Το ενεργειακό αποτύπωμα και η διερεύνηση του επιπέδου κατανόησής του απο μαθητές/τριες της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης: προσπάθεια για εννοιολογική ανάπτυξη και ενεργό συμμετοχή τους στη μείωσή του μέσω διδακτικής παρέμβασης

Abstract

Global climate change is also caused by anthropogenic greenhouse gas emissions (GHGs). One approach to their measurement, related to energy use at the various life cycle stages of everyday products or services, is the Energy Footprint (EF). The EF refers to the total amount of anthropogenic GHGs emitted through the entire life cycle of a product or service (raw materials, production, transportation, use, final disposal). In the literature review, the majority of scientific research has been focused on the EF indirectly, namely through the ecological footprint (ECF) and not directly to it. It also emphasizes on measuring the EF of students or school buildings, and to the comparison of its measure before and after administrative - rather than teaching - interventions (TIs) aiming to reduce it. Moreover, currently, and in the best of our knowledge, no research has yet examined the understanding of these concepts among students attending Greek schools. Addressing this gap is the primary objective of this PhD thesis. Therefore, the purpose of this PhD research is to investigate the level of secondary school students' understanding of the concept of EF and to try to develop the concept and actively participate in its reduction through TIs. The methodological design included a large-scale survey on the level of students' understanding of the concept of EF (cross-age survey, 1st main study) and a TI with pre/post assessment conducted without a control group (semi-experimental approach, 2nd main study). For the first study, a questionnaire was developed with twelve images depicting everyday products or services, in which 416 secondary school students from the greater metropolitan area of Thessaloniki- Greece were participated. In the second study, a 20-hour Teaching-Learning Sequence (TLS) was developed based on the findings of the first main study and implemented to 81 seventh-grade students, aiming to change their perceptions and practices towards sustainable energy use. Students’ learning and understanding on EF was assessed both before and after the implementation of the TI using same research tools: (1) a questionnaire with images from the first main study and (2) the measurement of ECF through the Greek online ECF calculator. Additionally, interviews were conducted with 36 students, after the end of the teaching intervention, using a structured note-taking form, to assess their general impression and evaluation of the TLS. The findings from the first study indicate that students have difficulties to comprehend the concept of EF, despite recognizing the negative environmental impact of energy use. Their understanding of energy use is primarily limited to the use stage of their life cycle, but they are not able to identify cases where energy use is reduced or does not exist at all. They realize that the greatest negative impact on the environment is caused by energy consumption itself, gas emissions and products disposal, whereas increased food production and the facilitation of human life and transportation are seen as positive impacts of energy use on the environment. Notably, while food and water consumption are among the most significant domains to EF, students do not consider them as key priority areas for energy reduction. However, it is observed that as the grade level of participating students increases, their understanding of EF and awareness of the environmental impacts of energy use it is also improved. The results of the second study indicate that after the TI, students demonstrated a significant improvement in their understanding on EF, and especially the recognition of energy use at all stages of a product life cycle, such as in raw materials, manufacturing, transportation, use and final disposal. Students also recognized to a greater extent the negative impact of energy use on the environment. Additionally, there was a sound improvement in the recognition of the cases of reduced or non-existent EF. Regarding the suggested ways to reduce energy use, after the TI, the number of students reporting them increased, with changes in food consumption exhibiting the greatest increase. These findings highlight the critical role of TI in the understanding of the environmental issues. Furthermore, the results from the assessment of students’ individual EF (second research tool) indicate that, after teaching, it was decreased across all of its domains. Finally, regarding the evaluation of the TI (third research tool), findings indicated that students found it interesting, learning the concept of EF in an experiential, fun and different way from other subjects. However, as the EF is a valuable tool for understanding human impact on the environment and for identifying appropriate measures to reduce GHGs, further research involving students from other schools and cities is necessary. Additionally, it is recommended that the EF concept should be integrated into curricula and the wider educational process. By comprehending the concept of EF, students, as future citizens, can raise awareness and, in turn, modify their daily energy consumption habits, making them more sustainable.

Η παγκόσμια κλιματική αλλαγή οφείλεται και στις ανθρωπογενείς εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Μία προσέγγιση μέτρησής τους, που σχετίζεται με τη χρήση ενέργειας στα διάφορα στάδια του κύκλου ζωής καθημερινών προϊόντων ή υπηρεσιών, είναι το Ενεργειακό Αποτύπωμα (ΕΑ), το οποίο αναφέρεται στη συνολική ποσότητα των ανθρωπογενών θερμοκηπιακών αερίων (GHGs) που παράγονται για ένα προϊόν ή μια υπηρεσία σε όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής τους (πρώτες ύλες, κατασκευή, μεταφορά, χρήση, τελική απόθεση). Από τη βιβλιογραφική ανασκόπηση προέκυψε ότι η πλειοψηφία των μέχρι τώρα επιστημονικών ερευνών αφορά στην ενασχόληση με το ΕΑ έμμεσα, μέσω του οικολογικού αποτυπώματος (ΟΑ) και όχι άμεσα και απ’ ευθείας με αυτό. Περαιτέρω, επικεντρώνεται στη μέτρηση του ΕΑ μαθητών/τριών ή εκπαιδευτικών μονάδων, με τη σύγκρισή του και με διοικητικές -και όχι διδακτικές- παρεμβάσεις (ΔΠ) με σκοπό τη μείωσή του. Επίσης, μέχρι σήμερα και από όσο είναι δυνατόν να γνωρίζουμε, δεν υπάρχουν έρευνες για την κατανόηση των εννοιών αυτών από μαθητές/τριες που φοιτούν σε ελληνικά σχολεία και την έλλειψη αυτή έρχεται να συμπληρώσει η παρούσα διδακτορική διατριβή. Συνεπώς, σκοπός της παρούσας ερευνητικής εργασίας αποτελεί η διερεύνηση του επιπέδου κατανόησης της έννοιας του ΕΑ από μαθητές/τριες της Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης και η προσπάθεια για εννοιολογική ανάπτυξη και ενεργού συμμετοχής τους στη μείωσή του μέσω ΔΠ. Ο μεθοδολογικός σχεδιασμός περιλάμβανε μεγάλης κλίμακας έρευνα επισκόπησης σχετικά με το επίπεδο κατανόησης της έννοιας του ΕΑ από μαθητές/τριες (διηλικιακή έρευνα, 1η κύρια έρευνα) και ΔΠ με αξιολόγηση πριν/μετά, χωρίς τη χρήση ομάδας ελέγχου (ημι-πειραματική μέθοδος, 2η κύρια έρευνα). Για την πρώτη έρευνα αναπτύχθηκε ερωτηματολόγιο δώδεκα εικόνων οι οποίες απεικονίζουν καθημερινά προϊόντα ή υπηρεσίες και στην οποία συμμετείχαν 416 μαθητές/τριες Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης του ευρύτερου πολεοδομικού συγκροτήματος Θεσσαλονίκης. Στη δεύτερη έρευνα, που ακολούθησε μετά την ανάλυση των δεδομένων από την πρώτη, σχεδιάστηκε μία Διδακτική Μαθησιακή Ακολουθία (ΔΜΑ) διάρκειας 20 διδακτικών ωρών, η οποία και εφαρμόστηκε σε 81 μαθητές/τριες Α΄ Γυμνασίου, με σκοπό την αλλαγή των αντιλήψεων και πρακτικών τους προς την αειφορική χρήση ενέργειας, μειώνοντας το ΕΑ τους. Ελέγχθηκε η αρχική (pre) και η μετά (post) της ΔΠ αξιολόγηση της μάθησης και κατανόησής τους, περί του ΕΑ, μέσω της χορήγησης των ίδιων ερευνητικών εργαλείων (1. Ερωτηματολόγιο δώδεκα εικόνων πρώτης έρευνας, 2. Μέτρηση του ΟΑ με τη χρήση του ελληνικού διαδικτυακού μετρητή ΟΑ). Περαιτέρω, μόνο μετά τη ΔΠ, για τη γενική εντύπωση και αξιολόγηση της ΔΠ έλαβε χώρα προφορική συνέντευξη σε 36 μαθητές/τριες με τη χρήση εντύπου καταγραφής σημειώσεων. Από τα αποτελέσματα της πρώτης έρευνας προκύπτει ότι οι μαθητές/τριες δυσκολεύονται να κατανοήσουν την έννοια του ΕΑ, παρόλο που αναγνωρίζουν την αρνητική επίδραση της χρήσης ενέργειας στο περιβάλλον. Αντιλαμβάνονται τη χρήση ενέργειας κυρίως στο στάδιο της χρήσης, ωστόσο δεν είναι σε θέση να εντοπίσουν περιπτώσεις όπου το ΕΑ είναι μειωμένο ή δεν υφίσταται καθόλου. Αναφέρουν ότι ο μεγαλύτερος αρνητικός αντίκτυπος στο περιβάλλον προκαλείται από την ίδια την κατανάλωση ενέργειας, τις εκπομπές αερίων και την απόρριψη των προϊόντων, ενώ αντίθετα η αυξημένη παραγωγή τροφίμων και η διευκόλυνση της ανθρώπινης ζωής και των μεταφορών θεωρούνται θετικές επιπτώσεις της χρήσης ενέργειας στο περιβάλλον. Επίσης, η κατανάλωση τροφής και νερού, αν και είναι από τους σημαντικότερους τομείς επιβάρυνσης του ΕΑ, οι μαθητές/τριες δεν τους προτείνουν ως βασικούς τομείς μείωσης της χρήσης ενέργειας. Ωστόσο, παρατηρείται ότι όσο αυξάνεται η τάξη φοίτησης των συμμετεχόντων/ουσών μαθητών/τριών, τόσο αυξάνεται το επίπεδο κατανόησης του ΕΑ και η συνειδητοποίηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων από την χρήση ενέργειας. Τα αποτελέσματα της δεύτερης έρευνας δείχνουν ότι μετά τη ΔΠ βελτιώθηκε σε μεγάλο βαθμό το επίπεδο κατανόησης των μαθητών/τριών για το ΕΑ, και ειδικά η αναγνώριση χρήσης ενέργειας σε όλα τα στάδια του κύκλου ζωής των προϊόντων, όπως στις πρώτες ύλες, στην κατασκευή, στη μεταφορά, στη χρήση αλλά και στην τελική διάθεση. Επίσης, αναγνώρισαν σε μεγαλύτερο βαθμό την αρνητική επίδραση της χρήσης ενέργειας στο περιβάλλον. Επίσης, παρατηρήθηκε αισθητή βελτίωση στην αναγνώριση περιπτώσεων μειωμένου ή μη υπαρκτού ΕΑ. Σχετικά με τους προτεινόμενους τρόπους μείωσης της χρήσης ενέργειας, μετά τη ΔΠ αυξήθηκαν οι μαθητές/τριες που τους αναφέρουν, με τις αλλαγές στην κατανάλωση τροφής να έχουν την μεγαλύτερη αύξηση. Με τον τρόπο αυτό τονίζεται ταυτόχρονα και η σημασία της ΔΠ στα περιβαλλοντικά ζητήματα. Περαιτέρω, τα αποτελέσματα, από τη μέτρηση του ατομικού ΟΑ των μαθητών/τριών (δεύτερο ερευνητικό εργαλείο), καταδεικνύουν ότι μετά τη ΔΠ, αυτό μειώθηκε σε όλους τους θεματικούς άξονες. Τέλος, όσον αφορά την αξιολόγηση της ΔΠ (τρίτο ερευνητικό εργαλείο), αποδεικνύεται ότι οι μαθητές/τριες την βρήκαν ενδιαφέρουσα, μαθαίνοντας με βιωματικό, διασκεδαστικό και διαφορετικό από τα άλλα μαθήματα τρόπο, την έννοια του ΕΑ. Επειδή, όμως, το ΕΑ είναι ένα χρήσιμο εργαλείο όχι μόνο για την κατανόηση των ανθρώπινων επιδράσεων στο περιβάλλον, αλλά και για την προώθηση κατάλληλων περιβαλλοντικών δράσεων που θα βοηθήσουν στη μείωσή του, προτείνεται η συνέχιση της έρευνας και σε μαθητές/τριες άλλων σχολείων και άλλων πόλεων. Περαιτέρω, προτείνεται η ενσωμάτωση της διδασκαλίας της έννοιας του ΕΑ σε όλο και περισσότερα διδακτικά αντικείμενα στα Αναλυτικά Προγράμματα Σπουδών (ΑΠΣ) και στην ευρύτερη εκπαιδευτική διαδικασία. Κατανοώντας οι μαθητές/τριες την έννοιά του, ως μελλοντικοί πολίτες, μπορούν να ευαισθητοποιηθούν και κατ’ επέκταση να τροποποιήσουν τις καθημερινές τους συνήθειες περί χρήσης ενέργειας, καθιστώντας τις περισσότερο βιώσιμες.