H αντιπαράθεση επιχειρημάτων στη διδασκαλία της φύσης των φυσικών επιστημών

Abstract

The current PhD thesis focuses on the following research questions: 1. In which way may argumentation contribute to the teaching of science and about science (nature of science)? 2. What main characteristics audiovisual instructional material should carry in order to support argumentation the teaching of and about science (nature of science)? In the first part of this PhD thesis, a review on the role of argumentation in the evolution of human communication and social relations is presented focusing on the advantages of the implementation of argumentation as a teaching strategy and on the effect of the use of argumentation on science teaching and learning in science education and especially concerning research in the context of scientific literacy. Presenting the Greek case, this first part concludes with a complete proposal of using argumentation teaching scenarios in the classroom that support contemporary Greek science curricula. In the second part of the PhD thesis, the design, development, application and evaluation of a series of case studies on a variety of populations about global warming is presented aiming on recording the potential of the use of argumentation in teaching of science and about science (nature of science). Greenhouse, a film about global warming has been designed, developed and evaluated in order to trigger argumentation to a variety of audiences. All argumentations taking place during the case studies in primary and secondary education as well as in pre- and in-service teacher training have been recorded and evaluated in a comparative analysis using the GNOSIS research model (GNOSIS is an acronym for Guidelines for Nature Of Science Introduction to Scientific literacy). Pre- and post-tests with questionnaires have been carried out focusing on both evaluating the teaching of science and the teaching concerning the nature of science, while data coming from the three questionnaires used have also been comparatively analyzed. Data analysis indicates the following conclusions concerning the research questions of the current thesis: a) Argumentation contributes highly in the teaching of science and about science (nature of science) in primary, secondary and tertiary education (pre- and in-service teacher training), whereas the impact of the teaching strategy varies, depending on the particular circumstances and the specific target group. a) Audiovisual instructional material that supports an argumentation should be informed and in balance presenting all contemporary scientific theories and perspectives as well as the opinions of not-experts regarding the topic of an argumentation. Audiovisual instructional material in order to support and trigger an argumentation for science education should be multi-faced, to the point, frugal, friendly and having a structure based on nature of science.

Η διδακτορική διατριβή αναζητά την απάντηση στα ακόλουθα ερευνητικά ερωτήματα: 1. Πώς η αντιπαράθεση επιχειρημάτων μπορεί να συμβάλει: α) στη διδασκαλία των φυσικών επιστημών και ειδικότερα β) στη διδασκαλία της φύσης των φυσικών επιστημών; 2. Ποια χαρακτηριστικά θα πρέπει να έχει οπτικοακουστικό διδακτικό υλικό για να υποστηρίζει την αντιπαράθεση επιχειρημάτων; Στο πρώτο μέρος της διατριβής παρουσιάζεται μια ιστορική αναδρομή στο ρόλο που έχει διαδραματίσει η αντιπαράθεση επιχειρημάτων στην ανθρώπινη επικοινωνία, διερευνώνται τα πλεονεκτήματα της εφαρμογής της ως διδακτικής πρακτικής σε διάφορα πεδία και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των ερευνών σχετικά με τη συγκεκριμένη στρατηγική στη διδασκαλία των φυσικών επιστημών. Παρουσιάζονται και τεκμηριώνονται οι προϋποθέσεις και οι περιορισμοί για την εφαρμογή της αντιπαράθεσης επιχειρημάτων και τα αποτελέσματα και τα συμπεράσματα των προγενέστερων ερευνών στο χώρο της διδακτικής των φυσικών επιστημών στα πλαίσια του γραμματισμού στις φυσικές επιστήμες. Ως αποτέλεσμα της έρευνας και της μελέτης των σύγχρονων αναλυτικών προγραμμάτων σπουδών στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια εκπαίδευση στην Ελλάδα, στα πλαίσια της διατριβής, το πρώτο μέρος της εργασίας καταλήγει σε συγκεκριμένες προτάσεις για διδασκαλία ενοτήτων των φυσικών επιστημών με εφαρμογή της αντιπαράθεσης επιχειρημάτων. Στο δεύτερο μέρος της διδακτορικής διατριβής σχεδιάζεται και υλοποιείται έρευνα για την αξιολόγηση της αντιπαράθεσης επιχειρημάτων στη διδασκαλία των φυσικών επιστημών. Περιγράφονται αναλυτικά τα στάδια σχεδιασμού και δημιουργίας της ταινίας Θερμοκήπιο, η οποία λειτουργεί ως αναγκαίο ερέθισμα για να ξεκινήσει μια αντιπαράθεση, καθώς και η ανάλυσή της με το μοντέλο Γνώση – GNOSIS. Στη συνέχεια παρουσιάζονται μια σειρά από εφαρμογές της αντιπαράθεσης επιχειρημάτων (με αντικείμενο την υπερθέρμανση του πλανήτη και τους προτεινόμενους τρόπους για την αντιμετώπιση της) σε μελλοντικούς και εν ενεργεία εκπαιδευτικούς και σε μαθητές της Πρωτοβάθμιας και Δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης. Οι βιντεοσκοπημένες αντιπαραθέσεις επιχειρημάτων αναλύονται συγκριτικά, τόσο μεταξύ τους όσο και με την ταινία Θερμοκήπιο, χρησιμοποιώντας το μοντέλο Γνώση – GNOSIS. Ακόμα μελετώνται συγκριτικά τρία ερωτηματολόγια που καταγράφουν τα δεδομένα των εφαρμογών, διερευνώντας πριν και μετά από κάθε εφαρμογή τις απόψεις των συμμετεχόντων για την κλιματική αλλαγή και το φαινόμενο του θερμοκηπίου και για τη φύση των φυσικών επιστημών. Η ανάλυση των αποτελεσμάτων της έρευνας οδηγεί στα ακόλουθα συμπεράσματα: α) Το οπτικοακουστικό υλικό που υποστηρίζει μια αντιπαράθεση επιχειρημάτων θα πρέπει να παρουσιάζει με ισορροπία όλες τις σύγχρονες θεωρίες και οπτικές πάνω στο θέμα της αντιπαράθεσης αλλά και τις απόψεις μη-ειδικών και να είναι πολυτροπικό, άμεσο, λιτό και φιλικό, ενώ θα πρέπει τη δομή του να διατρέχει ως ραχοκοκαλιά η φύση των φυσικών επιστημών. β) Η αντιπαράθεση επιχειρημάτων συμβάλλει σημαντικά στη μάθηση τόσο του περιεχομένου των φυσικών επιστημών όσο και στη μάθηση της φύσης των φυσικών επιστημών σε όλους τους διερευνώμενους πληθυσμούς με αντίκτυπο που ποικίλλει ανάλογα με τις συνθήκες και τη θεματική στις διαφορετικές βαθμίδες εκπαίδευσης.