Η βιοπαιδαγωγική-διδακτική αρχή της εμπέδωσης στο μάθημα της βιολογίας: θεωρητική και εμπειρική προσέγγιση

Abstract

Our research focuses on the theoretical review of the relationship of the biological background of a pupil with his/her learning capacity, as well as on the experimental application of the new learning theory of Biopedagogism in the teaching/learning/assessment (T-L-A) of biology to pupils in the crucial early adolescent High School (HS) stage.The first part begins with an introductory historical overview of the conceptual content and the importance of the learning capacity, of the diversity in the approach of the learning process and of the many different learning models adopted by the social fabric. We refer to the characteristics of modern society and the interdisciplinary, of extremely high specialization and expertise scientific conditions that have lead to the revision of known theoretical frameworks and concepts in both pedagogy and didactics. An analysis of the content of the concepts learning, consolidation and performance and the relationship between competences, skills and learning follows, both in biological systems in general and especially in Homo sapiens, in the hierarchical framework of phylogeny and ontogeny. Explaining the differences between learning and consolidation, we justify the equation the two concepts in the course of our research, as described in modern pedagogical concept and teaching methodology. We present current data regarding the biological mechanisms of the learning process, specifying on the neural biological background. After a brief comprehensive analysis of the most important factors that affect the learning process, such as time, memory and motivation, we present the fundamental principles of effective learning, the importance of evaluation-feedback and the contemporary methodology for measuring learning-consolidation-performance. Τhe key biological aspects related to learning in learning theories that belong to the school of behaviorism, cognitive theories, the school of constructivism, the sociocultural theories and modern learning theories are presented. We discuss the theoretical framework and the innovative elements of the new interdisciplinary learning theory of Biopedagogism and attempt a critical review of the new theory in relation to classical learning theories. Finally, we present in detail the theoretical framework of the new theory of learning, Biopedagogism. The second part of our research consists of a reference to the main structural parts of a lesson plan in secondary school Biology, according to the main principles of Biopedagogism. The research focuses on the partial control of the new theory of Biopedagogism. Biopedagogism is based on three general principles: on the role of the stage of phylogenesis and ontogenesis of the human brain and of the accordingly proper pedagogical/educational environment in learning outcomes. Four biopedagogic competences are considered crucial to learning: the Technological-Τ, the Socialization-S, the Language-L and the Numeracy/Theorizing-N/T competence. A didactic environment that takes into consideration the developmental stage of the pupil and uses as a methodological tool the right in emphasis and content learning activities, according to the hierarchical dialectical correlation of the four competences, is expected to lead to a maximization in the learning ability. The experiment took place with first grade pupils of public High Schools in Thessaloniki during the years 2011-2013. Emphasis was given to the application of the principles of Biopedagogism into the everyday school practice, in order to discover statistically significant diversification between the control group-C (classes with teaching methodology in agreement with the current conventional didactic methodology according to the Greek Curriculum in Lower Compulsory Secondary Education) and the experimental group-E (classes where teaching methodology followed strictly the principles of the learning theory of Biopedagogism), regarding school performance in biology, the cultivation of the four biopedagogical competences and their six distinctive characteristics. The innovative investment/instruction of the four biopedagogic competences in the E classes was multidimensional, multimodal and multifaceted, with their hierarchical and interactive teaching/learning being in accordance to the natural competences᾽ evolutionary origin and developmental appearance. The evaluation of the cultivation of the four biopedagogic competences and six characteristics and of the school performance of the adolescent students took place six times, by the teachers and the researcher, using quantitative and qualitative (student portforlio) parameters and specialized criteria. Data was analyzed using the SPSS and Excel statistical software. The findings show an affirmative strong correlation between biopedagogic teaching and a satisfactory increase in both learning and the acquisition of the four basic competences in adolescent students, as well as a significant contribution of to pupils᾽ increased critical thinking and creativeness. Pupils’ mean competences᾽ performance proved to be higher in all Experimental classes (Es) in comparison to the Control ones (Cs). Findings suggest that the biopedagogic “Inversion Step” (IS), which was also tested, is actually important. The results support “Biopedagogism”’s holistic function, its validity and pedagogic effectiveness, as well as its usefulness in structuring innovative effective curricula.

Aντικείμενο της εργασίας είναι η βιβλιογραφική ανασκόπηση της σχέσης του βιολογικού υπόβαθρου του μαθητή με τη μαθησιακή διεργασία, καθώς και ο πειραματικός έλεγχος της νέας θεωρίας μάθησης του Βιοπαιδαγωγισμού, όπως και η πειραματική διερεύνηση της διδακτικής αρχής της εμπέδωσης υπό το πρίσμα του Βιοπαιδαγωγισμού στο μάθημα της Βιολογίας σε μαθητές στην αρχή της εφηβείας στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση.Στο πρώτο, θεωρητικό τμήμα της εργασίας γίνεται μια σύντομη ιστορική αναδρομή σχετικά με το εννοιολογικό περιεχόμενο και τη σημασία της μαθησιακής ικανότητας/δεξιότητας, τη διαφορετικότητα στην προσέγγιση της μαθησιακής διεργασίας και το πλήθος των διαφορετικών μοντέλων μάθησης που υιοθέτησε ο κοινωνικός ιστός, καθώς και τις εξαιρετικά υψηλής εξειδίκευσης, τεχνογνωσίας και διεπιστημονικότητας επιστημονικές συνθήκες της σύγχρονης κοινωνίας, που οδηγούν στην αναθεώρηση γνωστών θεωρητικών πλαισίων σχετικά με την παιδαγωγική, τη μάθηση και τη διδακτική μεθοδολογία. Ακολουθεί μια συγκριτική βιβλιογραφική ανασκόπηση των εννοιών μάθηση, εμπέδωση και επίδοση και της μεταξύ τους σχέσης, καθώς και μια αποτύπωση της σχέσης μεταξύ ικανοτήτων, δεξιοτήτων και μάθησης, προβαλλόμενων στα βιολογικά συστήματα γενικά και στον Homo sapiens ειδικά, στο ιεραρχικό πλαίσιο της φυλογένεσης και της οντογένεσης. Διευκρινίζονται οι διαφορές μεταξύ μάθησης και εμπέδωσης και αιτιολογείται η ταύτιση των δύο εννοιών στην πορεία της εργασίας, ως μια διεργασία που περιλαμβάνει τόσο τη βαθιά κατανόηση και αποθήκευση της πληροφορίας όσο και την ικανότητα ανάκλησης και ευρείας εφαρμογής της γνώσης. Αναλύονται σύγχρονα δεδομένα σχετικά με τους βιολογικούς μηχανισμούς της μαθησιακής διεργασίας και με τους παράγοντες που επηρεάζουν τη μάθηση, όπως ο χρόνος, η μνήμη και τα κίνητρα. Ακολουθεί μια συγκεντρωτική παρουσίαση των θεμελιωδών αρχών αποτελεσματικής μάθησης, της σημασίας της αξιολόγησης-ανατροφοδότησης και της μεθοδολογίας μέτρησης της μάθησης-εμπέδωσης-επίδοσης. Παρουσιάζονται οι κεντρικοί άξονες και τα στοιχεία της βιολογίας που σχετίζονται με τη μαθησιακή διεργασία σε σημαντικές θεωρίες μάθησης, οι οποίες ομαδοποιούνται σε πέντε σχολές: τη σχολή του Συμπεριφορισμού, τις Γνωσιακές θεωρίες, τη σχολή του Οικοδομισμού, τις Κοινωνικοπολιτισμικές θεωρίες και τις Σύγχρονες θεωρίες μάθησης. Τέλος, παρουσιάζεται εν συντομία το θεωρητικό πλαίσιο και τα καινοτόμα στοιχεία της νέας διεπιστημονικής θεωρίας μάθησης, του Βιοπαιδαγωγισμού, και επιχειρείται μια κριτική επισκόπηση της νέας θεωρίας σε σχέση με κλασικές θεωρίες μάθησης. Στο δεύτερο, πειραματικό τμήμα της εργασίας γίνεται μια αναφορά στη διδακτική της Βιολογίας υπό το πρίσμα των βιοπαιδαγωγικών αρχών. Περιγράφονται τα δομικά στοιχεία σε σχέδια μαθήματος σύμφωνα με τη θεωρία του Βιοπαιδαγωγισμού. Σύμφωνα με το Βιοπαιδαγωγισμό μια διδασκαλία που βασίζεται στην καλύτερη κατανόηση της βιολογικής - εγκεφαλικής διεργασίας του(ης) μαθητή(ριας) μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση της μαθησιακής ικανότητας, σε σχέση με τους παραδοσιακούς τρόπους και μεθοδολογίες διδασκαλίας. Ο πειραματικός έλεγχος της νέας μαθησιακής θεωρίας προσεγγίζει πειραματικά τη διεργασία της μάθησης, λαμβάνοντας υπόψιν τον φυλογενετικό άξονα, το οντογενετικό στάδιο και την κατάλληλη παιδαγωγικο-εκπαιδευτική επένδυση σε μαθητές στην αρχή της εφηβείας. Η έρευνα αφορά τον εμπειρικό έλεγχο της μάθησης/εμπέδωσης/επίδοσης στο μάθημα της Βιολογίας, της καλλιέργειας των τεσσάρων βιοπαιδαγωγικών ικανοτήτων/δεξιοτήτων (Τ, S, L, N/T) και των έξι επιμέρους χαρακτηριστικών τους σε μαθητές(ριες) της Α΄ τάξης του Γυμνασίου κατά τη διάρκεια της ετήσιας διδασκαλίας (2011-2013) στις σχολικές μονάδες. Η διδακτική μεθοδολογία στην πειραματική ομάδα (E-Εxperimental) ακολούθησε πιστά τις αρχές του Βιοπαιδαγωγισμού, με αναφορά στις τέσσερις θεμελιώδεις βιοπαιδαγωγικές ικανότητες/δεξιότητες, στο Βήμα Αναστροφής και στην ποικίλη όσον αφορά τη διάρκεια, την ένταση και το θεματικό περιεχόμενο σχέση αλληλόδρασης των τεσσάρων βιοπαιδαγωγικών δεξιοτήτων, ενώ στην ομάδα ελέγχου (C-Control) ακολούθησε τον παραδοσιακό τρόπο διδασκαλίας, σύμφωνα με τα ισχύοντα ελληνικά Α.Π.Σ και Δ.Ε.Π.Π.Σ.. Η αξιολόγηση του πειράματος έγινε συνολικά έξι φορές, από τους εκπαιδευτικούς και την ερευνήτρια, με τη χρήση ποσοτικών και ποιοτικών δεδομένων (portfolio μαθητή) από δοθέντα κριτήρια. Τα αποτελέσματα από τη στατιστική επεξεργασία των δεδομένων του πειράματος με τα προγράμματα SPSS και Εxcel δείχνουν μια στατιστικώς σημαντική διαφοροποίηση υπέρ της πειραματικής ομάδας, τόσο όσον αφορά τη μάθηση/εμπέδωση όσο και όσον αφορά την καλλιέργεια των βιοπαιδαγωγικών ικανοτήτων/δεξιοτήτων και των έξι χαρακτηριστικών τους. Οι υψηλοί συντελεστές συσχέτισης μεταξύ των βιοπαιδαγωγικών ικανοτήτων/δεξιοτήτων, της μάθησης, της δημιουργικότητας και της κριτικής ικανότητας αναδεικνύουν την πυρηνική συμβολή της διαθεματικότητας στην ολιστική εγκεφαλική λειτουργία σε σχέση με τη μαθησιακή διεργασία. Το σύνολο των αποτελεσμάτων συνηγορούν υπέρ της ορθότητας των ερευνητικών υποθέσεων και των βιοπαιδαγωγικών αρχών, καθώς και της εφαρμοσιμότητας και αποτελεσματικότητας της νέας θεωρίας μάθησης μέσα στη σχολική τάξη. Η εφαρμογή μιας διαφορετικής, σύγχρονης και προσεκτικά σχεδιασμένης βιοπαιδαγωγικής διδακτικής μεθοδολογίας σχετίζεται θετικά με την προοπτική ανανέωσης των παιδαγωγικών θεωρητικών πλαισίων, με στόχο τη βελτίωση της διδακτικής πρακτικής και τη μεγιστοποίηση της μάθησης/εμπέδωσης/επίδοσης των μαθητών.