Εφαρμογή και αξιολόγηση της μεθόδου συστημική προσέγγιση στη διδασκαλία και εκμάθηση (SALT) στη διδασκαλία της οργανικής χημείας

Abstract

The purpose of this thesis was the implementation and evaluation of the “Systemic Approach to Teaching and Learning (SATL)” model in teaching upper high school organic chemistry. Furthermore, an attempt was made to present a comprehensive proposal for the systemic teaching of organic chemistry under the current curriculum. To achieve these objectives, appropriate educational material was developed, part of which was used in carrying out empirical research to evaluate the SATL model. This research focused on: (a) developing and evaluating properly designed objective questions as tools for capturing high school students’ meaningful understanding of organic chemistry concepts, (b) developing and evaluating properly designed systemic assessment questions as tools for capturing students’ meaningful understanding as well as measuring their systems thinking, (c) exploring the relationships between students’ meaningful understanding and their relevant prior knowledge, their learning styles, and the level of their systems thinking development, and (d) estimating the effect of SATL techniques on students’ meaningful understanding of organic chemistry concepts. The results indicated that the properly designed systemic and objective questions can be used for effectively assessing meaningful understanding of organic chemistry concepts. Systemic assessment questions give also the potential to determine students’ systems thinking skills in the organic chemistry domain. Students’ meaningful understanding of organic chemistry concepts was uniquely related with their relevant prior knowledge, while no substantial relationship was found with the learning style dimensions that were explored. Overall, there was evidence that the development of systems thinking skills in the organic chemistry domain is related with the enhancement of meaningful understanding of the relative scientific concepts. Finally, the implementation of SATL techniques significantly improved students’ meaningful understanding of organic chemistry concepts.

Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η εφαρμογή και αξιολόγηση του διδακτικού μοντέλου «Συστημική Προσέγγιση στη Διδασκαλία και Εκμάθηση (SATL)» στη διδασκαλία της λυκειακής οργανικής χημείας. Παράλληλα, έγινε προσπάθεια να κατατεθεί μια ολοκληρωμένη πρόταση για τη συστημική διδασκαλία της οργανικής χημείας με βάση το ισχύον πρόγραμμα σπουδών. Για την επίτευξη των στόχων αυτών, αναπτύχθηκε κατάλληλο εκπαιδευτικό υλικό, μέρος του οποίου χρησιμοποιήθηκε στην πραγματοποίηση εμπειρικής έρευνας για την αξιολόγηση του μοντέλου SATL. Η έρευνα αυτή επικεντρώθηκε: (α) στην ανάπτυξη και αξιολόγηση κατάλληλα σχεδιασμένων αντικειμενικών ερωτήσεων ως εργαλεία ανίχνευσης της κατανόησης εννοιών οργανικής χημείας μαθητών λυκείου, (β) στην ανάπτυξη και αξιολόγηση κατάλληλα σχεδιασμένων συστημικών ερωτήσεων αξιολόγησης ως εργαλεία ανίχνευσης της κατανόησης των μαθητών αλλά και μέτρησης της συστημικής τους σκέψης, (γ) στη διερεύνηση των σχέσεων της κατανόησης των μαθητών με τη σχετική προϋπάρχουσα γνώση τους, το μαθησιακό τους στυλ και το επίπεδο ανάπτυξης της συστημικής τους σκέψης και (δ) στην εκτίμηση της επίδρασης των τεχνικών SATL στην κατανόηση εννοιών οργανικής χημείας των μαθητών. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι κατάλληλα σχεδιασμένες συστημικές και αντικειμενικές ερωτήσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αποτελεσματική αξιολόγηση της κατανόησης εννοιών οργανικής χημείας. Οι συστημικές ερωτήσεις αξιολόγησης δίνουν επίσης τη δυνατότητα προσδιορισμού δεξιοτήτων της συστημικής σκέψης των μαθητών στο πεδίο της οργανικής χημείας. Η κατανόηση εννοιών οργανικής χημείας των μαθητών σχετίστηκε μοναδικά με τη σχετική προϋπάρχουσα γνώση τους, ενώ δε βρέθηκε να υπάρχει κάποια ουσιαστική σχέση με τις διαστάσεις του μαθησιακού στυλ που διερευνήθηκαν. Συνολικά, προέκυψαν ενδείξεις ότι η ανάπτυξη συστημικής σκέψης στο πεδίο της οργανικής χημείας και η κατανόηση των αντίστοιχων επιστημονικών εννοιών συσχετίζονται. Τέλος, η εφαρμογή των τεχνικών SATL βελτίωσε σημαντικά την κατανόηση εννοιών οργανικής χημείας των μαθητών.