Ο κύκλος του νερού στην φύση μέσα από ένα STEAM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) project στο νηπιαγωγείο

Abstract

This thesis aims to investigate the water cycle in Early Childhood Education and to study children’s mental representations of concepts and phenomena related to the water state changes in nature and the transition from an isolated study of children’s experiential mental representations of individual phenomena to a comprehensive framework that examines both the level of a defined sequence of children’s mental representations of concepts and phenomena related to all transformations within the water cycle in nature and their transformations of these representations, through a STEAM Project. The research focuses on the water state changes and the water cycle through thermal phenomena, in order to examine the construction of corresponding Precursor Models for melting, evaporation, condensation, precipitation, freezing, and finally, the water cycle itself. The theoretical framework is based on Constructivism, the integrated STEAM approach, and the Project method to study children’s cognitive construction and the development of Precursor Models. The methodology employed a combination of qualitative and quantitative techniques, including observation, analysis of video-recorded material, and interviews, as well as the evaluation of children’s work. The findings reveal that through a STEAM Project developed according to the Engineering Design Process, preschool children, aged 4 to 6, are able to approach water state changes and the water cycle as thermal phenomena and develop corresponding Precursor Models. Finally, this research represents an attempt to implement a structured STEAM Project within real early childhood educational settings, while also proposing a systematic way of introducing the water cycle in early childhood, emphasizing the gradual construction of Precursor Models grounded in the empirical study of structured educational activities.

Η παρούσα διατριβή στοχεύει στην διερεύνηση του κύκλου του νερού στο Νηπιαγωγείο και την μελέτη των νοητικών παραστάσεων των παιδιών για έννοιες και φαινόμενα που συνδέονται με τις αλλαγές κατάστασης του νερού στην φύση και της μετάβασης από τη σημειακή μελέτη των βιωματικών νοητικών παραστάσεων των παιδιών για τα επιμέρους φαινόμενα σε ένα συνολικό σχέδιο που θα μελετά τόσο το επίπεδο μια καθορισμένης σειράς νοητικών παραστάσεων των παιδιών για έννοιες και φαινόμενα όλων των μεταβολών του κύκλου του νερού στη φύση όσο και των μετασχηματισμών τους, μέσα από ένα STEAM Project. Η έρευνα εστιάζει στις αλλαγές κατάστασης του νερού και τον κύκλο του νερού μέσα από τα θερμικά φαινόμενα προκειμένου να μελετηθεί η οικοδόμηση αντίστοιχων Πρόδρομων Μοντέλων για την τήξη, την εξαέρωση, την συμπύκνωση, την κατακρήμνιση, την πήξη και, τέλος, τον κύκλο του νερού. Το θεωρητικό πλαίσιο στηρίζεται στον Εποικοδομισμό, την ενοποιημένη προσέγγιση STEAM και την μέθοδο Project, με στόχο την μελέτη της γνωστικής οικοδόμησης των παιδιών και της ανάπτυξης Πρόδρομων Μοντέλων. Η μεθοδολογία συνδύασε ποιοτικές και ποσοτικές τεχνικές, συμπεριλαμβανομένης της παρατήρησης, της ανάλυσης μαγνητοσκοπημένου υλικού και συνεντεύξεων καθώς και αξιολόγησης των έργων των παιδιών. Τα ευρήματα δείχνουν πως μέσα από ένα STEAM Project, που αναπτύσσεται σύμφωνα με τον Μηχανικό Σχεδιασμό, τα παιδιά προσχολικής ηλικίας, 4 έως 6 ετών, είναι σε θέση να προσεγγίζουν τις αλλαγές κατάστασης του νερού και τον κύκλο του νερού ως θερμικά φαινόμενα καθώς και να αναπτύξουν τα αντίστοιχα Πρόδρομα Μοντέλα. Τέλος, η παρούσα έρευνα αποτελεί μία προσπάθεια υλοποίησης ενός δομημένου STEAM Project σε πραγματικό εκπαιδευτικό πλαίσιο νηπιαγωγείου, προτείνοντας παράλληλα έναν συστηματικό τρόπο εισαγωγής του κύκλου του νερού στην προσχολική ηλικία, με έμφαση στην σταδιακή οικοδόμηση Πρόδρομων Μοντέλων, θεμελιωμένων στην εμπειρική μελέτη δομημένων διδακτικών δραστηριοτήτων.