Συμβατότητα με το ΔΕΠΠΣ - ΑΠΣ

Σύμφωνα με το ΔΕΠΠΣ, και κάτω από τον ευρύτερο άξονα «Το Φυσικό περιβάλλον», εντάσσονται σχετικά θέματα όπως:  Η Γη στο διάστημα. Οι κινήσεις της γης (περιστροφή, ημέρα-νύχτα, περιφορά εποχές).

Ο αντίστοιχος γενικός στόχος που εξυπηρετείται στις ενότητες αυτές είναι: Να αναγνωρίζουν τη Γη ως μονάδα ενός ευρύτερου κοσμικού συστήματος.

Επιπλέον εξυπηρετούνται οι διαθεματικές έννοιες του συστήματος, της διάστασης και της μεταβολής.

Ως επιμέρους διδακτικοί στόχοι, από το ΑΠΣ προτείνονται οι παρακάτω:

• Να συσχετίζουν την περιστροφή και την περιφορά της Γης με ορισμένα συνδεόμενα με αυτές φαινόμενα.
• Να κατανοούν όσο επιτρέπει η ηλικία τους, την αιτία εναλλαγής των εποχών.

Επίσης, στα πιλοτικά ΠΣ Γεωγραφίας Δημοτικού, προτείνεται ο σχετικός διδακτικός στόχος:

• Να διακρίνουν τις κινήσεις τις γης γύρω από τον εαυτό της (περιστροφή) και γύρω από τον ήλιο (περιφορά) και τις συσχετίζουν με φαινόμενα που συνδέονται με αυτές (ημέρα-νύχτα και εποχές).

Παρατηρούμε δηλαδή ότι στην ουσία τα βασικά ζητούμενα της ενότητας αυτής σε κάθε περίπτωση είναι παρόμοια. Εξειδικεύοντας επομένως τα παραπάνω μπορούμε να θέσουμε στην παρούσα διδακτική πρόταση τους εξής διδακτικούς στόχους:

1. Να περιγράψουν τα χαρακτηριστικά της κίνησης της Γης γύρω από τον Ήλιο (περιφορά)

2. Να διαπιστώσουν ότι η ύπαρξη των εποχών δε σχετίζεται με τη μεταβολή στην απόσταση Γης – Ήλιου

3. Να διαπιστώσουν ότι η κλίση του άξονα της Γης αποτελεί σημαντικό παράγοντα για την ύπαρξη των εποχών

4. Να διαπιστώσουν τη σημασία της κλίσης και της δράσης των ηλιακών ακτίνων για την ύπαρξη των εποχών

5. Να γνωρίσουν τις Ισημερίες και τα Ηλιοστάσια και τη σημασία τους για την αλλαγή των εποχών.

Προαπαιτούμενες γνώσεις περιεχομένου

Σε προηγούμενη ενότητα (σύμφωνα με το ΑΠΣ) έχει συζητηθεί το σχήμα της Γης και σχετικές με αυτό έννοιες όπως οι πόλοι, ο ισημερινός, οι παράλληλοι και μεσημβρινοί κύκλοι. Τα παραπάνω θεωρούνται ως προαπαιτούμενα για την παρούσα διερεύνηση των κινήσεων της Γης γύρω από τον Ήλιο και το πώς αυτές συνδέονται με το φαινόμενο της εναλλαγής των εποχών και της μέρας με τη νύχτα.

Εναλλακτικές αντιλήψεις των μαθητών

Στην ηλικία αυτή των μαθητών (9-12), όπως αποκαλύπτεται από σχετικές διεθνείς έρευνες (Baxter, 1989), δεν έχει κατακτηθεί πλήρως η έννοια της ημέρας-νύχτας σε σύνδεση με την περιστροφή της Γης. Οι μαθητές εμφανίζουν εναλλακτικές εξηγήσεις για το φαινόμενο αυτό, όπως (α) τα σύννεφα καλύπτουν τον Ήλιο, (β) το φεγγάρι καλύπτει τον Ήλιο, (γ) ο Ήλιος πηγαίνει πίσω από τη Γη μια φορά τη μέρα, (δ) η Γη πηγαίνει γύρω από τον Ήλιο μια φορά τη μέρα. Μικρό ποσοστό βέβαια μαθητών (~20%) ακολουθεί το επιστημονικό μοντέλο και συσχετίζει το φαινόμενο με την περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της.

Στην ίδια έρευνα (Baxter, 1989) αλλά και σε άλλες παρόμοιες (Sharp, 1996; Dunlop, 2000) βρέθηκε ότι η κυρίαρχη εναλλακτική αντίληψη που έχουν οι μαθητές για την ύπαρξη των εποχών είναι πως οφείλεται στη διαφορά της απόστασης μεταξύ της Γης και του Ήλιου, ότι δηλαδή π.χ. το χειμώνα η Γη βρίσκεται σε μεγαλύτερη απόσταση και γι’ αυτό δεν ζεσταίνεται τόσο πολύ από τον Ήλιο, ενώ το αντίθετο συμβαίνει το καλοκαίρι και έχουμε περισσότερη ζέστη. Μικρό μόνο ποσοστό στην ηλικία αυτή (9-12), ακολουθεί το επιστημονικό μοντέλο, (< 20~25% στις προαναφερθείσες έρευνες) αποδίδοντας την ύπαρξη των εποχών στην κλίση των ηλιακών ακτίνων.

Κάποιοι ερευνητές αποδίδουν την εναλλακτική αντίληψη που αναφέρθηκε παραπάνω,  σε πρώιμες ιδέες των παιδιών για μια μεταβαλλόμενη απόσταση μεταξύ Ήλιου και Γης, όμως επικρατεί επίσης η άποψη (Todd & Hotan, 2008) ότι μπορεί να οφείλεται και στην εικονοποίηση που συνήθως επιλέγεται στα σχολικά βιβλία, όπου η ελλειπτική τροχιά της Γης εμφανίζεται (για χάρη της προοπτικής) σαν να έχει μεγάλη εκκεντρότητα (οπότε και η απόσταση Γης-Ήλιου είναι διαφορετική σε κάθε εποχή), ενώ θα έπρεπε να εμφανίζεται, όπως στην πραγματικότητα είναι, (σχεδόν) κυκλική.

Παρόμοια αποτελέσματα με τις διεθνείς έρευνες σχετικά με τις εναλλακτικές απόψεις, παρουσιάζουν και οι έλληνες μαθητές (Σιμιτζόγλου & Χαλκιά, 2007).

Οργάνωση της τάξης – υλικοτεχνική υποδομή

Το σενάριο αυτό βασίζεται κυρίως στη χρήση ΤΠΕ και εργασία των μαθητών σε ομάδες. Κατά συνέπεια, προτείνεται η διεξαγωγή του σε μια αίθουσα με αντίστοιχη υποδομή. Αυτή μπορεί να είναι το εργαστήριο υπολογιστών του σχολείου ή εφόσον υπάρχει η σχετική δυνατότητα, η αίθουσα της τάξης με χρήση φορητών υπολογιστών. Καλό θα είναι να υπάρχει επίσης η δυνατότητα χρήσης ενός υπολογιστή από τον εκπαιδευτικό, σε σύνδεση με βιντεοπροβολέα, ώστε να παρέχονται επεξηγήσεις για τη λειτουργία των προσομοιώσεων, κεντρικά σε όλους τους μαθητές, εφόσον παραστεί η ανάγκη.

Αυτό δε σημαίνει βέβαια ότι ο εκπαιδευτικός πρέπει να περιοριστεί στη χρήση μόνο των προτεινόμενων στο παρόν σενάριο ΤΠΕ. Μπορεί να χρησιμοποιήσει επίσης χάρτες, εικόνες, την Υδρόγειο Σφαίρα και το τρισδιάστατο λειτουργικό μοντέλο του συστήματος Ήλιος-Γη-Σελήνη που υπάρχει σε αρκετά σχολεία.

Οι μαθητές καλούνται να εργαστούν συνεργατικά, σε ομάδες των 3-4 ατόμων, χρησιμοποιώντας όμως ο κάθε ένας το δικό του φύλλο εργασίας, όπου θα σημειώνονται οι πληροφορίες που λαμβάνονται από τις προσομοιώσεις, ή το διαδίκτυο.

Η προστιθέμενη αξία των ΤΠΕ

Είναι προφανές ότι στο θέμα που εξετάζουμε οι ΤΠΕ αποτελούν ένα πολύ εποπτικό διδακτικό υλικό.

Αυτό κυρίως προσδιορίζεται από την τεράστια κλίμακα μεγέθους στην οποία εξελίσσονται τα φαινόμενα που μελετούμε, δηλαδή το σύστημα Γης – Ήλιου και από την αδυναμία μας εκ των πραγμάτων να προσεγγίσουμε το σύστημα αυτό με άλλο τρόπο, παρά μόνο με μια εικονική περιήγηση.

Επιπλέον, το φαινόμενο αυτό εξελίσσεται δυναμικά στο χρόνο, σε επίσης μεγάλης κλίμακας χρονική διάρκεια. Επομένως δεν είναι δυνατόν να το παρατηρήσουμε στην ολότητά του σε πραγματικό χρόνο μέσα στα χρονικά όρια ενός σχολικού μαθήματος.

Οι ΤΠΕ μας παρέχουν τη δυνατότητα να το διερευνήσουμε λοιπόν, αλλάζοντας την κλίμακα των μεγεθών και αλλάζοντας την κλίμακα του χρόνου επίσης. Και αυτό μας δίνει ένα πολύ μεγάλο διδακτικό πλεονέκτημα προκειμένου να πετύχουμε την καλύτερη κατανόησή του από τους μαθητές μας.

Ειδικότερα οι προσομοιώσεις που προτείνονται για χρήση σε αυτό το σενάριο, επιλέχθηκαν με γνώμονα την παροχή έγκυρων επιστημονικά στοιχείων και ταυτόχρονα την χρήση απαραίτητων απλοποιήσεων που προσφέρουν στην κατανόηση του πολύπλοκου αυτού φαινομένου. Εξάλλου, είναι κατασκευασμένες από εκπαιδευτικούς και πιστοποιημένες.

Το ίδιο ισχύει και για τα βίντεο που προτείνονται. Το ένα είναι από τον εκπαιδευτικό οργανισμό TED Ed και το άλλο από το εκπαιδευτικό τμήμα του πανεπιστημίου MIT. Περιέχουν έγκυρες πληροφορίες και ταυτόχρονα είναι κατασκευασμένα με ελκυστικό και κατανοητό τρόπο καθώς απευθύνονται σε μικρούς μαθητές.

Η διδακτική προσέγγιση

Η διδακτική προσέγγιση που προτείνεται στο σενάριο αυτό βασίζεται στις αρχές της ενεργού μάθησης, της συνεργατικότητας και της διερευνητικής μάθησης (Ματσαγγούρας, 1999).

Οι μαθητές καλούνται να δράσουν ενεργητικά, ακολουθώντας τις οδηγίες που τους παρέχονται στη μορφή ενός φύλλου εργασίας, με τον δικό τους ρυθμό, αναλαμβάνοντας έτσι τον κυρίαρχο ρόλο στην μαθησιακή τους πορεία.

Οι μαθητές εργάζονται σε ομάδες, και συνεργάζονται ώστε να επιτύχουν από κοινού τους μαθησιακούς στόχους. Η ομάδα λειτουργεί σαν ένας χώρος αμοιβαίας εμπιστοσύνης των μαθητών, μέσα στον οποίο μπορούν να εκφράσουν τις απορίες τους και να βρουν συμπαράσταση και βοήθεια από τους ομοίους τους, χωρίς πιθανώς τον φόβο της έκθεσής τους στον εκπαιδευτικό.

Ο εκπαιδευτικός βρίσκεται δίπλα τους ως διευκολυντής και συνεργάτης και παρέχει εφόσον χρειαστεί την βοήθειά του, όχι δίνοντας τις απαντήσεις, αλλά μόνο διευκρινήσεις. Από την άλλη μεριά, ο ρόλος του εκπαιδευτικού παραμένει σημαντικός, καθώς αναλαμβάνει το ρόλο του συντονιστή των ενεργειών των μαθητών, αλλά και του συντονιστή ευρύτερα της μαθησιακής πορείας όλης της τάξης.

Τα φύλλα εργασίας είναι κατασκευασμένα με τέτοιο τρόπο ώστε να παρέχουν αυτονομία στους μαθητές. Η κατασκευή τους περιλαμβάνει σταδιακή εμβάθυνση στις νέες έννοιες και είναι σπονδυλωτά, ώστε κάθε τμήμα τους να λειτουργεί αυτόνομα και να οδηγεί όσο το δυνατόν αβίαστα στα σχετικά συμπεράσματα.

Τα φύλλα εργασίας αποτελούν έναν οδικό χάρτη της μαθησιακής διαδικασίας. Καθοδηγούν τους μαθητές στη διεξαγωγή των διερευνήσεών τους, ώστε αλληλεπιδρώντας με το μαθησιακό υλικό, να μπορέσουν να εντοπίσουν τις πληροφορίες οι οποίες είναι απαραίτητες για τη συμπλήρωσή τους, η οποία φυσικά έχει στόχο την σταδιακή οικοδόμηση των σχετικών εννοιών.

Προτείνεται σε κάθε ένα από τα επιμέρους τμήματα των φύλλων εργασίας, ο εκπαιδευτικός να επενδύει κάποιο χρόνο, ώστε τα συμπεράσματα των μαθητών να ανακοινώνονται στην ολομέλεια, με τρόπο ώστε η τάξη να αποκτά όσο το δυνατόν μεγαλύτερη ομοιογένεια στο επίπεδο της κατανόησης των υπό μελέτη εννοιών.

Τέλος, η επιλογή των δραστηριοτήτων έγινε με βάση τις αρχές του εποικοδομητισμού, καθώς έχουν ληφθεί υπόψη οι προϋπάρχουσες αντιλήψεις των μαθητών της ηλικίας αυτής, όπως καταγράφονται στην ελληνική και διεθνή βιβλιογραφία. Έτσι, η προτεινόμενη μαθησιακή πορεία, ξεκινά με την προσπάθεια αποδόμησης των σημαντικότερων εναλλακτικών αντιλήψεων που καταγράφονται σχετικά με τα φαινόμενα που μελετούμε και στη συνέχεια οι μαθητές καθοδηγούνται σταδιακά προς την υιοθέτηση της επιστημονικά αποδεκτής άποψη.

Συνοπτική περιγραφή του σεναρίου

Στο σενάριο προβλέπονται πέντε φάσεις με συνολική διάρκεια 90 λεπτά (2 συνεχόμενες ώρες):

Φάση 1^η : Προσανατολισμός – ανάδειξη των ιδεών των μαθητών (10 λεπτά).

Τοποθετείται ως θέμα μελέτης η ύπαρξη των εποχών και ο λόγος για τον οποίο υπάρχουν. Οι μαθητές εκφράζουν ελεύθερα τις απόψεις τους, τόσο προφορικά όσο και στο «Φύλλο εργασίας – Αρχικό».

Η εργασία είναι ατομική.

Φάση 2^η : Δραστηριότητα 1 (20 λεπτά).

Οι μαθητές χρησιμοποιούν την προσομοίωση "Κίνηση της Γης και εποχές" και σημειώνουν τις παρατηρήσεις τους με τη βοήθεια του «Φύλλου εργασίας-1».

Η εργασία γίνεται σε ομάδες των 3-4 ατόμων, με χρήση υπολογιστή και διερευνάται ο συσχετισμός των εποχών με την απόσταση της Γης από τον Ήλιο και με την κλίση του άξονα της Γης.

Φάση 3^η : Δραστηριότητα 2 (25 λεπτά).

Οι μαθητές χρησιμοποιούν την προσομοίωση " Εποχές – Ισημερίες - Ηλιοστάσια" και σημειώνουν τις παρατηρήσεις τους με τη βοήθεια του «Φύλλου εργασίας-2».

Η εργασία γίνεται σε ομάδες των 3-4 ατόμων, με χρήση υπολογιστή και διερευνάται ο τρόπος με τον οποίο η κλίση του άξονα της Γης έχει σαν αποτέλεσμα την ύπαρξη των εποχών

Φάση 4^η : Δραστηριότητα 3 - Αξιολόγηση (15 λεπτά).

Στη δραστηριότητα αυτή ελέγχεται η επίτευξη των στόχων του σεναρίου με τη βοήθεια του «Φύλλο εργασίας - τελικό».

Η εργασία είναι ατομική.

Φάση 5^η : Επέκταση (20 λεπτά).

Η δραστηριότητα αυτή αποτελείται από δύο μέρη και ο σπονδυλωτός της χαρακτήρας επιτρέπει την χρήση της εξ ολοκλήρου ή τμηματικά, ανάλογα με το διαθέσιμο χρόνο, μέσα στην τάξη ή εναλλακτικά ως εργασία για το σπίτι.

Στο Α’ μέρος προτείνεται η παρακολούθηση ενός σύντομου βίντεο και η απάντηση σχετικών ερωτημάτων. Στο Β’ μέρος, τίθενται κάποια ερωτήματα, ρεαλιστικά ή υποθετικά.

Η εργασία γίνεται σε ομάδες των 3-4 ατόμων, με χρήση υπολογιστή (εφόσον γίνει στο σχολείο) ή ατομικά (εφόσον γίνει στο σπίτι)

Βιβλιογραφία

Baxter, J. (1989). Children’s understanding of familiar astronomical events. International Journal of Science Education, 11 (5), 502-513

Dunlop, J. (2000). How Children Observe the Universe. Publications of the

Astronomical Society of Australia, 17, 194-206.

Sharp, J. (1996). Children’s astronomical beliefs: a preliminary study of Year 6

children in south-west England. International Journal of Science Education,

18(6), 685-712.

Todd, M., & Hotan, A. (2008). Misconceptions in Astronomy in WA students. SCIOS: Journal of the Science Teachers’ Association of Western Australia, 44(3), 26-

27.

Ματσαγγούρας, Γ. Η. (1999). Θεωρία και Πράξη της Διδασκαλίας. Η σχολική Τάξη. Χώρος. Ομάδα. Πειθαρχία. Μέθοδος. Αθήνα: Γρηγόρης.

Σιμιτζόγλου & Χαλκιά (2007). Οι εναλλακτικές ιδέες των παιδιών για το ηλιακό σύστημα. Πρακτικά 5^ου Πανελληνίου Συνεδρίου «Διδακτική Φυσικών Επιστημών και Νέες Τεχνολογίες στην Εκπαίδευση», τ. Β’, 820-827.