Το μάθημα της Διερεύνησης στη Σχολή Χιλλ"

  Κατερίνα Γλέζου, Τίνα Νάντσου, Πέτρος Αθανασίου

Εκπαιδευτικοί μαθήματος Διερεύνησης στη Σχολή Χιλλ

Εισαγωγή

Παιδαγωγικές αρχές

Θέματα Διερευνήσεων

Παραδείγματα δραστηριοτήτων – Σύντομη περιγραφή

Παραδείγματα δραστηριοτήτων - Αναλυτική περιγραφή

 


  Επιστροφή στην Αρχική Σελίδα


 

§         Εισαγωγή

 Στη Σχολή Χιλλ, πέρα από το επίσημο αναλυτικό πρόγραμμα, έχει εισαχθεί από το 1995 το μάθημα της Διερεύνησης ως μία επιπλέον διδακτική ώρα την εβδομάδα στην Δ’, Ε’ και Στ’ Τάξη (με άδεια του ΥΠΕΠΘ). Το μάθημα δεν βαθμολογείται.

Στο εργαστήριο των Υπολογιστών διατίθενται 5 υπολογιστές. Οι υπολογιστές είναι συνδεδεμένοι σε δίκτυο κι ο εξυπηρετητής (server) είναι τοποθετημένος στην αίθουσα των δασκάλων.

Η αναλογία μαθητών – διδασκόντων την ώρα της διερεύνησης στο εργαστήριο είναι 14 με 15 μαθητές προς ένα δάσκαλο. Οι μαθητές χωρισμένοι σε ομάδες των 2-3 ατόμων συμμετέχουν ενεργά στη διδακτική, μαθησιακή πράξη δουλεύοντας συνεργατικά μπροστά στην οθόνη του υπολογιστή τους.


  Επιστροφή στην Αρχική Σελίδα


 

§         Παιδαγωγικές αρχές

 Στη Σχολή Χιλλ, πέρα από το επίσημο αναλυτικό πρόγραμμα, έχει εισαχθεί από το 1995 το μάθημα της Διερεύνησης ως μία επιπλέον διδακτική ώρα την εβδομάδα στην Δ’, Ε’ και Στ’ Τάξη (με άδεια του ΥΠΕΠΘ). Το μάθημα δεν βαθμολογείται.

Στο εργαστήριο των Υπολογιστών διατίθενται 5 υπολογιστές. Οι υπολογιστές είναι συνδεδεμένοι σε δίκτυο κι ο εξυπηρετητής (server) είναι τοποθετημένος στην αίθουσα των δασκάλων.

Η αναλογία μαθητών – διδασκόντων την ώρα της διερεύνησης στο εργαστήριο είναι 14 με 15 μαθητές προς ένα δάσκαλο. Οι μαθητές χωρισμένοι σε ομάδες των 2-3 ατόμων συμμετέχουν ενεργά στη διδακτική, μαθησιακή πράξη δουλεύοντας συνεργατικά μπροστά στην οθόνη του υπολογιστή τους.

Το εργαστήριο Υπολογιστών λειτουργεί ως επικοινωνιακός κόμβος όπου συναντώνται:

  • η τεχνολογική πραγματικότητα (ο υπολογιστής, το λογισμικό, οι γλώσσες προγραμματισμού, το δίκτυο)

  • η ψυχολογική πραγματικότητα (το υποκείμενο που διδάσκει /μαθαίνει)

  • το περιεχόμενο που πρέπει να προσκτηθεί, καλλιεργηθεί (γνώσεις, δεξιότητες, στάσεις)

  • η κοινωνική πραγματικότητα (η ομάδα / η τάξη / η σχολική κοινότητα ως περιβάλλον).

Ο υπολογιστής λειτουργεί ως μέσο πειραματισμού, διερεύνησης, έκφρασης ιδεών και επικοινωνίας για μαθητές και δασκάλους.

Η αξιοποίηση επιλεγμένων υπολογιστικών εργαλείων, ως μέσο εμπλουτισμού της διδακτικής και μαθησιακής διαδικασίας, συνεισφέρει στη δημιουργία ενός πλούσιου μαθησιακού περιβάλλοντος που έχει κέντρο τον μαθητή, ευνοεί τη συνεργατική μάθηση, προωθεί τη διερευνητική μάθηση, υποστηρίζει τη διαθεματικότητα και ενδυναμώνει την αλληλεπίδραση μαθητή και δασκάλου.

Το μάθημα της Διερεύνησης προσφέρει δυνατότητες για εξερεύνηση, πειραματισμό, δοκιμή και έλεγχο υποθέσεων, ερμηνεία και σχηματισμό ιδεών, δίνοντας έμφαση στην ανάπτυξη συλλογισμών υψηλού επιπέδου και δεξιοτήτων για την επίλυση προβλημάτων.

Ως ιδιαίτερα σημεία εστίασης του μαθήματος της Διερεύνησης επισημαίνονται τα παρακάτω:

  • δίνεται έμφαση στη διαδικασία και όχι στο τελικό αποτέλεσμα

  • καλλιεργείται και αξιοποιείται η διαίσθηση του μαθητή

  • οπτικοποιούνται οι σκέψεις και οι ιδέες του μαθητή

  • ο μαθητής δοκιμάζει, εκμεταλλεύεται το λάθος και οδηγείται στην αποποινικοποίηση του λάθους

  • αναπτύσσονται στρατηγικές επίλυσης προβλημάτων, όπως ανάλυση προβλήματος σε επιμέρους μέρη

  • ο μαθητής κατασκευάζει πρωτότυπα, μοναδικά δημιουργήματα με προσωπικό ενδιαφέρον και νόημα.

Διακρίνουμε τα εξής στάδια σε κάθε Διερεύνηση:

  • επιλογή του θέματος ως απόφασης της ομάδας, σύμφωνα με τα ενδιαφέροντα των μαθητών, μετά από πρόταση/σεις του δασκάλου και συζήτηση στην τάξη

  • πειραματισμός γύρω από τα θέματα που διαπραγματεύεται η ομάδα, διατύπωση υποθέσεων και έλεγχος της ορθότητάς τους, έκφραση εκτιμήσεων και συμπερασμάτων. Στη διάρκεια της διερεύνησης οι μαθητές κρατούν σημειώσεις για την πορεία που ακολουθούν/χαράσσουν και καταγράφουν τα συμπεράσματά τους.

  • κατασκευή πρωτότυπου έργου

  • μεταφορά δεδομένων μεταξύ διαφορετικών εφαρμογών

  • εκπόνηση συνθετικής εργασίας-έκθεσης

  • παρουσίαση του έργου στην τάξη και συζήτηση.

Τα παιδιά με την παρώθηση του δασκάλου εμπλέκονται σε βιωματικές δραστηριότητες, πειραματίζονται σε συγκεκριμένο θέμα, διερευνούν, υποθέτουν, δοκιμάζουν, προτείνουν, σκέπτονται και συσκέπτονται, επιχειρηματολογούν, καταλήγουν σε συμπεράσματα, επιβεβαιώνουν τα πορίσματά τους, κατασκευάζουν συνθετικές ομαδικές εργασίες. Οι μαθητές ανακαλύπτουν τους κανόνες στην πράξη (theorems in action) παρουσιάζοντας ένα καλό παράδειγμα εφαρμογής της ενεργητικής, διερευνητικής και συνεργατικής μάθησης.

Η κάθε ομάδα εκπονεί μια συνθετική εργασία σε κειμενογράφο όπου περιγράφουν την πορεία της δουλειάς τους και τα προβλήματα της συνεργασίας τους και στη συνέχεια παρουσιάζει στην τάξη τα συμπεράσματά της, καθώς και τα αντίστοιχα γραφικά με τα οποία τα στηρίζει και τα ερμηνεύει. Γίνεται συζήτηση και ανταλλαγή απόψεων, σχολίων και κρίσεων μεταξύ των ομάδων που είτε συμφωνούν, γιατί έχουν οδηγηθεί σε παραπλήσια αποτελέσματα, είτε έχουν διαφορετική γνώμη. Τέλος, η τάξη καταλήγει σε γενικευμένα συμπεράσματα. Οι εργασίες των παιδιών μπορούν να παρουσιαστούν σε έκθεση στο σχολείο ή να δημοσιευθούν στην εφημερίδα του σχολείου. Σημειώνεται ότι τα παιδιά χαίρονται όταν η δουλειά τους γίνεται ευρύτερα γνωστή και αυτό λειτουργεί και σαν κίνητρο για την συνέχιση των προσπαθειών τους ειδικά σε ένα μάθημα που δε βαθμολογείται.

Ο ρόλος του μαθητή είναι:

  • διερευνητικός

  • ενεργητικός

  • δημιουργός

  • συνεργατικός

Ο ρόλος του δασκάλου εναλλάσσεται διαρκώς μεταξύ χαρακτηριστικών τύπων όπως:

  • διευκολυντής

  • συνερευνητής

  • καθοδηγητής

  • εμψυχωτής

  • σύμβουλος παιδαγωγός

  • αναστοχαστικός.

Ο δάσκαλος καθ’ όλη τη διάρκεια της διερεύνησης περνά από τις ομάδες των μαθητών, θέτει ερωτήσεις, διευκολύνει το διαλεκτικό χαρακτήρα, την ομαλή διεξαγωγή και την εμβάθυνση συζητήσεων, προτρέπει να δοκιμάσουν διάφορες παραμέτρους, συνδυασμούς ερωτημάτων και αναπαραστάσεις, επικουρεί, ενθαρρύνει τις προσπάθειες των μαθητών ενώ παροτρύνει συνεχώς σε αυτενέργεια και πειραματισμό. Οι μαθητές ωθούνται να επιλέξουν ελεύθερα την πορεία διερεύνησης που θα ακολουθήσουν και τα εργαλεία που θα χρησιμοποιήσουν και μόνον αν “κολλήσουν” και ζητήσουν βοήθεια, τότε ο δάσκαλος προτρέπει σε αναζήτηση βοήθειας από μέλη άλλης ομάδας, συμβουλεύει, προτείνει, καθοδηγεί διακριτικά ή υποδεικνύει κάποιο άλλο, αποτελεσματικότερο μέσο ή τρόπο κατά την κρίση του.

Αναφορικά με τους κεντρικούς παιδαγωγικούς στόχους, επιδιώκουμε οι μαθητές εμπλεκόμενοι σε μια σειρά δραστηριότητες σε συγκεκριμένο εκπαιδευτικό σενάριο:

  • Να αποκτήσουν δεξιότητες διαχείρισης και αξιοποίησης πληροφοριών (αναζήτηση, ταξινόμηση, οργάνωση, παρουσίαση, αναπαράσταση, ανάλυση, σύνθεση).

  • Να διατυπώσουν υποθέσεις, να πειραματιστούν και να ελέγξουν την ορθότητά τους.

  • Να συσχετίσουν, να αναλύσουν, να συνθέσουν τις πληροφορίες-δεδομένα να εξάγουν συμπεράσματα και να τα ερμηνεύσουν.

  • Να αξιοποιήσουν τις υπάρχουσες διαισθήσεις τους και να διαμορφώσουν στρατηγικές για την αντιμετώπιση και επίλυση προβλημάτων.

  • Να αναπτύξουν δεξιότητες επικοινωνίας.

  • Να συνεργαστούν μεταξύ τους για την επίτευξη κοινού στόχου αναπτύσσοντας προσωπική και συλλογική ευθύνη ως μέλη μιας ομάδας.

  • Να «αποποινικοποιήσουν» την έννοια του λάθους.

  • Να καλλιεργήσουν δεξιότητες έκφρασης (προφορικού και γραπτού λόγου).

Η έμφαση δίνεται στην ανάπτυξη δεξιοτήτων αφενός επίλυσης προβλημάτων και αφετέρου επικοινωνιακών και συνεργατικών.

 


  Επιστροφή στην Αρχική Σελίδα


§         Θέματα Διερευνήσεων

 

  • Εστίαση: Συμβολική έκφραση (Logo) – Ζωγραφική - Επεξεργασία Κειμένου

Δ΄ Δημοτικού

Ε΄ Δημοτικού

Στ΄ Δημοτικού

 

 

 

Το ρομπότ

Το τραίνο

Παραλληλόγραμμα

Η αυλή του σχολείου

Τοίχος

Πολύγωνα – Αρχαίοι Ναοί

Χριστουγεννιάτικο δέντρο

Η πολυκατοικία

Τόξα

Καράβια

Χάρτες

Γέφυρες

Τα κάστρα

Η πόλη- χωριό

Λουλούδια

 

 

Σκάλες

 

 

  • Εστίαση: Διαχείριση Δεδομένων - Επεξεργασία Κειμένου

Ε΄ Δημοτικού

Στ΄ Δημοτικού

 

 

Το πάρτι

Στοιχεία Μετεωρολογίας

Χώρες

Ο ελεύθερος χρόνος

Φυτά

Αγαπημένοι τραγουδιστές

Ζώα

Τα χόμπι των δασκάλων

 


  Επιστροφή στην Αρχική Σελίδα


§         Παραδείγματα δραστηριοτήτων – Σύντομη περιγραφή

 

·         Τα κάστρα - Δ΄ Τάξη

Τα παιδιά εξοικειώνονται με τις έννοιες της κλίμακας, των γωνιών, των ιδιοτήτων του ορθογωνίου, κατασκευάζουν το κάστρο επιλογής τους με χρήση διαδικασιών Logo, συλλέγουν εγκυκλοπαιδικά στοιχεία για το κάστρο επιλογής τους (σύνδεση με το μάθημα της γεωγραφίας και ιστορίας) και προχωρούν σε συνθετική εργασία.

·         Η σχολική αυλή - Δ΄ Τάξη

Τα παιδιά εμπλέκονται σε εκτιμήσεις, εξοικειώνονται με τις έννοιες προσανατολισμού και κλίμακας και κατασκευάζουν σε σχέδιο την κάτοψη της σχολικής αυλής με χρήση διαδικασιών Logo, (σύνδεση με το μάθημα των εικαστικών-στοιχεία αρχιτεκτονικής).

·         Το παραλληλόγραμμο - Στ΄ Τάξη

Οι μαθητές, χρησιμοποιώντας εργαλεία παραμετρικών διαδικασιών (με μεταβλητές), τα οποία κατά κύριο λόγο προτείνονται από το δάσκαλο, πειραματίζονται στις ιδιότητες των παραλληλογράμμων (σύνδεση με το μάθημα των μαθηματικών –γεωμετρίας και έμμεση εισαγωγή στην έννοια της συνάρτησης μιας ή/και περισσοτέρων μεταβλητών).

·         Οι σκάλες - Στ΄ Τάξη

Τα παιδιά κατασκευάζουν σκάλες με σκαλοπάτια μεταβλητού ύψους, πλάτους και προσανατολισμού χρησιμοποιώντας παραμετρικές διαδικασίες και εισάγονται σταδιακά στις έννοιες μεταβλητών, διαδικασιών και υπερδιαδικασιών.

Αρχικά ζητείται η κατασκευή σκάλας με συγκεκριμένο αριθμό σκαλοπατιών διαφορετικού μεγέθους ή εναλλακτικά η κατασκευή σκαλών με σύνδεση του σημείου αφετηρίας της χελώνας (το κέντρο του καμβά-σελίδα χελώνας στο περιβάλλον του Χελωνόκοσμου) με διάφορες θέσεις στη σελίδα ζωγραφικής που αναπαριστούν σπίτια, μνημεία, σχολείο κλπ του χωριού ή της πόλης. Τα παιδιά συνειδητοποιούν τη δυσκολία χειρισμού των υπεισερχόμενων παραμέτρων και κατανοούν την αξία ορισμού της σκάλας με μεταβλητές. Τα παιδιά εισάγονται στην αφηρημένη σκέψη μετασχηματίζοντας τις νοητικές αναπαραστάσεις τους.

·         Οι γέφυρες - Στ΄ Τάξη

Τα παιδιά επιχειρούν την κατασκευή κύκλου, πειραματίζονται με παραμετρικές διαδικασίες, δοκιμάζουν συγκεκριμένες τιμές μεταβλητών, συγκρίνουν αποτελέσματα, προτείνουν πιθανές εκδοχές, και τέλος, συνάγουν τον κανόνα που συνδέει τις μεταβλητές αριθμού επανάληψης, βήματος και γωνίας στροφής της χελώνας. Στη συνέχεια, μελετούν ιδιότητες του κύκλου και των τόξων και κατασκευάζουν μοντέλα γεφυρών, αναζητούν-συγκεντρώνουν εγκυκλοπαιδικά στοιχεία και προχωρούν σε συνθετική διαθεματική εργασία (σύνδεση με το μάθημα των μαθηματικών, της γεωγραφίας και ιστορίας).


  Επιστροφή στην Αρχική Σελίδα


 

§         Παραδείγματα δραστηριοτήτων - Αναλυτική περιγραφή

        I.            Θέμα διερεύνησης: Τα Κάστρα

     II.            Θέμα διερεύνησης: Στοιχεία Μετεωρολογίας

      I.            Θέμα διερεύνησης: Τα Κάστρα

Κεντρικός άξονας

Με τη συγκεκριμένη δραστηριότητα επιχειρείται η εξοικείωση με τις έννοιες της κλίμακας, των γωνιών, των ιδιοτήτων του ορθογωνίου, τη διερεύνηση ιδιοτήτων του τετραγώνου και του ορθογωνίου και την αναγνώριση διαφορών και ομοιοτήτων μεταξύ ιδιοτήτων τετραγώνου και ορθογωνίου. Οι μαθητές εισάγονται σταδιακά σε μια μαθηματική ορολογία, όχι πολύ αυστηρή, όπως: πλευρές, γωνίες, απέναντι πλευρές, απέναντι γωνίες, διαδοχικές πλευρές, διαδοχικές γωνίες και οδηγούνται στη διατύπωση κανόνων-συμπερασμάτων (π.χ. «όλες οι γωνίες είναι ίσες», «οι απέναντι πλευρές είναι ίσες» κτλ). Στη διερεύνηση αυτή διακρίνουμε τρεις φάσεις: α)Κατασκευή ορθογωνίων με δυο διαφορετικές προσεγγίσεις [Α. Διαισθητική προσέγγιση των γεωμετρικών σχημάτων και Β. Υπολογιστική προσέγγιση], β)Κατασκευή κάστρου με χρήση διαδικασιών Logo και γ)Παρουσίαση της εργασίας. Τα παιδιά συλλέγουν εγκυκλοπαιδικά στοιχεία για το κάστρο επιλογής τους (σύνδεση με το μάθημα της γεωγραφίας και ιστορίας).

 

Ένταξη στο πρόγραμμα σπουδών

Τάξη : Δ΄ - Ε΄ Δημοτικού

 

Παιδαγωγικοί στόχοι

Επιδιώκουμε οι μαθητές:

  • Να χρησιμοποιήσουν τις υπάρχουσες διαισθήσεις τους για την αντιμετώπιση του προβλήματος

  • Να αποκτήσουν δεξιότητες προσανατολισμού

  • Να διερευνήσουν τις γεωμετρικές ιδιότητες του τετραγώνου και του ορθογωνίου παραλληλογράμμου.

  • Να διακρίνουν ομοιότητες και διαφορές μεταξύ τετραγώνου και ορθογωνίου παραλληλογράμμου.

  • Να διατυπώσουν υποθέσεις και να ελέγξουν την ορθότητά τους πειραματιζόμενοι

  • Να ανακαλύψουν κανόνες στην πράξη (theorems in action)

  • Να εξάγουν και να διατυπώσουν συμπεράσματα σχετικά με τις γεωμετρικές ιδιότητες του τετραγώνου και του ορθογωνίου παραλληλογράμμου.

Στόχοι ως προς τη χρήση νέων τεχνολογιών

  • Εκγύμναση βασικών υπολογιστικών δεξιοτήτων

  • Κατανόηση και συγγραφή απλών προγραμμάτων Logo

  • Μεταφορά δεδομένων από μια υπολογιστική εφαρμογή σε άλλη

  • Διαχείριση αρχείων

  • Αποθήκευση αρχείων και επανάκτησή τους

 

Προτεινόμενη πορεία

Α΄ Φάση: Κατασκευή ορθογωνίων με δυο διαφορετικές προσεγγίσεις

Α. Διαισθητική προσέγγιση των γεωμετρικών σχημάτων.

Η τάξη βγαίνει στην αυλή του σχολείου και χωρίζεται σε δύο ομάδες. Η μία ομάδα ζωγραφίζει με κιμωλία στο δάπεδο της αυλής ένα τετράγωνο και η άλλη ένα ορθογώνιο παραλληλόγραμμο ( σε αυτή τη δραστηριότητα βοηθούν τα πλακάκια της αυλής, αν υπάρχουν). Κάθε ομάδα εξηγεί στην άλλη πώς έφτιαξε το σχέδιό της.

Ένας μαθητής από κάθε ομάδα γίνεται χελώνα εδάφους και καθοδηγείται από τα παιδιά στην περίμετρο των δύο σχημάτων, με χρήση των εντολών της Logo. Τα παιδιά συχνά μπερδεύουν το αριστερά με το δεξιά, το μέγεθος της γωνίας και δυσκολεύονται να «κλείσουν» το σχήμα.

Β. Υπολογιστική προσέγγιση

Ζητάμε από κάθε ομάδα μαθητών να κατασκευάσει στο υπολογιστικό περιβάλλον Logo (πχ Χελωνόκοσμος) ένα τετράγωνο τυχαίου μεγέθους. Στη συνέχεια τους ζητείται να κατασκευάσουν ένα διπλάσιο τετράγωνο. Εγείρεται προβληματισμός γύρω πχ από το τι σημαίνει διπλάσιο τετράγωνο (διπλάσιας πλευράς ή διπλάσιου εμβαδού), αν αλλάζουν οι γωνίες. Κατόπιν τους ζητείται να κατασκευάσουν τετράγωνα διαφορετικού μεγέθους και να παρατηρήσουν τι αλλάζει κάθε φορά με τις εντολές που δίνουν στη χελώνα.

Παρόμοια διαδικασία ακολουθείται και για τα ορθογώνια παραλληλόγραμμα.

Τέλος, ζητάμε να διατυπώσουν συμπεράσματα για τις ομοιότητες και διαφορές μεταξύ τετραγώνου και ορθογωνίου παραλληλογράμμου.

Β΄ Φάση: Κατασκευή κάστρου

Τα παιδιά συλλέγουν σχέδια, φωτογραφίες, εγκυκλοπαιδικά στοιχεία για τα κάστρα από προσωπικό υλικό ή/και από τη βιβλιοθήκη του σχολείου ή ο δάσκαλος τους δίνει εικόνες ή άλλο υλικό από το μάθημα της γεωγραφίας.

Κάθε ομάδα παιδιών, με τη βοήθεια ριζόχαρτου, αποτυπώνει το περίγραμμα του κάστρου που επέλεξε προγραμματίζει και σχεδιάζει την πορεία που θα ακολουθήσει για να σχεδιάσει το κάστρο στο υπολογιστικό περιβάλλον χρησιμοποιώντας διαδικασίες για τετράγωνα και ορθογώνια παραλληλόγραμμα.

Γ΄ Φάση: Παρουσίαση

Η κάθε ομάδα καταγράφει στον κειμενογράφο τον τρόπο εργασίας της και τα συμπεράσματά της. Θεωρείται σκόπιμο οι μαθητές να έχουν προετοιμάσει το κείμενο της έκθεσης-παρουσίασης από το σπίτι τους.

Στο σκελετό της έκθεσης περιλαμβάνονται στοιχεία όπως:

  • όνομα ομάδας, μέλη

  • θέμα διερεύνησης

  • καταγραφή της διαδικασίας κατασκευής του κάστρου

  • δυσκολίες που συνάντησαν στη Logo και στη συνεργασία τους

  • πώς αντιμετώπισαν τις δυσκολίες τους

  • τι αποκόμισαν από αυτή τη διερεύνηση

  • πληροφορίες για το κάστρο που επέλεξαν να σχεδιάσουν.

Οι εργασίες παρουσιάζονται μέσα στην τάξη σε ξεχωριστό μάθημα και ακολουθεί συζήτηση. Τα σχέδια των παιδιών μπορούν να παρουσιαστούν σε έκθεση στο σχολείο ή να δημοσιευθούν στην εφημερίδα του σχολείου. Τα παιδιά χαίρονται όταν η δουλειά τους γίνεται γνωστή ευρύτερα και αυτό λειτουργεί και σαν κίνητρο για την συνέχιση των προσπαθειών τους ειδικά σε ένα μάθημα όπου δεν βαθμολογείται.

 

Εκτιμώμενη διάρκεια της διερεύνησης

Α. Φάση: 1- 2 μαθήματα

Β. Φάση: 6 –8 μαθήματα

Γ. Φάση: 2- 3 μαθήματα

Σύνολο: 9 –13 μαθήματα

 


  Επιστροφή στην Αρχική Σελίδα


   II.            Θέμα διερεύνησης: Στοιχεία Μετεωρολογίας

(Ανάπτυξη δραστηριότητας: Τίνα Νάντσου)

 

Κεντρικός άξονας

Με τη συγκεκριμένη δραστηριότητα επιχειρείται η προσέγγιση του τρόπου εργασίας ενός επιστήμονα φυσικού-μετεωρολόγου (η παρατήρηση και συλλογή μετρήσεων, η μεθοδική καταγραφή των παρατηρήσεων, η επεξεργασία και η εξαγωγή συμπερασμάτων), η εξοικείωση με την ορολογία του αντικειμένου της Μετεωρολογίας.

H δραστηριότητα αυτή προτείνει την σύνδεση του μαθήματος της Φυσικής με το μάθημα της Διερεύνησης με παράλληλη αξιοποίηση του εργαστηρίου φυσικών επιστημών και του εργαστηρίου των υπολογιστών. Κατά τη διεξαγωγή της δραστηριότητας διακρίνουμε φάσεις οι οποίες άλλες λαμβάνουν χώρα στο εργαστήριο φυσικών επιστημών και άλλες στο εργαστήριο των υπολογιστών.

 

Ένταξη στο πρόγραμμα σπουδών

Τάξη: Ε΄ και Στ΄ Δημοτικού

 

Παιδαγωγικοί στόχοι

Επιδιώκουμε οι μαθητές :

  • Να εξοικειωθούν με την ορολογία της μετεωρολογίας – να μάθουν να ακούν και να διαβάζουν τον καιρό στις ειδήσεις

  • Να κατανοήσουν ότι η μετεωρολογία είναι μία στατιστική επιστήμη και γι’ αυτό εμπεριέχει το στοιχείο του σφάλματος

  • Να μάθουν να χρησιμοποιούν τα μετεωρολογικά όργανα του σχολείου, να παίρνουν ακριβείς μετρήσεις

  • Να μάθουν να συγκρίνουν τις μετρήσεις τους ανά ομάδες καθώς και με τα δεδομένα της ΕΜΥ- να συμφιλιωθούν με την έννοια του σφάλματος μέτρησης

  • Να είναι συστηματικοί και μεθοδικοί στη συλλογή και καταγραφή των μετεωρολογικών δεδομένων

  • Να οργανώνουν και να καταγράφουν τις μετρήσεις τους σε βάση δεδομένων

  • Να επεξεργαστούν τα δεδομένα στατιστικά, πχ υπολογισμός μέσων τιμών των μεγεθών κλπ.

  • Να εξοικειωθούν με πολλαπλές αναπαραστάσεις όπως ραβδογράμματα, διαγράμματα Venn, πίτες κλπ

  • Να διατυπώσουν υποθέσεις, να ελέγξουν την ορθότητά τους και να συνάγουν συμπεράσματα για τον καιρό

 

Στόχοι ως προς τη χρήση νέων τεχνολογιών

  • Εξοικείωση με βασικές έννοιες διαχείρισης πληροφορίας (βάση δεδομένων, πίνακας, πεδίο, εγγραφή κτλ.)

  • Εισαγωγή και επεξεργασία δεδομένων, αποθήκευση και ανάκτηση αυτών

  • Εξοικείωση με πολλαπλές αναπαραστάσεις όπως ραβδογράμματα, διαγράμματα Venn, πίτες κλπ

  • Διαχείριση αρχείων

 

Προτεινόμενη πορεία διδασκαλίας

Στην προτεινόμενη πορεία εφαρμογής της δραστηριότητας διακρίνουμε τις παρακάτω φάσεις :

Α΄ Φάση: Συλλογή μετεωρολογικών δεδομένων

Η δραστηριότητα αυτή λαμβάνει χώρα στο εργαστήριο Φυσικών Επιστημών.

Τα παιδιά καθημερινά συλλέγουν από την αρχή της χρονιάς, στοιχεία για τον καιρό. Οι μετρήσεις πρέπει να γίνονται σε συγκεκριμένη ώρα κάθε μέρα στον ίδιο χώρο του σχολείου. Για το σκοπό αυτό χρειάζεται να γίνει συζήτηση μέσα στην τάξη για τη μεθοδολογία της έρευνας και τη χρήση των μετεωρολογικών οργάνων.

Προτείνεται, παράλληλα, στο μάθημα της Φυσικής να γίνει κατασκευή αυτοσχέδιων οργάνων, όπως θερμόμετρο, βροχόμετρο, ανεμόμετρο, ανεμοδείκτη και βαρόμετρο ώστε τα παιδιά να νιώσουν μεγαλύτερη εξοικείωση με τα όργανα του εργαστηρίου. (Η έρευνα μπορεί να γίνει και με τη χρήση χαμηλού κόστους οργάνων όπως θερμόμετρου και βροχόμετρου, αν δεν υπάρχει στο σχολείο εξοπλισμένο εργαστήριο φυσικής.)

Προτεινόμενα μεγέθη παρατηρήσεων-μετρήσεων:

Θερμοκρασία περιβάλλοντος (υπό σκιάν), θερμοκρασία νερού, βροχόπτωση, ηλιοφάνεια, ατμοσφαιρική πίεση, κατεύθυνση ανέμου.

Προτεινόμενος καταμερισμός της δουλειάς των ομάδων:

Ομάδες των 5 ατόμων οι οποίοι αλλάζουν κάθε μήνα.

Δύο υπεύθυνοι του πίνακα ανακοινώσεων του εργαστηρίου οι οποίοι αλλάζουν κάθε μήνα.

Ανάρτηση των αποτελεσμάτων και μελέτη αυτών στα πλαίσια του μαθήματος Φυσικής – ενδεικτική σύγκριση των μετρήσεων με τα δεδομένα της ΕΜΥ, ώστε να ελεγχθεί η ορθότητα των μετρήσεων από τους ίδιους τους μαθητές

Β΄ Φάση: Οργάνωση και καταγραφή των δεδομένων στη βάση

Η δραστηριότητα αυτή λαμβάνει χώρα στο εργαστήριο υπολογιστών.

Η φάση αυτή μπορεί να ξεκινήσει κατά το Μάρτη, ώστε να έχουν μαζευτεί αρκετές μετρήσεις από τις ομάδες εργασίας.

Τα παιδιά αρχικά, δουλεύουν μία έτοιμη βάση δεδομένων ώστε να εξοικειωθούν με το υπολογιστικό περιβάλλον, τους διαφορετικούς τύπους πεδίων (αριθμητικά, αλφαριθμητικά, λογικά) κλπ.

Κάθε ομάδα καταστρώνει τον πίνακα δεδομένων επιλογής τους στο χαρτί (με χαρτί και μολύβι). Στη συνέχεια, κατασκευάζει την υπολογιστική βάση, ονομάζει τα πεδία, τον τύπο τους και τη μορφή των δεδομένων που θα περιέχουν και επιλέγει τα πεδία που θα επεξεργαστεί για διεξαγωγή συμπερασμάτων.

Προτείνεται να μοιραστεί κοινό φύλλο μετρήσεων σε όλες τις ομάδες, ώστε να μην υπάρχουν διαφοροποιήσεις (στόχος είναι με τα ίδια στοιχεία να δουλέψει κάθε ομάδα, να θέσει τα δικά της ερωτήματα και να καταλήξει σε δικά της συμπεράσματα. Σε περίπτωση διαφορετικών φύλλων μετρήσεων τίθονται ερωτήματα προς προβληματισμό όπως: Είναι δυνατόν να υπάρχουν διαφορετικές μέγιστες θερμοκρασίες τον ίδιο μήνα; Ποιες μετρήσεις είναι λανθασμένες και γιατί;

Ιδιαίτερη προσοχή συνιστάται στον τρόπο γραφής των δεδομένων καθώς και στον έλεγχο των καταγραφών γιατί μία διαφοροποίηση στη γραφή οδηγεί σε λανθασμένα συμπεράσματα (π.χ. η διαφορετική γραφή της λέξης «Ηλιοφάνεια» ως «ΗΛΙΟΦΑΝΕΙΑ», «ηλιοφάνεια» ή «ΗΛΙΟΦΑΝΕΙΑ.» επηρεάζει το τελικό αποτέλεσμα.

Γ΄ Φάση: Ανάλυση δεδομένων

Οι μαθητές αφήνονται ελεύθεροι να δοκιμάσουν τις γραφικές παραστάσεις, τα ραβδογράμματα και τα διαγράμματα και να παίξουν με αυτά.

Ο εκπαιδευτικός, αφού οι μαθητές νιώσουν άνετα με τα εργαλεία, θέτει ερωτήματα :

  • Ποια ήταν η πιο ζεστή μέρα της χρονιάς;

  • Ποια είναι η μέση θερμοκρασία του μήνα Μάρτη;

  • Ποιο μήνα είχαμε τη μεγαλύτερη βροχόπτωση;

  • Πότε είχαμε ηλιοφάνεια και βροχή ταυτόχρονα;

  • Ποια η διαφορά μεταξύ θερμοκρασίας περιβάλλοντος και νερού; Γιατί συμβαίνει αυτό;

Μία ενδιαφέρουσα διαδικασία είναι να γραφούν στον πίνακα οι προβλέψεις των μαθητών πάνω στα ερωτήματα.

Οι προβλέψεις άραγε συμπίπτουν με τα πειραματικά δεδομένα; Συμπίπτουν με το απλό συμπέρασμα που συνάγεται με μία απλή ανάγνωση των μετρήσεων ή οι γραφικές παραστάσεις κρύβουν εκπλήξεις;

Τα τελικά συμπεράσματα της έρευνας γράφονται στον πίνακα της τάξης και ακολουθεί συζήτηση.

Δ΄ Φάση: Παρουσίαση

Η κάθε ομάδα καταγράφει (σε αρχείο Word) τον τρόπο εργασίας της και τα συμπεράσματά της.

Η δομή μίας έκθεσης θα μπορούσε να είναι:

  • όνομα ομάδας, μέλη

  • θέμα διερεύνησης , στόχοι

  • μέθοδος συλλογής μετεωρολογικών δεδομένων

  • δυσκολίες που συνάντησαν

α. στη συλλογή των μετρήσεων

β. στη βάση δεδομένων - επεξεργασία

γ. στη συνεργασία και π;ώς τις αντιμετωπίσανε

  • τα συμπεράσματα της έρευνάς τους

Οι εργασίες παρουσιάζονται μέσα στην τάξη σε ξεχωριστό μάθημα και γίνεται συζήτηση (παρακινούνται οι μαθητές να κάνουν δημοσιογραφικού τύπου ερωτήσεις και όχι κρίσεις).

Τα συμπεράσματα και οι γραφικές παραστάσεις μπορούν να αναρτηθούν στον πίνακα ανακοινώσεων της τάξης ή του εργαστηρίου ή και γιατί όχι στην εφημερίδα του σχολείου. Τα παιδιά χαίρονται όταν η δουλειά τους γίνεται γνωστή ευρύτερα και αυτό λειτουργεί και σαν κίνητρο για την συνέχιση των προσπαθειών τους ειδικά σε ένα μάθημα όπου δεν βαθμολογείται.

 

Εκτιμώμενη διάρκεια της διερεύνησης

Α΄ Φάση: 1 - 2 μαθήματα παιχνίδι με έτοιμες βάσεις δεδομένων

Β΄ Φάση: 2 - 3 μαθήματα οργάνωση και καταγραφή μετρήσεων

Γ΄ Φάση: 2 – 3 μαθήματα

Δ΄ Φάση: 3 – 4 μαθήματα

Σύνολο : 8 – 12 μαθήματα

 


  Επιστροφή στην Αρχική Σελίδα