Γεωλογία και Διαχείριση Φυσικών Πόρων (Γενικό Λύκειο)
Κατεβάστε σε μορφή PDF
 2 ώρες

Πετρώματα - Κατηγορίες πετρωμάτων - Πετρολογικός κύκλος

Γενική περιγραφή περιεχομένου: 

Το ψηφιακό σενάριο με θέμα «Πετρώματα – Κατηγορίες πετρωμάτων – Πετρολογικός κύκλος» απευθύνεται σε μαθητές της Α’ τάξης Γενικού Λυκείου που επέλεξαν το γνωστικό αντικείμενο «Γεωλογία & Διαχείριση Φυσικών Πόρων». Δύναται να εφαρμοστεί με προσαρμογές στη διδασκαλία της Γεωγραφίας της Α’ Γυμνασίου.

Στο σχολικό εγχειρίδιο «Γεωλογία & Διαχείριση Φυσικών Πόρων» των Βούτσινου Γ.Α., Κοσμά Κ., Καλκάνη Γ., Σούτσα Κ. προβλέπεται η διδασκαλία του Κεφάλαιο 4: Εδαφικοί Πόροι, Παράγραφος 4.11.2 (σελ.83-88).

Σύμφωνα με το ΑΠΣ (ΦΕΚ 186/23-01-15) στην 2η Ενότητα: Η Γη, προβλέπονται 2 διδακτικές ώρες για την επίτευξη των παρακάτω μαθησιακών αποτελεσμάτων:

Οι μαθητές είναι ικανοί να:

  • διακρίνουν τους όρους "ορυκτό" και "πέτρωμα" 
  • προσδιορίζουν τους τρεις τύπους πετρωμάτων σε σχέση με τους διαφορετικούς τρόπους δημιουργίας τους
  • αναφέρουν χαρακτηριστικά παραδείγματα ορυκτών και πετρωμάτων
  • περιγράφουν τον πετρολογικό κύκλο
  • γνωρίζουν ότι σε μεγάλη χρονική κλίμακα τα πετρώματα μεταπίπτουν από τη μια μορφή στην άλλη, αδιάκοπα.

Επίσης, στην Ενότητα 5: Εξωγενείς δυνάμεις, αναφέρεται ότι οι μαθητές πρέπει να είναι σε θέση να περιγράφουν το εννοιολογικό περιεχόμενο των όρων: αποσάθρωση, διάβρωση, απόθεση και διαγένεση.

Όσον αφορά στις γνώσεις, με την ολοκλήρωση της διδασκαλίας του μαθήματος, οι μαθητές θα πρέπει να είναι ικανοί να: περιγράφουν και συνοψίζουν τις διάφορες κατηγορίες των πετρωμάτων του στερεού φλοιού της Γης.

Όσον αφορά στις δεξιότητες/ικανότητες, με την ολοκλήρωση της διδασκαλίας του μαθήματος, οι μαθητές θα πρέπει να είναι ικανοί να: αναγνωρίζουν βασικά πετρώματα, συλλέγουν γεωλογικές πληροφορίες από διαφορετικές πηγές, ερμηνεύουν, αξιολογούν και να συνθέτουν γεωλογικά δεδομένα από ένα φάσμα πηγών και σε ένα εύρος περιβαλλόντων.

Ο ρόλος του εκπαιδευτικού στην εκπαιδευτική διαδικασία, είναι να εδραιώσει ένα διευρυμένο μαθησιακό περιβάλλον το οποίο να ενσωματώνει εργασία στο πεδίο, χρήση των ΤΠΕ, εργαστηριακές δραστηριότητες (μακροσκοπική και μικροσκοπική παρατήρηση αντιπροσωπευτικών δειγμάτων πετρωμάτων) και διδασκαλία στην τάξη.

Διδακτική προσέγγιση

Η διδακτική προσέγγιση είναι κυρίως η διερεύνηση εφόσον οι μαθητές καλούνται να παρατηρήσουν και να διατυπώσουν ερμηνείες, προβλέψεις και ερωτήματα, να επικοινωνήσουν στην ομάδα τους και στην ολομέλεια της τάξης, να κάνουν  χρήση κριτικών και λογικών συλλογισμών και να εκτιμήσουν εναλλακτικές ερμηνείες (ΕΑΙΤΥ, 2010;  Tamir, 1985;  Linn, Davis & Bell, 2004). Προτείνεται η διερεύνηση να είναι ως ένα βαθμό καθοδηγούμενη λόγω του περιορισμένου διαθέσιμου διδακτικού χρόνου, με χρήση Φύλλων Εργασίας που έχουν το ρόλο του «οδηγού». 

Η προτεινόμενη διδακτική προσέγγιση βασίζεται στις γνωστικές θεωρίες μάθησης και ειδικότερα στον εποικοδομισμό  (κονστρουκτιβισμό), σύμφωνα με τον οποίο η γνώση δεν μεταφέρεται/ μεταδίδεται αλλά κατασκευάζεται/ οικοδομείται από τον ίδιο το μαθητή, εδράζεται πάνω σε προγενέστερες γνώσεις και απαιτεί την ενεργή συμμετοχή του. Στην προτεινόμενη διδασκαλία, οι προϋπάρχουσες αντιλήψεις/ ιδέες των μαθητών λαμβάνονται υπόψη στο σχεδιασμό της διδασκαλίας. Είναι επίσης σύμφωνη με τη θεωρία του κοινωνικού εποικοδομισμού (κονστρουκτιβισμού) σύμφωνα με την οποία η γνώση δημιουργείται από τον ίδιο το μαθητή καθώς αυτός δρα και επικοινωνεί μέσα σε συγκεκριμένα κοινωνικά και πολιτισμικά πλαίσια. Στην περίπτωσή μας, το κοινωνικοπολιτισμικό περιβάλλον περιλαμβάνει τους συμμαθητές του, τον εκπαιδευτικό και το μαθησιακό υλικό. 

Δραστηριότητες

Με το προτεινόμενο ψηφιακό σενάριο δίνεται η δυνατότητα στους μαθητές να αποκτήσουν γνώσεις στο γνωστικό αντικείμενο Γεωλογία - Διαχείριση Φυσικών Πόρων μέσα από διαδικασίες ενεργητικής μάθησης σε ένα πολυμεσικό ψηφιακό περιβάλλον στο οποίο μπορούν να εργαστούν ατομικά ή ομαδικά. Οι δραστηριότητες που προτείνονται είναι διαφοροποιημένες ώστε να μπορούν να εξυπηρετήσουν τα διάφορα επίπεδα γνώσης των μαθητών. Με την κρίση του εκπαιδευτικού και αναλόγως των δεξιοτήτων των μαθητών μπορούν να επιλέγονται κάθε φορά οι κατάλληλες δραστηριότητες.

Αξιολόγηση μαθητών και αποτελεσματικότητα σεναρίου

Η αποτελεσματικότητα της προτεινόμενης διδασκαλίας μπορεί να διαπιστωθεί κατά τη διάρκεια της διενέργειάς της (διαμορφωτική αξιολόγηση) αλλά και μετά το πέρας της (τελική αξιολόγηση). Η πρώτη είναι εύκολο να διαπιστωθεί κρίνοντας από τη συμμετοχή και συνεργασία των μαθητών και φυσικά από το παραγόμενο αποτέλεσμα σε κάθε δραστηριότητα. Η δεύτερη προτείνεται να βασιστεί στην ερευνητική εργασία που ανατίθεται με το πέρας του μαθήματος.

Επεκτάσεις του σεναρίου

Το ψηφιακό σενάριο προτείνεται να επεκταθεί στο μέλλον ώστε να συμπεριλάβει τις χρήσεις των πετρωμάτων.

Βιβλιογραφία

Tamir, P. (1985). Content analysis focusing on inquiry. Journal of Curriculum Studies, 17(1), pp 87-94.

ΕΑΙΤΥ (2010)- Υλικό επιμόρφωσης κλάδου ΠΕ04.   Επιμόρφωση των εκπαιδευτικών για την αξιοποίηση και εφαρμογή των ΤΠΕ στη Διδακτική Πράξη.  Επιμορφωτικό υλικό για την επιμόρφωση των εκπαιδευτικών στα Κέντρα Στήριξης Επιμόρφωσης.  Τεύχος 5: Κλάδος ΠΕ04,  Β’ Έκδοση, ΕΑΙΤΥ, Τομέας Επιμόρφωσης & Κατάρτισης, Πάτρα, Δεκέμβριος  2010.

 

Εκπαιδευτικό Πρόβλημα: 

Παρά το γεγονός ότι η έρευνα για τις αντιλήψεις των μαθητών στο αντικείμενο της Γεωλογίας δεν είναι τόσο εκτεταμένη όσο εκείνη των άλλων κλάδων Φυσικών Επιστημών, είναι σαφές ότι οι μαθητές προσέρχονται με ένα ευρύ φάσμα παρανοήσεων σχετικά με τα ορυκτά, τα πετρώματα και τον πετρολογικό κύκλο.

 

Σημαντική πηγή παρανοήσεων αποτελεί η διαφορά μεταξύ της χρήσης των γεωλογικών όρων στην καθημερινή επικοινωνία σε σχέση με την επιστημονική γλώσσα. Στην καθημερινή χρήση, ο όρος πέτρωμα αναφέρεται σε ένα μοναδικό, ειδικό δείγμα, ενώ στη Γεωλογία ο όρος χρησιμοποιείται για μια κατηγορία πετρωμάτων.

 

Ο βαθμός κρυσταλλικότητας, το μέγεθος και η μορφή των δομικών στοιχείων, ο τρόπος σύνδεσής τους, η διάταξη και ο προσανατολισμός στο χώρο είναι κριτήρια που χρησιμοποιούνται για την κατάταξη ενός δείγματος πετρώματος. Συνήθως οι μαθητές ταξινομούν λανθασμένα τα δείγματα σε δύο κατηγορίες, τους κρυστάλλους και τα πετρώματα, χαρακτηρίζοντας τα ελκυστικά δείγματα σαν κρυστάλλους, ενώ τα θαμπά ως πετρώματα. Ένας γεωλόγος όμως, θα ταξινομήσει τα δείγματα σύμφωνα με τον τρόπο σχηματισμού τους και στη συνέχεια θα τα ανακατανείμει βάσει των φυσικών χαρακτηριστικών τους.

 

Οι μαθητές επίσης, έχουν την τάση να περιγράφουν τις γεωλογικές διεργασίες εντός χρονικών πλαισίων που συγκρίνονται με την ανθρώπινη ζωή και όχι στη γεωλογική κλίμακα. Επιπλέον, οι μαθητές περιγράφουν διαδικασίες όπως η αποσάθρωση, η διάβρωση και ο σχηματισμός των πετρωμάτων ως εξαρτώμενες από την ανθρώπινη παρέμβαση και όχι σαν μια φυσική διαδικασία ανεξάρτητη από τον άνθρωπο.

 

Ισχυρές πεποιθήσεις για τη Γη και την ιστορία της, αναστέλλουν την προσέγγιση της επιστημονικής γνώσης. Σύμφωνα με τον Kusnick (2002), "οι άνθρωποι έχουν βαθειά διαμορφωμένη πίστη στη σταθερότητα της Γης ... [η οποία] στηρίζεται στην αδυναμία των μαθητών να αντιληφθούν την μεταβολή των γεωμορφών ... Η άλλη πλευρά αυτής της πεποίθησης είναι ότι όταν η αλλαγή συμβεί, πρέπει να είναι καταστροφική."

 

Η δυσκολία της κατανόησης και της αποδοχής των μακροπρόθεσμων, μεγάλης κλίμακας αλλαγών στις γεωμορφές της Γης, είναι ακόμα μεγαλύτερη στους μαθητές του δημοτικού και του γυμνασίου, οι οποίοι έχουν περιορισμένη εμπειρία και αντιληπτική ικανότητα της τεράστιας χρονικής κλίμακας που σχετίζεται με αυτές τις αλλαγές.

 

Η λίστα Grade 6 Science Framework of the Georgia Performance Standards (2007) παραθέτει ορισμένες εναλλακτικές αντιλήψεις:

 

Εναλλακτική αντίληψη

Σωστή έννοια

Όλα τα πετρώματα είναι τα ίδια μεταξύ τους

Όλα τα πετρώματα δεν είναι ίδια μεταξύ τους

Τα πετρώματα ανήκουν σε τρεις κατηγορίες με βάση τον τρόπο σχηματισμού και την ορυκτολογική σύσταση τους

Τα πετρώματα και τα ορυκτά είναι το ίδιο

Τα πετρώματα και τα ορυκτά δεν είναι το ίδιο.

Τα πετρώματα είναι συσσωματώματα ορυκτής ύλης ή αλλιώς, τα πετρώματα σχηματίζονται από ορυκτά, τα οποία είναι φυσικές χημικές ενώσεις

Τα ορυκτά και τα πετρώματα δεν έχουν σημαντικό ρόλο στη ζωή μας

Σχεδόν κάθε προϊόν που χρησιμοποιούμε στην καθημερινή ζωή περιέχει ή εξαρτάται από ορυκτά που πρέπει να εξορυχθούν

 

Βιβλιογραφία

- Georgia Department of Education. 2007. Georgia performance standards: Science frameworks grade 6. www.georgiastandards.org. http://www.nap.edu/catalog/4962.html

- Happs, J. C. 1982. Some aspects of student understanding of rocks and minerals. Science Education Research Unit Working Paper 204. University of Waikato, Hamilton, New Zealand (ERIC ED236034).

- Kusnick, J. 2002. Growing pebbles and conceptual prisms – understanding the source of student misconceptions about rock formation. Journal of Geoscience Education 50 (1):31-39.

 

Φάσεις Ψηφιακού Σεναρίου: 
25 λεπτά
Φάση 1: Εισαγωγή στο μάθημα
Χώρος Διεξαγωγής: Σχολική αίθουσα
55 λεπτά
Φάση 2: Η κυρίως διδασκαλία
Χώρος Διεξαγωγής: Σχολική αίθουσα
20 λεπτά
Φάση 3: Αξιολόγηση - Ανάθεση εργασίας
Χώρος Διεξαγωγής: Αίθουσα διδασκαλίας - Σπίτι
Διδακτικοί Στόχοι: 
  1. προσδιορίζουν τις 3 κατηγορίες πετρωμάτων σε σχέση με τους διαφορετικούς τρόπους δημιουργίας τους
  2. περιγράφουν τον τρόπο σχηματισμού των πετρωμάτων σύμφωνα με την κατηγορία στην οποία ανήκουν
  3. περιγράφουν τον πετρολογικό κύκλο
  4. γνωρίζουν ότι σε μεγάλη χρονική κλίμακα τα πετρώματα μεταπίπτουν από τη μια μορφή στην άλλη
Λέξεις κλειδιά που χαρακτηρίζουν τη θεματική του σεναρίου: 
πετρώματα
μαγματικά
πυριγενή
ηφαιστειογενή
ιζηματογενή
μεταμορφωμένα
πετρολογικός κύκλος
Υλικοτεχνική υποδομή: 
Το προτεινόμενο σενάριο σχεδιάστηκε για εφαρμογή στην καθημερινή αίθουσα διδασκαλίας. Απαραίτητη υλικοτεχνική υποδομή αποτελεί ένα σύστημα Η/Υ-βιντεοπροβολέα και η σύνδεση στο διαδίκτυο. Ήδη σε πολλά σχολεία υπάρχουν αίθουσες διδασκαλίας εξοπλισμένες με συστήματα Η/Υ-βιντεοπροβολέα και σε αρκετές περιπτώσεις υπάρχουν και συστήματα Διαδραστικών Πινάκων (ΔΠ). Εναλλακτικά, η διδακτική πρόταση θα μπορούσε να υλοποιηθεί σε περιβάλλον όπου κάθε ομάδα αποτελούμενη από δύο μαθητές διαθέτει πρόσβαση σε σταθμό εργασίας, συνδεδεμένο με το διαδίκτυο (περιβάλλον «1 προς 1»). Σε ένα τέτοιο περιβάλλον διδασκαλίας, η υλοποίηση του προτεινόμενου σεναρίου προβλέπεται ότι θα είναι ευκολότερη και το όφελος για τους μαθητές μεγαλύτερο επειδή η μαθητοκεντρική διάσταση της διδασκαλίας θα είναι μεγαλύτερη, και η εμπλοκή και υπευθυνότητα των μαθητών επίσης, μεγαλύτερη. Η συγκεκριμένη χρήση των ΤΠΕ προσφέρει μαθησιακό υλικό το οποίο δημιουργεί αυθεντικές μαθησιακές συνθήκες (περιβάλλοντα) τα οποία ευνοούν τη διερευνητική μάθηση, τη συζήτηση σε επίπεδο ομάδας και ολομέλειας (τάξης) και την ανάπτυξη της κριτικής σκέψης των μαθητών. Θα ήταν επιπλέον χρήσιμο να υπάρχει ένας αριθμός μακροσκοπικών δειγμάτων από κάθε κατηγορία πετρωμάτων.
Δημιουργός Σεναρίου: Χρυσάνθη Τζιωρτζιώτη (Εκπαιδευτικός)