοντας συνειδητά το ενδεχόμενο της αποτυχίας και να μάθουν απ’ αυτή. Έτσι περιορίζεται η σημασία της «μίας και σωστής απάντησης» και ενθαρρύνεται η διατύπωση δημιουργικών υποθέσεων, ανεξάρτητα από την ορθότητά τους.

·      Η προσομοίωση, που προωθεί την έννοια της μάθησης μέσα από συγκεκριμένες καταστάσεις. Στις κανονικές συνθήκες εργασίας μέσα στην τάξη, με τις τεχνικές προσομοίωσης επιδιώκεται η «μίμηση» συνθηκών, όπου οι μαθητές θα πρέπει να χρησιμοποιήσουν τις γνώσεις τους για να αναπαραγάγουν μια εμπειρία παρόμοια με την πραγματικότητα.

·      Η ανάκληση πληροφοριών που έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα να διατηρηθούν, εφόσον εξαρτώνται από την πρακτική άσκηση του μαθητή σε ένα ρεαλιστικό περιβάλλον.

Σύμφωνα με τις παραπάνω γενικές σχεδιαστικές αρχές, αλλά και τους μαθησιακούς στόχους που πρέπει να επιδιωχθούν, στο λογισμικό Πολλαπλές Αναπαραστάσεις δίνεται έμφαση στα παρακάτω:

·      Στην ενσωμάτωση της προς διερεύνηση γνώσης μέσα στο λογισμικό, με τρόπο ευέλικτο.

·      Στην αλληλεπίδραση μεταξύ μαθητή και υπολογιστή.

·      Στην εύκολη χρήση του λογισμικού.

·      Στη δυνατότητα χρήσης και διασύνδεσης πολλαπλών αναπαραστάσεων.

·      Στη συνεργεία με άλλες εφαρμογές (βάση δεδομένων κ.τ.λ.).

·      Στον άμεσο χειρισμό που βοηθά τη διερεύνηση συνόλου αντικειμένων.

·      Στους μαθησιακούς και γνωστικούς στόχους του λογισμικού (διαθεματικός, δικτυακός χαρακτήρας), που ενθαρρύνουν την επικοινωνία και  τη συνεργασία μεταξύ των μαθητών.

  Ακολουθώντας τις παιδαγωγικές και σχεδιαστικές αρχές του λογισμικού, όπως έχουν εκτεθεί παραπάνω, θεωρούμε ότι συμβάλλουμε θετικά στην αντιμετώπιση βασικών προβλημάτων του σύγχρονου σχολείου και στην ιδέα της οικοδόμησης του σχολείου του μέλλοντος.