1. Θεωρίες μάθησης και διδακτικά μοντέλα

Αναρωτηθήκατε ποτέ αν ο τρόπος που διδάσκετε είναι παραδεκτός από τις σύγχρονες θεωρίες για τη μάθηση; Σας απασχόλησε το γεγονός πώς να διδάξετε καλύτερα; Έχετε δική σας φιλοσοφία για τη μάθηση;
Παρόλο που έχουν γίνει σημαντικές πρόοδοι για το πώς ο άνθρωπος μαθαίνει (θεωρία των συνάψεων και των νευρωνικών κύτταρων), εν τούτοις οι γνώσεις μας για το φαινόμενο της μάθησης είναι περιορισμένες. Κατά καιρούς αναπτύχθηκαν διάφορες θεωρίες μάθησης οι σπουδαιότερες των οποίων για τις Φυσικές Επιστήμες - και όχι μόνο - είναι οι εξής: Η μπιχεβιοριστική ή συμπεριφοριστική θεωρία της μάθησης, η ανακαλυπτική θεωρία της μάθησης και η κονστρουκτιβιστική ή εποικοδομητική θεωρία της μάθησης.
Είναι φανερό πως για να διδάξει κάποιος σωστά και αποτελεσματικά, οποιοδήποτε μάθημα πρέπει να εφαρμόζει μια θεωρία μάθησης, σε διαφορετική περίπτωση είτε θα αυτοσχεδιάζει είτε θα αναπαράγει το σχολικό εγχειρίδιο, που κανένα από τα δύο δεν είναι αποδεκτό.

Η μπιχεβιοριστική ή συμπεριφοριστική θεωρία της μάθησης

Αφετηρία της μπιχεβιοριστικής ή συμπεριφοριστικής θεωρίας της μάθησης αποτελεί το δόγμα που θεωρεί τον άνθρωπο ως tabula rasa, και ότι το περιεχόμενο και ο ρυθμός της μάθησης και της ανάπτυξης καθορίζεται από εξωτερικές συνθήκες. Θεμελιώδες αξίωμα αυτής της θεωρίας είναι η παραδοχή ότι ο οργανισμός θεωρείται ως εξαρτημένη μεταβλητή των περιβαλλοντικών επιδράσεων και συνεπώς η συμπεριφορά του διαμορφώνεται και ελέγχεται από περιβαλλοντικούς παράγοντες.
Κύριος εκφραστής αυτής της θεωρίας μάθησης είναι ο Pawlow, του οποίου ο φιλοσοφικός και επιστημονικός προσανατολισμός επηρεάζεται από τη φυσική- μηχανιστική αντίληψη. Κεντρικό στοιχείο στη θεωρία του είναι το αντανακλαστικό που δίνει την απάντηση του οργανισμού με τη βοήθεια του κεντρικού νευρικού συστήματος σε εσωτερικά και εξωτερικά ερεθίσματα για να διατηρείται κατά αυτό τον τρόπο η συνεχής ισορροπία του οργανισμού με το περιβάλλον του.
Σύμφωνα με τον Pawlow, μάθηση έχουμε όταν καταφέρουμε να συνεξαρτήσουμε κάποιο ουδέτερο ερέθισμα με κάποια αντίδραση. Αυτή η αντίδραση μπορεί να προκαλείται από κάποιο φυσικό ερέθισμα αρχικά. Αντίθετα το ουδέτερο ερέθισμα αρχικά δεν επιφέρει αυτή την αντίδραση. Μετά τη συνεξάρτηση, δηλαδή την τοποχρονική συνάφεια ουδετέρου και φυσικού ερεθίσματος καθώς και της αντίδρασης, επιτυγχάνεται η εμφάνιση της φυσικής αντίδρασης με τη διέγερση που προκαλούσε το ουδέτερο αρχικά ερέθισμα. Σχηματικά τα παραπάνω θα μπορούσαν να συνοψιστούν ως εξής:

Η θεωρία του Pawlow για τη μάθηση βασίστηκε σε πειράματα που πραγματοποίησε με έναν σκύλο. Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων ο Pawlow διαπίστωσε ότι ο σκύλος παρουσίαζε έκκριση σιέλου όχι μόνο στη θέα της τροφής που ήταν μια φυσική αυτόματη αντίδραση του ζώου αλλά και στα βήματα του φύλακα που έφερνε την τροφή και που ουσιαστικά ήταν ένα ουδέτερο και άσχετο ερέθισμα. Αυτή τη διαπίστωσή του την μελέτησε και κατέληξε στη διαμόρφωση μιας θεωρίας όπου παρουσιάζεται η φύση και η σχέση της σύνδεση μεταξύ ερεθίσματος και αντίδρασης.
Η θεωρία του συμπεριφορισμού όπως διαμορφώθηκε από τον Pawlow καταλήγει στα εξής:
1. Η μάθηση πραγματώνεται σ κάθε οργανισμό με βάση τα εξαρτημένα αντανακλαστικά
2. Είναι μάθηση παθητική χωρίς συμμετοχή ενσυνείδητων διεργασιών και δίνει περισσότερη σημασία στο ερέθισμα παρά στην αντίδραση
3. Βασικές της προϋποθέσεις είναι η ένταση και διακριτικότητα του ερεθίσματος, η σειρά παρουσίασης του εξαρτημένου και του ανεξάρτητου ερεθίσματος και ο χρόνος παρουσίασης των ερεθισμάτων.
Ο μπιχεβιορισμός ή συμπεριφορισμός υποστηρίζει την άποψη ότι παρατηρώντας τη συμπεριφορά είναι δυνατό να καταλήξουμε σε συμπεράσματα για το φαινόμενο της μάθησης. Η μάθηση είναι αλλαγή της συμπεριφοράς λόγω των εμπειριών του υποκειμένου. Η επιστημολογία του μπιχεβιορισμού είναι εμπειρική και θετικιστική. Τα πειράματα των Pavlov και Thorndike ενίσχυσαν την αξία της εμπειρίας στη μάθηση. Κατά τους εμπειριστές, η γνώση αποτελείται από ιδέες που πρέπει να μπουν κατά κάποιο τρόπο στο μυαλό του ανθρώπου, μάλιστα αυτό μπορεί να γίνει ευκολότερα αν περάσουν μέσα από τις αισθήσεις.
Κατά τους μπιχεβιοριστές ο δάσκαλος μπορεί να εγγράψει τη γνώση στο μυαλό του μαθητή. Κατ' αυτούς, η μάθηση είναι παθητική, ληπτική και αναπαραγωγική δια¬δικασία. Η γνώση μεταδίδεται από το δάσκαλο και το εγχειρίδιο στο μαθητή. Είναι στατική και αντικειμενική. Η έμφαση δίνεται στην ποσότητα και το εύρος της γνώσης.Η αποτελεσματικότητα της μάθησης ελέγχεται με τεστ προόδου που δίνουν έμφαση στην κατοχή του περιεχομένου.
Το διδακτικό μοντέλο που στηρίζεται στη θεωρία του μπιχεβιορισμού είναι δασκαλοκεντρικό. Ο δάσκαλος θεωρείται αυθεντία και οι μαθητές οφείλουν να αναπαράγουν τη γνώση όπως αυτή υπάρχει στα σχολικά εγχειρίδια και μεταδίδεται από αυτόν στην τάξη Το διδακτικό μοντέλο του συμπεριφορισμού είναι αυτό που χρησιμοποιείται στο παραδοσιακό σχολείο..

Η ανακαλυπτική μάθηση

Η ανακαλυπτική θεωρία μάθησης: Η ανακαλυπτική θεωρία της μάθησης βασίζεται στην αρχή ότι για να μάθει το υποκείμενο πρέπει να δράσει σε συγκεκριμένα αντικείμενα. Αποτέλεσμα αυτής της δράσης είναι η κατάκτηση του αφηρημένου ή η ανακάλυψη της γνώσης. Η μάθηση συντελείται μέσω συνεργατικών δραστηριοτήτων, επίλυση προβλημάτων και ανώτερων λειτουργιών της σκέψης. Άλλα χαρακτηριστικά στοιχεία είναι η αλληλεπίδραση μεταξύ των μαθη¬τών και η παραγωγική ομιλία. Το ανακαλυπτικό μοντέλο μάθησης αγνοεί τις ιδέες των μαθητών, θεωρώντας το μυαλό τους ως άγραφο χαρτί.
Η γνώση ανακαλύπτεται μέσω της αλληλοεπίδρασης και του πλαισίου στο οποίο συντελείται. Είναι δυναμική και ζωντανή. Στηρίζεται στην εκμάθηση στρατηγικών και στην άσκηση των μαθητών στις επιστημονικές διαδικασίες ώστε να γίνουν μικροί επιστήμονες. Η άσκηση στις διαδικασίες με την καθοδήγηση του διδάσκοντα μπορεί να οδηγήσει στην ανακάλυψη του περιεχομένου, δηλαδή στην ερμηνεία των φαινομένων, στην κατανόηση των εννοιών και των νόμων της φύσης.
Το διδακτικό μοντέλο
Το διδακτικό μοντέλο προσδιορίζεται από δύο παράγοντες. Πρώτον η απαίτηση για δράση των μαθητών σε πραγματικά αντικείμενα επιβάλλει τη λειτουργία της τάξης σε ομάδες, διαφορετικά θα απαιτούνταν τόσα αντικείμενα π.χ. πειράματα, όσοι και οι μαθητές. Δεύτερον η οργάνωση της τάξης σε ομάδες δε διευκολύνει την προφορική επικοινωνία του διδάσκοντα με τους μαθητές. Αυτό επέβαλλε τη χρήση του Φύλλου Εργασίας στο οποίο περιγράφονται οι δραστηριότητες των ομάδων. Η διδακτική προσέγγιση είναι μαθητοκεντρικά προσανατολισμένη, με το δάσκαλο στο ρόλο του καθοδηγητή και του οργανωτή καταστάσεων μάθησης. Οι μαθητές με τη βοήθεια του Φύλλου Εργασίας παρατηρούν, κάνουν μετρήσεις, καταγράφουν και συγκρίνουν δεδομένα. Με τον τρόπο αυτό μετέχουν ενεργά στην ανακάλυψη της δικής τους γνώσης, ανακα¬λύπτοντας πράγματα για τον εαυτό τους. Το γεγονός ότι εργάζονται σε ομάδες, τους δίνει τη δυνατότητα της αλληλεπίδρασης μεταξύ ισοτίμων, η οποία είναι αποτελεσματικότερη στη μάθηση, από την καταλυτική πα¬ρουσία ακόμα και του ικανότερου δάσκαλου.

Εποικοδομισμός (Constructivism) • Η εποικοδομητική προσέγγιση της διδασκαλίας των Φ.Ε.

Στην υπόθεση της εποικοδόμησης της γνώσης κυρίαρχο ρόλο παίζουν οι ιδέες των μαθητών. Αν μπορούσαμε να γνωρίζουμε τις ιδέες των μαθητών τότε θα ήταν εύκολο να βρούμε κατάλληλες δραστηριότητες τις οποίες να εκτελέσουν οι μαθητές και να πιστούν αυτόβουλα να αλλάξουν άποψη, δηλαδή να αποβάλλουν τις ιδέες τους και να δεχθούν αυτό που η επιστήμη δέχεται, τότε αυτό θα αποτελούσε μάθηση. Η γνώση είναι προσωπική και οικοδομείται από τον καθένα χωριστά γι' αυτό είναι υποκειμενική. Συνεπώς δεν μπορεί να μεταδοθεί από τον έχοντα και κατέχοντα στους μη έχοντες και μη κατέχοντες. Η μάθηση είναι συνήθως προϊόν της εννοιολογικής αλλαγής που επέρχεται στους μαθητές λόγω της γνωστικής σύγκρουσης στην οποία υποβάλλονται.
Η μάθηση θεωρείται ως εποικοδόμηση που γίνεται στο πλαίσιο της κοινωνίας της ομάδας.
Το διδακτικό μοντέλο
Οι Driver και Oldham (1986) πρότειναν ένα μοντέλο της εποικοδομητικής προσέγγισης στη διδασκαλία που περιλαμβάνει τις φάσεις του προσανατολισμοί, της ανάδειξης των ιδεών των μαθητών, της αναδόμησης των ιδεών, της εφαρμογής των νέων ιδεών και της ανασκόπησης.

Η φάση του -προσανατολισμού
Αφορά το ξεκίνημα της διδασκαλίας που είναι απαραίτητο να είναι καλά οργανωμένο, ώστε να τραβήξει την προσοχή και το ενδιαφέρον των μαθητών.
Ο δάσκαλος εξηγεί με την έναρξη του μαθήματος τι πρόκειται να επακολουθήσει ώστε να αφοσιωθούν καλύτερα στις δραστηριότητες που θα διεξάγουν οι ίδιοι. Πρέπει με κάθε τρόπο να προκαλέσει το ενδιαφέρον και την περιέργεια των μαθητών.
Αυτό μπορεί να γίνει με την παρατήρηση ενός φαινομένου ή την παρουσίαση μιας συλλογής αντικειμένων, με την παρατήρηση μιας διαφάνειας στον ανακλαστικό προβολέα κ,τ.λ.

Η φάση της ανάδειξης των ιδεών
Σ' αυτή τη φάση οι μαθητές εκφράζουν προφορικά ή γραπτά τις ιδέες τους. Εδώ οι μαθητές εξωτερικεύουν τις ιδέες τους, ενώ ο δάσκαλος ανακαλύπτει τι σκέπτονται και τι μπορεί ο ίδιος να πράξει ώστε να προγραμματίσει τις διδακτικές στρατηγικές που προσφέρονται σε κάθε περίπτωση.
Υπάρχουν αρκετοί τρόποι με τους οποίους μπορούμε να πετύχουμε ανάδειξη των ιδεών των μαθητών. Ο πιο απλός είναι να παρακολουθήσουμε τι λένε ή να κάνουμε διάλογο μαζί τους. Αυτό μπορεί να γίνει άτυπα σε εξατομικευμένη βάση κατά τη διάρκεια δραστηριοτήτων στην τάξη ή, πιο συστηματικά, σε συζήτηση μικρών ομάδων. Οι πρακτικές δραστηριότητες, τα ερωτηματολόγια, οι ατομικές εργασίες είναι τρόποι ανάδειξης των ιδεών. Ένας άλλος τρόπος είναι τα υποθετικά πειράματα, που ζητάμε από τους μαθητές να προβλέψουν τα αποτελέσματα κάποιων πειραμάτων που περιγράφουμε. Οι μαθητές χωρίζονται σε ομάδες δυο ή περισσότερων ατόμων, ο δάσκαλος τους δίνει τα κατάλληλα έργα, αυτοί εργάζονται στην αρχή ατομικά και στη συνέχεια συζητούν σε επίπεδο ομάδας. Οι μαθητές καταγράφουν τις απόψεις τους σε χαρτί που τις συγ¬κεντρώνει ο δάσκαλος, ακολουθεί η κατηγοριοποίηση των απαντήσεων και έτσι βγαίνουν τα σημαντικότερα μοντέλα των ιδεών των μαθητών.
Η ύπαρξη των διαφορετικών μοντέλων είναι ένα πρόβλημα που πρέ¬πει να επιλυθεί ώστε να επιλεγεί ένα μοντέλο, το επιστημονικό. Η υιοθέ¬τησή του από τους μαθητές επιδιώκεται στην επόμενη φάση.

Η φάση της αναδόμησης τω» ιδεών
Στη φάση αυτή οι μαθητές ενθαρρύνονται να ελέγξουν τις ιδέες τους με σκοπό να τις επεκτείνουν, να αναπτύξουν ιδέες στην περίπτωση που δεν έχουν άποψη, ή να αντικαταστήσουν τις προϋπάρχουσες με άλλες. Επιδίωξη του διδάσκοντα είναι η αυτόβουλη και οικειοθελής μετατόπιση των παιδιών από τις δικές τους σε άλλες ιδέες, που είναι πλησιέστερα στο επιστημονικό πρότυπο. Αν στην προηγουμένη φάση είχαμε ζητήσει να εκφράσουν άποψη για τα αποτελέσματα κάποιου «υποθετικού» πειράματος, σ' αυτή τη φάση τους ζητάμε να εκτελέσουν το πείραμα. Αν τα αποτελέσματα του πειράματος συμπίπτουν με την άποψή τους, τότε έχουμε επιβεβαίωση της υπάρχουσας γνώσης. Σε διαφορετική περίπτωση, έχουμε γνωστική σύγκρουση. Οι μαθητές χωρίζονται σε ομάδες των δυο ή τριών ατόμων και ακολουθούν γραπτές οδηγίες για το πώς θα εκτελέσουν συγκεκριμένα έργα, τα αποτελέσματα των οποίων προσπαθούν να ερμηνεύσουν. Στόχος των έργων αυτών είναι να οδηγηθούν οι μαθητές σε αδιέξοδο, βλέποντας τη διάσταση ανάμεσα στο αναμενόμενο από αυτούς και το πειραματικό αποτέλεσμα, θα οδηγηθούν μ' αυτόν τον τρόπο σε ενδο-προσωπική σύγκρουση. Αυτή η σύγκρουση θα τους κάνει να μη νιώθουν ικανοποιημένοι, γεγονός που θα τους ωθήσει πιθανόν σε εννοιολογική αλ¬λαγή. Αναλυτικότερα, θα μπορούσαμε να πούμε ότι ο δάσκαλος καθοδηγεί τους μαθητές να συγκρίνουν τις εναλλακτικές ιδέες τους με τρόπο συστηματικό, ώστε να είναι σε θέση να αναγνωρίσουν αποτελέσματα που δεν ταιριάζουν με την ιδέα που ερευνούν, ακόμα και αν αυτή είναι δική τους. Πάντως απαιτείται μεγάλη προσοχή όσον αφορά την επιλογή των κατάλληλων έργων, π.χ. πειράματα επίδειξης, που μπορεί να φαίνονται πολύ πειστικά στο δάσκαλο, είναι δυνατόν όμως να μην προκαλούν καμία εντύπωση στους μαθητές, αν οι τελευταίοι δεν έχουν κατανοήσει το σκοπό για τον οποίο γίνονται.

Η φάση της εφαρμογής
Στη φάση αυτή οι μαθητές συσχετίζουν αυτό που έμαθαν με τις εμπειρίες της καθημερινής ζωής. θα πρέπει να τους δοθεί η ευκαιρία να βρουν πώς οι νέες ιδέες που απέκτησαν μπορούν να εφαρμοστούν στη λύση πραγματικών προβλημάτων. Η δυνατότητα που αποκτούν με τις καινούριες ιδέες να ερμηνεύουν φαινόμενα που δεν μπορούσαν πριν να τα ερμηνεύσουν, κατοχυρώνει την υιοθέτηση των απόψεων αυτών, επειδή ακριβώς αναγνωρίζουν την αξία τους και τη λειτουργικότητα τους.

Η φάση της ανασκόπησης
Σ' αυτή τη φάση οι μαθητές πρέπει να αναγνωρίσουν τη σπουδαιότητα αυτών που ανακάλυψαν. Οι μαθητές θα πρέπει να συγκρίνουν τις αρχικές με τις νέες απόψεις τους. Συνειδητοποιούν την προηγουμένη με την τωρινή κατάσταση, καθώς και τη γνωστική πορεία της αλλαγής. Αυτό αποτελεί μέσο αυτοελέγχου και είναι αυτό που ονομάζουμε μεταγνώση.