Εκτύπωση σελίδας

 

    1 Προλεγόμενα  
   
Το ΜΕΤΑβιβλίο (metabook) είναι μια ηλεκτρονική φυσική Γυμνασίου που έχει τη μορφή ηλεκτρονικού βιβλίου (e-book). Αποτελεί ένα πολυμεσικό, διαδραστικό  εκπαιδευτικό λογισμικό που παρέχει στο μαθητή ένα πλούσιο μαθησιακό περιβάλλον. Δίνει έμφαση στην αλληλεπίδραση του χρήστη με το λογισμικό που είναι έτσι σχεδιασμένο, ώστε να υποστηρίζει δράσεις του μαθητή στην τάξη ή/ και στο σπίτι.

Στο ΜΕΤΑβιβλίο ο μαθητής έχει τον έλεγχο της μαθησιακής διαδικασίας και ο εκπαιδευτικός το ρόλο του καθοδηγητή και του εμψυχωτή. Σε αντιδιαστολή με τον παραδοσιακό τρόπο διδασκαλίας (διάλεξη, κιμωλιοπίνακας, πείραμα επίδειξης από τον καθηγητή) όπου εκπαιδευτικός ελέγχει τη  διαδικασία της διδασκαλίας και της μάθησης, με το μαθητή να έχει συνήθως το ρόλο «παθητικού» αποδέκτη, με αποτέλεσμα η επικοινωνία στην τάξη να είναι ασύμμετρη.

Ένα από τα πιο σημαντικά ζητήματα στη διαδικασία της διδασκαλίας και της μάθησης είναι η απόκτηση από το μαθητή των απαιτούμενων πληροφοριών για τη δημιουργία των κατάλληλων νοητικών αναπαραστάσεων, κατά τρόπο που να ενσωματώσει στις γνωστικές του δομές τη νέα γνώση και τη σύνθεση των πληροφοριών που ανακτά. Για το λόγο αυτό οι επιλογές στο ΜΕΤΑβιβλίο είναι τέτοιες, ώστε :

  • Ο τρόπος πλοήγησης του χρήστη να ανακλά τις γνωστικές δομές του μαθητή/ χρήστη.
  • Η επιλογή ενός κόμβου να σχετίζεται με την προηγούμενη γνώση του μαθητή.
  • Το λογισμικό να περιλαμβάνει στρατηγικές, ώστε ο μαθητής να ενσωματώνει πληροφορίες στις γνωστικές του δομές.
  • Η δομή του λογισμικού  να διευκολύνει το μαθητή στη σύνθεση νέων δομών γνώσης.
  • Οι ασκήσεις και τα προβλήματα να διευκολύνουν το μαθητή στη σύνθεση πληροφοριών.
  • Οι υποδείξεις που παρέχει το λογισμικό σε ανοιχτά προβλήματα με τη μορφή συγγραφής εργασιών και  εκτέλεσης εργαστηριακών ασκήσεων και δραστηριοτήτων, να διευκολύνουν το μαθητή στη σύνθεση πληροφοριών και στη μεταγνώση.

Επίσης,   το λογισμικό   να έχει τη δυνατότητα να παρακολουθεί το χρήστη, να ελέγχει την κατανόηση των θεμάτων, να περιλαμβάνει στρατηγικές διόρθωσης παρανοήσεων κλπ. που  περιλαμβάνουν:

  • Τεχνικές για τη μείωση του γνωστικού φόρτου.
  • Δραστηριότητες για έλεγχο της προόδου του μαθητή από τον ίδιο.

Το ΜΕΤΑβιβλίο τρέχει είτε σε φορητό tablet ΡC είτε, μέσω CD, σε φορητό ή σε προσωπικό Η/Υ είτε στο διαδίκτυο. Ως πολυμεσικό και διαδραστικό  εκπαιδευτικό λογισμικό  διαφέρει  ριζικά από τα κλασικά χάρτινα βιβλία, αν και η δομή του προσομοιάζει με τα υπάρχοντα πακέτα βιβλίων, μια και το ΜΕΤΑβιβλίο περιλαμβάνει  βιβλίο για το μαθητή, βιβλίο για τον καθηγητή,  εργαστηριακό οδηγό. Παράλληλα, όμως, έχει δυνατότητες πρόσβασης μέσω συνδέσμων και αλλού, λ.χ. σε λεξικό όρων, ευρετήριο κλπ.

Με το παρόν πακέτο της πιλοτικής εφαρμογής, η ύλη του οποίου είναι συμβατή με το τρέχον αναλυτικό πρόγραμμα σπουδών Φυσικής της β΄ τάξης Γυμνασίου, επιχειρείται  να ερευνηθούν οι δυνατότητές του ηλεκτρονικού βιβλίου στην τάξη και γενικά στην εκπαίδευση, με προοπτική την πιθανή μελλοντική  αντικατάσταση των υπαρχόντων παραδοσιακών έντυπων βιβλίων.

 
 
    2 Το βιβλίο του μαθητή  
   


Στο βιβλίο του μαθητή το κάθε μάθημα εμπεριέχει διδακτικούς στόχους και ολοκληρωμένα διδακτικά σενάρια, με σκοπό να επιφέρει συγκεκριμένα διδακτικά και μαθησιακά αποτελέσματα στο χρήστη, αυξάνοντας παράλληλα  τις πιθανότητες για μάθηση.

Υπάρχουν – επί του παρόντος –  19  πολυμεσικά μαθήματα (διδακτικές ενότητες) από τα κεφάλαια της Θερμότητας (8 ενότητες) και της Οπτικής (6 ενότητες), συν την Εισαγωγή (5 ενότητες). Η κάθε ενότητα δομείται γύρω από μια ηλεκτρονική σελίδα ανοικτής αρχιτεκτονικής με μικρό μέγεθος  και εύκολη πλοήγηση. Ο χρήστης κάθε στιγμή ξέρει που είναι και πηγαίνει παντού με  δύο κλικ το πολύ και οι πληροφορίες που θα χρειαστεί είναι 100% ορατές μόλις εισάγει τη σελίδα και έχει, επίσης, τη δυνατότητα ανάστροφης πλοήγησης.  

Η κάθε σελίδα/ μάθημα περιλαμβάνει τον τίτλο του κεφαλαίου και της ενότητας/ μαθήματος, την αφόρμηση, που συνήθως είναι ένα σχετικό animation (απεικόνιση σε κινούμενο σχέδιο) και συνοδευτικοί διάλογοι διαδραστικής μορφής, τις βασικές έννοιες και ένα animation των σημαντικών βημάτων ενός εικονικού πειράματος, το οποίο είναι και ο σύνδεσμος προς το «Εικονικό Εργαστήριο». animation των σημαντικών βημάτων ενός εικονικού πειράματος, το οποίο είναι και ο σύνδεσμος προς το «ΕΙΚΟΝΙΚΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ». Στο κάτω μέρος της κύριας σελίδας του μαθήματος υπάρχουν οι σύνδεσμοι πλοήγησης προς «ΠΡΟΣΘΕΤΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ», «ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗΣ», «ΠΕΡΙΕΧΌΜΕΝΑ», «ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ» και «ΛΕΞΙΚΟ». Παράλληλα οι νέες έννοιες του μαθήματος έχουν μαρκαριστεί και ανοίγει κατάλληλο παράθυρο με τη σχετική επεξήγησή τους (Εικόνα 1). Οι βασικές έννοιες εισάγονται με τη λογική του ελάχιστου κειμένου με βαθμιαία πρόοδο στο ρυθμό του χρήστη, με παρουσίαση σύμφωνη με την εποικοδομητική (κονστρουκτιβιστική) προσέγγιση της διδασκαλίας και της μάθησης.

 Εικόνα 1.

Στη σελίδα του πολυμεσικού εικονικού εργαστηρίου ο μαθητής εκτελεί διαδραστικά το βασικό πείραμα του μαθήματος, που είναι ένα εικονικό πείραμα καθοδηγούμενης ανακάλυψης με πάγκο εργασίας και «εργαλιοθήκη» με τα αναγκαία όργανα και συσκευές, φύλλο εργασίας με οδηγίες, παρατηρήσεις, μετρήσεις, διάλογους

 Εικόνα 2.

μαθητή-καθηγητή, συμπεράσματα (Εικόνα 2). Το εικονικό εργαστήριο δεν καταργεί το κλασικό σχολικό εργαστήριο φυσικών επιστημών, το συμπληρώνει. Για το λόγο αυτό εξάλλου υπάρχει ενσωματωμένος Εργαστηριακός Οδηγός με φύλλα εργασίας κλπ. (Περισσότερες λεπτομέρειες πλοήγησης υπάρχουν στη ΒΟΗΘΕΙΑ.)

 
     
   

 

 
    3 Ο εργαστηριακός οδηγός  
   


Ο Εργαστηριακός Οδηγός περιέχει εννέα εργαστηριακές ασκήσεις (πειράματα καθοδηγούμενης ανακάλυψης) συμπληρωματικές των αντίστοιχων Εικονικών Εργαστηρίων.   Για το κάθε πείραμα υπάρχει φύλλο εργασίας, που μπορεί να εκτυπωθεί, με τον τίτλο και τους  στόχους της εργαστηριακής άσκησης, τις εισαγωγικές γνώσεις, τα όργανα και τα υλικά που θα χρησιμοποιηθούν, τους πιθανούς κινδύνους που μπορούν να παρουσιαστούν, τη βήμα προς βήμα καθοδήγηση για την εκτέλεση του πειράματος και ενσωματωμένο φύλλο απαντήσεων με ερωτήσεις και πίνακες, όπου υπάρχουν, έτοιμους προς συμπλήρωση ( Εικόνα 3).

Εικόνα 3.

4 Το «βιβλίο του καθηγητή»


Ο σχεδιασμός της διδασκαλίας είναι αναπόσπαστο κομμάτι της διδακτικής πράξης. Ένας "οδηγός για τη διδασκαλία" σκόπιμο είναι να προτείνει τρόπους που θα βοηθήσουν το διδάσκοντα να διαμορφώσει τις δικές του διδακτικές προσεγγίσεις και όχι να τον καθοδηγεί βήμα προς βήμα, μια και ο εκπαιδευτικός της τάξης έχει το δικό του σχεδιασμό διδασκαλίας για το  κάθε μάθημα. Όμως η διδασκαλία είναι αναγκαίο να βρίσκεται στο πλαίσιο των διδακτικών στόχων του αναλυτικού προγράμματος σπουδών, το περιεχόμενο της ενότητας (μαθήματος) και την ατομικότητα των μαθητών. Κάτι ιδιαίτερα δύσκολο στη διαχείριση ενός ηλεκτρονικού βιβλίου που είναι μια καινοτομική διδακτική/ μαθησιακή προσέγγιση. Επειδή στο «νέο» αυτό το περιβάλλον ο ρόλος του διδάσκοντα αλλάζει και αναπτύσσεται δυναμικά αλλά σε διαφορετικό πλαίσιο.

 Ο εκπαιδευτικός ελέγχει, πλέον, τη  διαδικασία της διδασκαλίας και της μάθησης καθοδηγώντας τους μαθητές στο εργαστήριο φυσικών επιστημών ή/ και στο εργαστήριο πληροφορικής, τους ενθαρρύνει να εργάζονται ομαδικά και τους υποστηρίζει με συμβουλές όταν αντιμετωπίζουν προβλήματα. Έτσι, μεταξύ άλλων, ο καθηγητής της τάξης πρέπει να μπορεί κατά τη διάρκεια της διδασκαλίας με το ΜΕΤΑβιβλίο:

  • Να παρακολουθεί την αλληλεπίδραση του κάθε μαθητή με το λογισμικό κοιτάζοντας λ.χ.  στην αντίστοιχη οθόνη του υπολογιστή ή του tablet ΡC.
  • Να ελέγχει το αποτέλεσμα της εργασίας των μαθητών μέσα από φύλλα εργασίας, που θα τους ζητά σε έντυπη ή σε ηλεκτρονική μορφή.
  • Να συνδυάζει ένα πείραμα επίδειξης με το αντίστοιχο (ή παράλληλο) εικονικό πείραμα του λογισμικού.
  • Να καθοδηγεί  τους μαθητές στο εργαστήριο κατά την εκτέλεση των πειραμάτων του εργαστηριακού οδηγού και να συζητά μαζί τους τα αποτελέσματα.
  • Να προσαρμόζει το διαθέσιμο εκπαιδευτικό υλικό στις πραγματικές συνθήκες του σχολικού προγράμματος ή των γνωστικών ικανοτήτων των μαθητών του (λ.χ. δεν είναι πάντοτε διαθέσιμο το εργαστήριο ή οι μαθητές του διπλανού τμήματος μπορεί να έχουν διαφορετική μαθησιακή συμπεριφορά).
  • Να μπορεί με την ανάθεση κατάλληλων έργων να παρακολουθεί «εκ των υστέρων» την αλληλεπίδραση του κάθε μαθητή με το λογισμικό, όταν αυτός το χρησιμοποιεί στο σπίτι.

 

Εικόνα 4.

Στον παρόντα οδηγό της διδασκαλίας (ΒΙΒΛΙΟ ΚΑΘΗΓΗΤΗ)  δίνεται ένας συνοπτικός σχεδιασμός για το καθένα από τα μαθήματα του ΜΕΤΑβιβλίου, που περιλαμβάνει: τους διδακτικούς στόχους, τις βασικές ιδέες του μαθήματος, τις εννοιολογικές δυσκολίες, τις λέξεις κλειδιά και τα (προτεινόμενα) βήματα διαχείρισης του μαθήματος.

 Ως προς τη διδακτική στοχοθεσία το παρόν λογισμικό ακολουθεί τη γενικά αποδεκτή γνωστική ταξινομία του Bloom. Και τούτο επειδή  ο τρόπος που οργανώνεται η πληροφορία σε ένα πολυμεσικό περιβάλλον  μπορεί να ακολουθεί τα επίπεδα της  γνωστικής ταξινομίας.

 Οι βασικές ιδέες του μαθήματος παρουσιάζουν σε αδρές γραμμές τις έννοιες ή τις δραστηριότητες που αποτελούν το διδακτικό περιεχόμενο της  ενότητας και σε σύνδεση με το προηγούμενο. Παράλληλα, στο σχεδιασμό και στην υλοποίηση του κάθε πολυμεσικού μαθήματος, για τις έννοιες που διαπραγματεύεται (λέξεις-κλειδιά), έχουν ληφθεί υπόψη οι αντίστοιχες εννοιολογικές δυσκολίες, που εστιάζουν την προσοχή του διδάσκοντα σε αυτό που ονομάζουμε  «ιδέες των μαθητών». Και αυτό επειδή έχει παρατηρηθεί ότι οι μαθητές είναι  δυνατό να εφαρμόζουν τις επιστημονικές ιδέες σε προβλήματα εξετάσεων και λοιπών σχολικού τύπου δοκιμασίες, αλλά  αδυνατούν να τις εφαρμόσουν εκτός σχολείου για την ερμηνεία των φυσικών φαινομένων. Με άλλα λόγια τα παιδιά πριν ακόμη φοιτήσουν στο σχολείο έχουν διαμορφώσει μια άποψη για τα φυσικά φαινόμενα και έχουν δώσει τη δική τους ερμηνεία για αυτά.

Οι  αποκαλούμενες ιδέες των μαθητών έχουν μια παγκοσμιότητα και συγκροτούν ερμηνευτικά μοντέλα για τα φυσικά (και άλλα) φαινόμενα. Φανερό είναι και η έρευνα έχει οι επιβεβαιώσει, ότι τα παιδιά διαμορφώνουν τις ιδέες τους για τα φυσικά φαινόμενα και τον κόσμο μέσω των αλληλεπιδράσεων, την κοινωνική επαφή και τη γλώσσα. Με αυτές προσπαθούν  να προβλέψουν και να ερμηνεύσουν ό,τι υποπίπτει στην αντίληψή τους, αλλά και το πώς και γιατί λειτουργεί ο κόσμος.  

Οι ιδέες των παιδιών  (που δεν είναι απλές παρανοήσεις που ίσως οφείλονται σε κακή πληροφόρηση) μπορούν να ομαδοποιηθούν, έχουν γενικότητα και διαχρονική ισχύ. Μερικές μάλιστα από αυτές είναι τόσο καλά εδραιωμένες, που δεν αλλάζουν με τη διδασκαλία. Στο εποικοδομητικό μοντέλο  διδασκαλίας και μάθησης  οι ιδέες των μαθητών παίζουν κυρίαρχο ρόλο.  

Προφανώς στο ΜΕΤΑβιβλίο η διάθρωση της κάθε διδακτικής ενότητας αποτελεί αυτή καθεαυτή ένα σχέδιο μαθήματος ωριαίας διδασκαλίας. Ως εκ τούτου  τα (προτεινόμενα) βήματα διαχείρισης του μαθήματος σκοπό έχουν τον εμπλουτισμό της διδασκαλίας στην τάξη ή στο εργαστήριο (μια και το ΜΕΤΑβιβλίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί και αυτοτελώς από τον μαθητή στο σπίτι).Έτσι, τα βήματα διαχείρισης του μαθήματος του οδηγού διδασκαλίας σκόπιμο είναι να υλοποιούνται μέσα από τη χρήση ενός φθίνοντος «πλαισίου στήριξης» (ή καθοδηγούμενης μάθησης με σταδιακή απόσυρση της καθοδήγησης), που περιλαμβάνουν γεγονότα μάθησης όπως:

  • Πληροφόρηση του μαθητή για τους στόχους του μαθήματος και παροχή κινήτρων.
  • Ανάκληση προηγούμενης γνώσης.
  • Παρουσίαση περιεχομένου.Πειραματικές δραστηριότητες.
  • Παροχή  καθοδήγησης.
  • Εξαγωγή συμπερασμάτων και αποτελεσμάτων.
  • Ανάπτυξη της μνήμης και μεταφορά μάθησης.

Υπόψη ότι η δόμηση και επεξεργασία της κάθε ενότητας (Παρουσίαση περιεχομένου-Πειραματικές δραστηριότητες-Παροχή  καθοδήγησης) έχει ως κέντρο αναφοράς το Εικονικό Εργαστήριο. Από τις πειραματικές δραστηριότητες που προτείνονται για το κάθε μάθημα, το  πείραμα επίδειξης μπορεί να γίνει είτε στο στάδιο της αφόρμησης είτε αργότερα κατά την παρουσίαση του περιεχομένου  και κατά την εκτίμησή του διδάσκοντα πριν ή μετά το Εικονικό Εργαστήριο.  Η εργαστηριακή άσκηση των μαθητών καλό είναι να ακολουθήσει μετά την επεξεργασία της ενότητας.

5 Βιβλιογραφία

 
Α. Σχολικά εγχειρίδια:

1.Αντωνίου, Ν., Βαλαδάκης, Α., Δημητριάδης, Π., Παπαμιχάλης, Κ., Παπατσίμπα, Λ. (2001), Φυσική β’ γυμνασίου, εκδ. ΟΕΔΒ, Αθήνα (συνοδεύεται από Εργαστηριακό Οδηγό και Βιβλίο του Καθηγητή).

2. Καραπαναγιώτης, Β., Παπασταματίου, Ν., Φέρτης, Α. και Χαλέτσος, Χ. (2000), Φυσική β΄ γυμνασίου, εκδ. ΟΕΔΒ, Αθήνα (συνοδεύεται από Εργαστηριακό Οδηγό, Τετράδιο Εργαστηριακών Ασκήσεων και Δραστηριοτήτων και Βιβλίο του Καθηγητή).

3. Θεοδότου, Ν., Σάββα, Δ. (2001) Βήματα στη Φυσική β΄ Γυμνασίου, Εκδόσεις Υπουργείου Παιδείας Κύπρου, Λευκωσία.

4. Pople, S. (1998) Physics Coordinate Science, Oxford University Press.

Β. Ενδεικτική  βιβλιογραφία για θέματα διδακτικής των φυσικών επιστημών:

1. Arons, A.(1992) Οδηγός Διδασκαλίας της Φυσικής, εκδ. Τροχαλία, Αθήνα.

2. Driver R., Guesne, E., Tiberghien, A. (1993) Οι Ιδέες των Παιδιών στις Φυσικές Επιστήμες, εκδ. ΕΕΦ-Τροχαλία, Αθήνα.

3. Driver R., Squires, A., Rushworth, P., Wood-Robinson, V. (1998) Οικο- Δομώντας τις Έννοιες των Φυσικών Επιστήμων, εκδ. Τυπωθήτω, Αθήνα.

4. Ζησιμόπουλος, Γ., Καφετζόπουλος, Κ., Μουτζούρη-Μανούσου, Ε., Παπασταματίου, Ν. (2002) Θέματα  Διδακτικής για τα Μαθήματα  των Φυσικών Επιστήμων, Εκδόσεις Πατάκη, Αθήνα.

5.Κόκκοτας, Π. (1997) Σύγχρονες Προσεγγίσεις στη Διδασκαλία των Φυσικών Επιστημών, εκδ. Γρηγόρη, Αθήνα.

6. Κουλαϊδής, Β. (επιμ.)(1986) Αναπαραστάσεις του Φυσικού Κόσμου, εκδ. Gutenberg, Αθήνα.

7. Μικρόπουλος, Α. (2000) Εκπαιδευτικό Λογισμό, εκδ. Κλειδάριθμος, Αθήνα.

8. Πρέζας, Π.(2003) Θεωρίες Μάθησης και Εκπαιδευτικό Λογισμικό, εκδ. Κλειδάριθμος, Αθήνα.

9. Σπυροπούλου-Κατσάνη, Δ.(2000) Διδακτικές και Παιδαγωγικές Προσεγγίσεις των Φυσικών Επιστημών, εκδ. Τυπωθήτω, Αθήνα.

10. Σταυρίδου Ε.(1995) Μοντέλα Φυσικών Επιστημών και Διαδικασίες Μάθησης, εκδ. Σαββάλα, Αθήνα.

Γ. Σχετικά εκπαιδευτικά λογισμικά:

1. Μ.Α.Θ.Η.Μ.Α. (2001) Εκπαιδευτικό Λογισμικό Φυσικής Γυμνασίου (εικονικά   εργαστήρια, προσομοιώσεις, ερωτήσεις-ασκήσεις), εκδ. ΥΠΕΠΘ/ΠΙ.

2. phenOpt,  Εκπαιδευτικό Λογισμικό (προσομοιώσεις ) Oπτικής (http://www.uni-potsdam.de/u/physik/didaktik/homepage/phenopt.htm)

Δ. Ενδεικτικοί σχετικοί δικτυακοί τόποι ( όπου κατά περίπτωση υπάρχουν προσομοιώσεις πειραμάτων, σχέδια μαθήματος, ερωτήσεις - ασκήσεις κλπ. στην αγγλική γλώσσα):