Βελτιώνοντας τις ικανότητες των μαθητών του λυκείου να παράγουν και να αξιολογούν επιχειρήματα: η περίπτωση της διδασκαλίας της περιοδικότητας και του περιοδικού πίνακα των στοιχείων

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία αποσκοπεί στη διερεύνηση της συμβολής δύο διδακτικών παρεμβάσεων για τον περιοδικό πίνακα που βασίζονται στη διδακτική προσέγγιση της «μάθησης μέσω πρακτικών των Φυσικών Επιστημών» με δύο διαφορετικές μαθησιακές υποστηρίξεις για τα επιχειρήματα («γενική υποστήριξη» και «υποστήριξη ειδικού πλαισίου») στις ικανότητες των μαθητών της Α΄ Λυκείου να παράγουν και να αξιολογούν επιχειρήματα. Επιπρόσθετα, επιδιώκεται η σύγκριση των μαθησιακών αποτελεσμάτων (αναφορικά με την ποιότητα των επιχειρημάτων των μαθητών και την ικανότητα τους να αξιολογούν επιχειρήματα) αυτών των δύο διδακτικών παρεμβάσεων. Αναπτύχθηκε εκπαιδευτικό υλικό για τον περιοδικό πίνακα που βασίστηκε στην εποικοδομητική προσέγγιση για τη μάθηση με χρήση επιστημονικών πρακτικών και την αξιοποίηση του εκπαιδευτικού λογισμικού «Phet Colorado». Το εκπαιδευτικό υλικό ήταν διαφορετικό για τις δύο ομάδες. Στους 19 μαθητές της ομάδας 1 εφαρμόστηκε εκπαιδευτικό υλικό το οποίο περιείχε οδηγίες «γενικής υποστήριξη» για τα επιχειρήματα (διδακτική παρέμβαση 1) ενώ στους 22 μαθητές της ομάδας 2 εφαρμόστηκε αντίστοιχο εκπαιδευτικό υλικό με οδηγίες «υποστήριξης ειδικού πλαισίου» για τα επιχειρήματα (διδακτική παρέμβαση 2). Επιπλέον, συγκροτήθηκε ερωτηματολόγιο το οποίο συμπληρώθηκε από τους μαθητές και των δύο ομάδων πριν και μετά τις διδακτικές παρεμβάσεις. Τα δεδομένα της έρευνας αποτέλεσαν οι απαντήσεις των μαθητών στα ερωτηματολόγια και τα φύλλα εργασίας. Τα συστατικά στοιχεία των επιχειρημάτων των μαθητών (ισχυρισμοί, αποδεικτικά στοιχεία, συλλογισμοί, αντικρούσεις) αναλύθηκαν με τη χρήση κλιμάκων διαβαθμισμένων κριτηρίων τριών επιπέδων ως προς τη δομή, το περιεχόμενο και τα γλωσσικά χαρακτηριστικά τους. Με κλίμακα διαβαθμισμένων κριτηρίων τεσσάρων επιπέδων επίσης αξιολογήθηκε και η ικανότητα των μαθητών να συγκρίνουν επιχειρήματα. Από την ανάλυση των δεδομένων προέκυψε ότι και οι δύο διδακτικές παρεμβάσεις συνέβαλαν στη βελτίωση της ποιότητας των συστατικών στοιχείων των επιχειρημάτων των μαθητών καθώς και στις ικανότητες τους να αξιολογούν επιχειρήματα. Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι η βελτίωση της ποιότητας των επιχειρημάτων των μαθητών στους οποίους εφαρμόστηκε η διδακτική παρέμβαση 2 με οδηγίες «υποστήριξης ειδικού πλαισίου» για τα επιχειρήματα ήταν σημαντικά καλύτερη σε σχέση με τη βελτίωση της ποιότητας των επιχειρημάτων των μαθητών στους οποίους εφαρμόστηκε η διδακτική παρέμβαση 1 με οδηγίες «γενικής υποστήριξη» για τα επιχειρήματα. Επιπλέον, δε διαπιστώθηκε σημαντική διαφοροποίηση στις δύο ομάδες ως προς τις ικανότητές τους να κρίνουν επιχειρήματα.

Τhis study tries to investigate the contribution of two didactic intervention for the periodic table, based on the didactic approach of «learning through scientific practices» with two different learning approaches for arguments in 1st grade secondary school students’ abilities to produce and evaluate arguments. Moreover, the comparison in learning outcomes (in terms of the quality of the students’ arguments and their ability to evaluate arguments) of these two didactic interventions. Instructional material for the periodic table, based on the constructivist learning approach using the scientific practices and the educational software «Phet Colorado», was developed. The instructional material was different for the two groups. In 19 students of the 1st group, instructional material consisted of generic explanation scaffolds for the arguments (didactic intervention 1) was applied whereas in 22 students of the 2nd group, corresponding instructional material consisted of context-specific scaffolds (didactic intervention 2) was applied. Additionally, a questionnaire was developed and completed by students of the two groups before and after the didactic interventions. This study’s data was student’s answers in questionnaire and to the worksheets. Students’ arguments (in terms of claims, evidences, reasonings, rebutals) were analyzed using a three – tier scale of graded criteria in terms of structure, content and linguistic characteristics. Students’ ability to compare arguments was also assessed with a four – tier scale of graded criteria. Data analysis revealed that both didactic interventions showed improvement in students’ written arguments and in their abilities to evaluate arguments. It was also found that the improvement in students’ written arguments of the 2nd didactic intervention with context-specific scaffolds was significantly better compared to the improvement in students’ written arguments of the 1st didactic intervention with generic explanation scaffolds for the arguments. Moreover, no significant difference was revealed in the two groups in terms of evaluating arguments.