Οι διδακτικές αναλογίες και η συμβολή τους στην κατανόηση βασικών εννοιών της χημείας

Abstract

Analogical reasoning constitutes one of the most important mechanisms of knowledge construction. Its value is recognized in the framework of Science Education, considering that appropriately designed teaching analogies support students in overcoming alternative conceptions about concepts and phenomena related to science. Science Education research has systematically recorded students’ alternative conceptions relative to fundamental chemical concepts during the last decades at an international level. Besides, various teaching tools and practices have been suggested in the literature, each aiming at confronting one specific alternative conception or at clarifying one specific concept. The present dissertation proposes a comprehensive teaching intervention, designed so as to address a framework of fundamental chemistry concepts, which constitute the central core of the Grade 8 chemistry curriculum by supporting students in overcoming a set of alternative conceptions. The sample consisted of two 8th Grade classes, one of which served as the Experimental Group, while the other served as Control Group. The teaching intervention with the Experimental Group adopted a constructivist approach and was based on the introduction of multiple teaching analogies designed and combined according to specific criteria proposed by the relevant literature. The Control Group attended a conventional teaching approach. Both groups were taught the following units: chemical elements and chemical compounds, chemical reactions, and atoms and molecules. The results indicated that the use of teaching analogies contributed to significantly improve the level of understanding of the abovementioned fundamental chemical concepts by the students of the Experimental Group.The main contribution of the dissertation is that it introduces a coordinated, consistent, original and applicable teaching proposal to negotiate fundamental chemistry concepts in order to support students to overcome significant alternative conceptions through the use of a framework of teaching analogies.

Η αναλογική σκέψη αποτελεί έναν από τους πιο σημαντικούς μηχανισμούς κατασκευής νέας γνώσης. Αυτή της η αξία αναγνωρίζεται και στο πλαίσιο της Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών, όπου θεωρείται πως κατάλληλα σχεδιασμένες διδακτικές αναλογίες μπορούν να συμβάλουν στην απεμπλοκή της σκέψης μαθητών από εναλλακτικές αντιλήψεις για έννοιες και φαινόμενα των φυσικών επιστημών. Η καταγραφή των εναλλακτικών αντιλήψεων των μαθητών σχετικά με έννοιες της Χημείας έχει διεξαχθεί συστηματικά σε διεθνές επίπεδο και τα ευρήματα έχουν επαληθευτεί από την ελληνική βιβλιογραφία. Επίσης, για την υπέρβαση των εναλλακτικών αντιλήψεων έχουν προταθεί διδακτικά εργαλεία και πρακτικές, τα οποία κατά κανόνα στόχευαν στην αντιμετώπιση μιας εναλλακτικής αντίληψης ή στην αποσαφήνιση μιας συγκεκριμένης έννοιας των Φυσικών Επιστημών. Η παρούσα έρευνα στοχεύει στη διδακτική αντιμετώπιση ενός συνόλου εναλλακτικών αντιλήψεων εστιάζοντας στη διδασκαλία ενός πλέγματος εννοιών που αποτελούν το βασικό κορμό του αναλυτικού προγράμματος της Χημείας. Οι διδακτικές παρεμβάσεις έγιναν σε δύο τάξεις μαθητών της εισαγωγικής βαθμίδας του γνωστικού αυτού αντικειμένου που είναι η Β΄ Γυμνασίου για τρεις εκτεταμένες διδακτικές ενότητες: χημικά στοιχεία και χημικές ενώσεις, χημική αντίδραση, άτομα και μόρια. Στην Ομάδα Ελέγχου ακολουθήθηκε συμβατική διδασκαλία, ενώ στην Πειραματική Ομάδα το εποικοδομητικό μοντέλο διδασκαλίας στο πλαίσιο του οποίου αξιοποιήθηκαν πολλαπλές διδακτικές αναλογίες που κατασκευάστηκαν και συνδυάστηκαν με βάση συγκεκριμένα κριτήρια καταλληλότητας όπως προτείνονται από τη διεθνή βιβλιογραφία. Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι με τη χρήση των διδακτικών αναλογιών βελτιώθηκε σημαντικά το επίπεδο κατανόησης των χημικών εννοιών που διδάχτηκαν οι μαθητές. Η κεντρική συνεισφορά της διατριβής συνίσταται στο ότι εισάγει μια συγκροτημένη, συνεκτική, πρωτότυπη και εφαρμόσιμη στο σχολικό πλαίσιο διδακτική πρόταση για τη διαπραγμάτευση βασικών εννοιών της Χημείας, όπως προβλέπει το Αναλυτικό Πρόγραμμα Σπουδών για τη Β΄ Γυμνασίου, με γνώμονα την υπέρβαση από τους μαθητές σημαντικών εναλλακτικών αντιλήψεων μέσω της χρήσης ενός πλέγματος διδακτικών αναλογιών.