Διαφοροποίηση διδασκαλίας για την ανάπτυξη επιστημονικού εγγραμματισμού σε μαθητές/τριες υψηλών ικανοτήτων μάθησης στο μάθημα των φυσικών επιστημών

Abstract

Main goal of the research was to investigate the possibility of a successful differentiated teaching for the development of scientific literacy to high ability students in the regular fifth grade classroom in Science. 155 students participated from the A’ and B’ primary school in Avgorou in Famagusta area in Cyprus.At the beginning of the school year children took part in a test for spatial relationships that could predict their ability to understand and act in Science (Task I, M.Shayer). After a long series of other steps 35 children were chosen as high ability students in Science. A draw determined the experimental and control group. The difference between the two groups was the differentiated and enriched teaching by the teacher to the experimental group. Many differentiated and enrichment teaching strategies were used to teach Science to high ability students as a group in the regular classroom. Four teaching units were enriched, Eyes-Vision, Digestive system, Groups of animals-Environmental Adjustment, Friction for 28 teaching hours.The tests’ scores after the differentiated teaching units, an instrument for the children’s competences of scientific methodology and an instrument for the characteristics of a scientific literate person were used for the evaluation of the high ability students’ outcomes by the enriched teaching methods. A statistical analysis of the results, Anova and Logistic Regression, by the SPPS 19 was used and revealed important outcomes with extremely pedagogical and usable value.Fist important research outcome is that the experimental groups for each of the four years of the research’s implementation had better scores at their tests for the enriched units and better scores at their tests’ answers concerning conceptual knowledge, reasoning and analysis, factual knowledge questions. They also had better outcomes at scientific methodology’s competences and at the characteristics of a scientific literate person. It was concluded that gender does not affect the above dependent variables. It was also proved that the students of the experimental groups had better outcomes at their tests while attending the sixth grade.Important pedagogical implications of our research is the fact that it is possible to identify high ability students in Science and teach them as a group with differentiated and enriched teaching methods in the regular classroom in order to develop scientific literacy and scientific methodology’s competences to them.

Βασικός στόχος της έρευνας υπήρξε η διερεύνηση αν είναι επιτυχής πρακτική η διαφοροποίηση και ο εμπλουτισμός της διδασκαλίας για την ανάπτυξη επιστημονικού εγγραμματισμού σε μαθητές/τριες υψηλών ικανοτήτων και προδιαθέσεων μάθησης στο μάθημα των Φυσικών Επιστημών στο δημοτικό σχολείο μέσα στη μεικτή σχολική τάξη της πέμπτης δημοτικού. Στην έρευνα έλαβαν μέρος 155 μαθητές/τριες του Α’ και Β’ δημοτικού σχολείου στο Αυγόρου, στην επαρχία Αμμοχώστου της Κύπρου. Για αυτό το σκοπό τα παιδιά έλαβαν μέρος στην αρχή της σχολικής χρονιάς σε διαγνωστική δραστηριότητα (Task I του M.Shayer) για τις χωροχρονικές σχέσεις η οποία μελετά τη σχέση μεταξύ του επιπέδου σκέψης των παιδιών και της ικανότητάς τους να κατανοήσουν και να λειτουργήσουν στην Επιστήμη. Μέσα από μία σειρά άλλων σταδίων 35 παιδιά επιλέχθησαν για να αποτελέσουν την ομάδα παιδιών με υψηλές ικανότητες και προδιαθέσεις μάθησης στο μάθημα της Επιστήμης. Ακολούθησε κλήρωση των τμημάτων που περιείχαν τις ομάδες των παιδιών αυτών για να αποτελέσουν την ομάδα ελέγχου και την ομάδα πειραματισμού. Τη διαφορά ανάμεσα στις δύο ομάδες καθόρισε η διαφοροποίηση και ο εμπλουτισμός του αναλυτικού προγράμματος μέσω των τεσσάρων τομέων της διδασκαλίας που είναι το πλαίσιο, το περιεχόμενο, οι διαδικασίες επεξεργασίες δεδομένων της διδασκαλίας και τα μαθησιακά προϊόντα της. Υιοθετήθηκαν προς αυτή την κατεύθυνση στρατηγικές εμπλουτισμού και διαφοροποίησης για την υλοποίηση τεσσάρων διδακτικών ενοτήτων από τα βιβλία Πρώτα Βήματα στην Επιστήμη. Διαφοροποιήθηκαν οι ενότητες Μάτια-Λειτουργία όρασης, Πεπτικό σύστημα, Ομάδες Ζώων-Προσαρμογή και η Τριβή στην κίνηση. Ακολούθησαν 28 ωριαίες διδασκαλίες και μία διδακτική περίοδος για το τελικό διαγώνισμα κάθε ενότητας. Για την αξιολόγηση των παιδιών με υψηλές ικανότητες και προδιαθέσεις μάθησης αξιοποιήθηκαν: ένα εργαλείο που αξιολογούσε την αναβάθμιση των δεξιοτήτων επιστημονικής μεθοδολογίας, ένας κατάλογος για την κατάκτηση χαρακτηριστικών επιστημονικά εγγράμματων ατόμων και οι επιδόσεις των παιδιών στα σχολικά τεστ. Ακολούθησε στατιστική ανάλυση Anova και Logistic Regression των αποτελεσμάτων, μέσω του πακέτου στατιστικής ανάλυσης SPSS 19 και αποκαλύφθηκαν ερευνητικά ευρήματα ιδιαίτερα σημαντικά με εξαιρετική παιδαγωγική και χρηστική αξία. Πρώτο ερευνητικό εύρημα είναι πως οι ομάδες πειραματισμού για τις τέσσερις σχολικές χρονιές που εφαρμόστηκε το πρόγραμμα είχαν καλύτερες επιδόσεις στα γραπτά διαγωνίσματά τους στις ενότητες που διδάχθηκαν εμπλουτισμένα, όπως και καλύτερες επιδόσεις σε ερωτήσεις εννοιολογικής κατανόησης, εξήγησης και ανάλυσης, γνώσης των πραγμάτων. Επίσης τα παιδιά των ομάδων πειραματισμού σε μεγαλύτερο ποσοστό από τα παιδιά των ομάδων ελέγχου κατάφεραν να αναβαθμίσουν τις δεξιότητες επιστημονικής μεθοδολογίας και να κατακτήσουν χαρακτηριστικά επιστημονικά εγγράμματου ατόμου. Αποδείχθηκε πως το φύλο δεν επηρεάζει σε στατιστικά σημαντικό επίπεδο τις πιο πάνω μεταβλητές ενώ διερεύνηση των επιδόσεων των παιδιών κατά τη φοίτησή τους στη Στ’ τάξη δημοτικού απέδειξε πως τα παιδιά των ομάδων πειραματισμού διατηρούν υψηλές τις επιδόσεις τους στα διαγωνίσματά τους και κατά τον επόμενο χρόνο μετά τις διαφοροποιημένες διδασκαλίες. Σημαντικές παιδαγωγικές προεκτάσεις της έρευνας αποτελούν η δυνατότητα αναγνώρισης παιδιών με υψηλές ικανότητες και προδιαθέσεις μάθησης στις Φυσικές Επιστήμες, η ομαδοποίηση τους μέσα σε τάξη μεικτών ικανοτήτων και η διδασκαλία τους ταυτόχρονα και παράλληλα με τους υπόλοιπους συμμαθητές/τριές τους μέσω διαφοροποίησης και εμπλουτισμού της διδασκαλίας για την ανάπτυξη σε αυτούς δεξιοτήτων επιστημονικής μεθοδολογίας και χαρακτηριστικών επιστημονικά εγγράμματων ατόμων.