Μοντελοποίηση πολύπλοκων δυναμικών συστημάτων με ΤΠΕ στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση

Abstract

Σε αυτή την εργασία, διερευνήθηκε η επίδραση του προγραμματιστικού περιβάλλοντος NetLogo σε μαθητές Γυμνασίου (ηλικίας 14 - 15) όσον αφορά α) στην κατανόηση της έννοιας «πολύπλοκο δυναμικό σύστημα», β) στην ανάπτυξη δεξιοτήτων Συστημικής Σκέψης, και γ) στην ιδέα του κεντρικού ελέγχου (centralized mindset) που ακολουθεί η σκέψη τους, όταν προσπαθούν να ερμηνεύσουν πολύπλοκα δυναμικά συστήματα. Προκειμένου να απαντηθούν τα ερευνητικά ερωτήματα της έρευνας, σχεδιάστηκε και εφαρμόσθηκε Διδακτική Παρέμβαση, και ερευνήθηκε η αποτελεσματικότητα της στη βάση της επίτευξης των προκαθορισμένων μαθησιακών στόχων. Στο πλαίσιο της Διδακτικής Παρέμβασης αναπτύχθηκε εκπαιδευτικό υλικό, προκειμένου να διερευνηθεί το πολύπλοκο δυναμικό σύστημα του έτοιμου μοντέλου «Traffic Basic» της NetLogo. Οι μαθητές πριν και μετά τη Διδακτική Παρέμβαση απάντησαν ένα Ερωτηματολόγιο διερεύνησης αντιλήψεων, στάσεων, απόψεων και γνώσεων και «τρέχοντας» την προσομοίωση, συμπλήρωσαν ένα Φύλλο Εργασίας. Η Διδακτική Παρέμβαση βασίστηκε στην ομαδοσυνεργατική προσέγγιση και τη μάθηση μέσα από έρευνα. Εντάσσεται επομένως θεωρητικά στο πλαίσιο του κοινωνικού εποικοδομητισμού σε συνδυασμό με τη διερευνητική μάθηση, όπου αξιοποιούνται οι εμπειρικο-βιωματικές γνώσεις των μαθητών και προωθείται η συνεργασία είτε μεταξύ των μαθητών, είτε μεταξύ μαθητών - δασκάλου. Από τα ευρήματα της έρευνας διαπιστώθηκε η θετική επίδραση του περιβάλλοντος της NetLogo στους μαθητές της ηλικιακής αυτής ομάδας σε σχέση με την κατανόηση των πολύπλοκων δυναμικών συστημάτων.