Η συγκεκριμένη εργασία πραγματεύεται μία διδακτική προσέγγιση του φαινομένου της διάλυσης λευκών στερεών ουσιών σε δύο διαφορετικούς διαφανείς διαλύτες. Σαφέστερα, σκοπός της εργασίας είναι η μελέτη της ενδεχόμενης εννοιολογικής αλλαγής στη σκέψη παιδιών προσχολικής ηλικίας αναφορικά με το εν λόγω φαινόμενο μετά την υλοποίηση ενός εκπαιδευτικού προγράμματος. Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι οι μαθητές προσχολικής ηλικίας μετά την εφαρμογή του εκπαιδευτικού προγράμματος είναι σε θέση να συγκροτήσουν συλλογισμούς συμβατούς με το σχολικό μοντέλο για το φαινόμενο της διάλυσης στερεών ουσιών σε υγρούς διαλύτες. / This paper deals with a teaching approach about the phenomenon of dissolution of white solids in two different transparent solvents. The aim of this paper is the study of the possible conceptual change in preschool children's thinking about this phenomenon after the implementation of an educational program. The results showed that preschool students are able to compose reasoning compatible with the school model about the effect of the dissolution of solids in liquid solvents after the implementation of the educational program.

Διερευνήθηκε το κατά πόσο παιδιά προσχολικής ηλικίας 5 και 6 ετών μπορούν να δώσουν εξηγήσεις σχετικά με το φαινόμενο του ουράνιου τόξου κι αν είναι σε θέση να προβλέπουν την τεχνητή δημιουργία του ουράνιου τόξου σε συνθήκες σχολικής τάξης. Οι στόχοι της έρευνας που διεξήγαμε ήταν να διαπιστωθεί : 1. Αν υπάρχουν και ποιες είναι οι νοητικές παραστάσεις παιδιών προσχολικής ηλικίας 5 και 6 ετών σχετικά με το φαινόμενο του ουράνιου τόξου, καθώς και σε ποιες αιτίες αποδίδεται η δημιουργία του στη φύση κατά την άποψη των παιδιών. 2. Αν τα παιδιά μπορούν να ερμηνεύσουν το φαινόμενο του ουράνιου τόξου ακολουθώντας το μοντέλο της διάδοσης του φωτός ως ακτινοβολίας 3. Αν τα παιδιά είναι σε θέση να προβλέψουν και να εξηγήσουν την παρουσία χρωμάτων μετά την ανάλυση του φωτός με τη βοήθεια πρίσματος και φακού ή με τη βοήθεια φακού και καθρέφτη βυθισμένου σε λεκάνη με νερό διατυπώνοντας νατουραλιστικού τύπου εξηγήσεις. Αρχικά δείξαμε φωτογραφία με το ουράνιο τόξο στα παιδιά και τους ζητήθηκε να πουν τι βλέπουν και πώς νομίζουν ότι δημιουργείται το φαινόμενο στη φύση. Στη συνέχεια δείξαμε στα παιδιά τα υλικά της πρώτης πειραματικής διαδικασίας κι αφού βεβαιωθήκαμε ότι τα γνωρίζουν ή στην περίπτωση του πρίσματος αναφέρουν το υλικό και τη φύση του (διάφανο), ζητήσαμε προβλέψεις. Μετά την ολοκλήρωση του πειράματος ζητήσαμε ερμηνείες για το πρώτο φαινόμενο. Την ίδια ακριβώς διαδικασία επαναλάβαμε και για το δεύτερο φαινόμενο της τεχνητής δημιουργίας ουράνιου τόξου με τη βοήθεια φακού και καθρέφτη μέσα σε λεκάνη με νερό. Ακολούθως προχωρήσαμε σε ερωτήσεις σύγκρισης μεταξύ των δύο φαινομένων τεχνητής δημιουργίας ουράνιου τόξου και τέλος σε ερωτήσεις σύγκρισης μεταξύ των δύο αυτών πρώτων φαινομένων και του φαινομένου του ουράνιου τόξου στη φύση. Αφού συγκεντρώσαμε τις απαντήσεις καταρχήν ελέγξαμε την υπόθεσή μας σχετικά με το αν τα παιδιά διαθέτουν νοητικές παραστάσεις για το φαινόμενο. Κατόπιν και προχωρώντας σ’ ένα πρώτο επίπεδο ανάλυσης διερευνήσαμε αν τα παιδιά προσχολικής ηλικίας μπορούν να χρησιμοποιήσουν στις εξηγήσεις τους ένα απλοποιημένο επιστημονικό μοντέλο της διάδοσης του φωτός ως ακτινοβολίας (Κολιόπουλος & Αραπάκη, 2004). Σ’ ένα δεύτερο επίπεδο ανάλυσης ελέγξαμε αν ευσταθεί η υπόθεσή μας σχετικά με το ότι παιδιά νηπιαγωγείου μπορούν να ερμηνεύσουν φυσικά φαινόμενα δίνοντας νατουραλιστικές απαντήσεις. Το μεθοδολογικό εργαλείο κατάταξης των απαντήσεων σε κατηγορίες ανάλογα με το είδος τους, των Χατζηνικήτα και Χρηστίδου (2006) ήταν ιδιαίτερα χρήσιμο σ’ αυτό το επίπεδο ανάλυσης. Στο τελευταίο κομμάτι της έρευνάς μας κι εφόσον αναλύσαμε τα ερευνητικά μας αποτελέσματα προχωρήσαμε στη διατύπωση συμπερασμάτων και προτάσεων για μελλοντική ερευνητική δραστηριότητα που θα μπορούσε ενδεχομένως να προκύψει έχοντας ως έναυσμα την παρούσα έρευνα. / -

Στο παρόν πόνημα παρουσιάζονται τα αποτελέσματα έρευνας σχετικής με το σχεδιασμό, εφαρμογή και αξιολόγηση μιας διδακτικής ακολουθίας για την έννοια της ενέργειας η οποία απευθύνεται σε μαθητές/ριες της Δ΄ τάξης του ελληνικού δημοτικού σχολείου. Η διδακτική αυτή ακολουθία βασίζεται στις αρχές της «καινοτομικής» και «εποικοδομητικής» προσέγγισης για τη διδασκαλία και μάθηση των φυσικών επιστημών και εξετάζονται αφ’ ενός τα επιστημολογικά χαρακτηριστικά του εννοιολογικού περιεχομένου της ακολουθίας αυτής και αφ’ ετέρου αν μπορεί να οδηγήσει μαθητές/τριες αυτής της εκπαιδευτικής βαθμίδας να εμφανίσουν γνωστική πρόοδο στο συγκεκριμένο θέμα. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της έρευνας, εκτιμάται ότι το «μοντέλο των ενεργειακών αλυσίδων» αποτελεί ένα επιστημολογικά έγκυρο, συμβατό προς τις γνωστικές δυνατότητες των παιδιών και διδακτικά αποτελεσματικό διδακτικό μετασχηματισμό της επιστημονικής γνώσης σε σχολική γνώση. Πιο συγκεκριμένα, παρέχονται ενδείξεις σύμφωνα με τις οποίες οι μαθητές/τριες μετά το πέρας της διδακτικής παρέμβασης είναι δυνατόν να οικοδομήσουν ένα ενεργειακό μοντέλο με το οποίο: (α) να περιγράφουν χρησιμοποιώντας την έννοια της ενέργειας, τη λειτουργία απλών τεχνολογικών συστημάτων όπου εμπλέκονται ηλεκτρικά φαινόμενα, (β) να αναγνωρίζουν τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και να είναι σε θέση να τις αξιοποιούν (γ) να περιγράφουν, εξηγούν και προβλέπουν την ενεργειακή συμπεριφορά οικιακών τεχνολογικών συστημάτων. / In this thesis, the results of a research concerning the planning, application and evaluation of a teaching sequence as far as the concept of energy is concerned, are featured. This teaching sequence is addressed to forth grade pupils of Greek primary schools and it relies on the principles of ‘innovative’ and ‘constructive’ approach for the teaching and learning of science. On one hand, the epistemological features of the conceptual content of the sequence are being examined and on the other hand, it is argued whether pupils can be led to developing cognitive progress on this specific issue. According to the findings of this research, it is estimated that the ‘model of energy chains’ is scientifically valid and compatible to the cognitive capabilities of the pupils. It is an effective teaching model which transforms the scientific knowledge into school knowledge. More specifically, there are indications that the pupils, after completing this teaching course are capable of developing an energy model which is both qualitative and quantitative, so as to be able to: (a) describe the function of simple technological systems which include electrical phenomena, by using the concept of energy, (b) to recognize renewable energy and be able to utilize them (c) describe, explain and predict the energy behaviour of domestic technological systems.

Στην εργασία επιχειρείται η καταγραφή και στη συνέχεια ο μετασχηματισμός βιωματικών νοητικών παραστάσεων μαθητών ηλικίας 12 -16 ετών, για τα φαινόμενα του σχηματισμού φωτεινών προβολών και σκιών από εκτεταμένες φωτεινές πηγές. Το μεθοδολογικό σχέδιο που χρησιμοποιείται βασίζεται στην αξιοποίηση δεδομένων από την Ιστορία της Επιστήμης: Η ανίχνευση και ανάλυση των παραστάσεων των μαθητών επιτελείται στη βάση των εναλλακτικών επιστημονικών μοντέλων που διατυπώθηκαν στην ιστορική εξέλιξη της Επιστήμης για την ερμηνεία ενός οπτικού φαινομένου - γρίφου, ενώ η διδακτική παρέμβαση, η οποία πραγματοποιείται στα πλαίσια ενός αλληλεπιδραστικού μαθησιακού περιβάλλοντος, συνίσταται στη συστηματική διαμεσολάβηση του διδάσκοντος και την παρουσίαση του ορθού προτύπου, τα χαρακτηριστικά του οποίου αντλούνται από το σχετικό ιστορικό πείραμα του J. Kepler. / The purpose of the study is the recording and following then the restructure of students.

Στη διατριβή αυτή παρουσιάζονται τα αποτελέσματα έρευνας σχετικής με το σχεδιασμό, εφαρμογή και αξιολόγηση μιας διδακτικής ακολουθίας για την έννοια της ενέργειας η οποία απευθύνεται σε μαθη-τές/τριες της ε΄ τάξης του ελληνικού δημοτικού σχολείου. Η διδακτική αυτή ακολουθία βασίζεται στις αρχές της ‘καινοτομικής’ και ‘εποικοδομητικής’ προσέγγισης για τη διδασκαλία και μάθηση των φυσι-κών επιστημών και εξετάζονται αφ’ ενός τα επιστημολογικά χαρακτηριστικά του εννοιολογικού περιε-χομένου της ακολουθίας αυτής και αφ’ ετέρου αν μπορεί να οδηγήσει μαθητές/τριες αυτής της εκπαι-δευτικής βαθμίδας να εμφανίσουν γνωστική πρόοδο στο συγκεκριμένο θέμα. Σύμφωνα με τα αποτελέ-σματα της έρευνας, εκτιμάται ότι το ‘μοντέλο των ενεργειακών αλυσίδων’ αποτελεί ένα επιστημολογικά έγκυρο, συμβατό προς τις γνωστικές δυνατότητες των παιδιών και διδακτικά αποτελεσματικό διδακτικό μετασχηματισμό της επιστημονικής γνώσης σε σχολική γνώση. Πιο συγκεκριμένα, παρέχονται ενδείξεις σύμφωνα με τις οποίες οι μαθητές/τριες μετά το πέρας της σχετικής διδασκαλίας είναι δυνατόν να οι-κοδομήσουν τόσο στο ποιοτικό όσο και στο ποσοτικό επίπεδο ένα ενεργειακό μοντέλο με το οποίο (α) να περιγράφουν χρησιμοποιώντας την έννοια της ενέργειας, τόσο στο ποιοτικό όσο και στο ποσοτικό επίπεδο, τη λειτουργία απλών τεχνολογικών συστημάτων όπου εμπλέκονται μηχανικά, θερμικά και η-λεκτρικά φαινόμενα, (β) να μετρούν ποσότητες ενέργειας σε απλά τεχνολογικά συστήματα του σχολι-κού εργαστηρίου και (γ) να περιγράφουν, εξηγούν και προβλέπουν την ενεργειακή συμπεριφορά οικια-κών τεχνολογικών συστημάτων. / In this thesis, the results of a research concerning the planning, application and evaluation of a teaching sequence as far as the concept of energy is concerned, are featured. This teaching sequence is addressed to fifth grade pupils of Greek primary schools and it relies on the principles of ‘innovative’ and ‘construc-tive’ approach for the teaching and learning of science. On one hand, the epistemological features of the conceptual content of the sequence are being examined and on the other hand, it is argued whether pu-pils can be led to developing cognitive progress on this specific issue. According to the findings of this research, it is estimated that the ‘model of energy chains’ is scientifically valid and compatible to the cognitive capabilities of the pupils. It is an effective teaching model which transforms the scientific knowledge into school knowledge. More specifically, there are indications that the pupils, after completing this teaching course are capable of developing an energy model which is both qualitative and quantitative, so as to be able to: (a) describe the function of simple technological systems which include mechanical, thermal and electrical phenomena, by using the concept of energy both in a qualitative and quantitative level, (b) measure energy quantities in simple technological sys-tems of the school laboratory and (c) describe, explain and predict the energy behaviour of domestic technological systems.

Στην παρούσα εργασία διερευνώνται οι νοητικές παραστάσεις μαθητών Στ΄ Δημοτικού σχετικά με το μηχανισμό της όρασης σε κατάσταση φυσικού, τεχνητού φωτισμού και νύχτας και ελέγχεται η συνέπεια των παραστάσεων συναρτήσει των τριών καταστάσεων φωτισμού αλλά και του τρόπου έκφρασης των απαντήσεων (προφορικός λόγος- τρισδιάστατος κόσμος, γραπτή απεικόνιση- δισδιάστατος κόσμος). Μελετάται επίσης η επίδραση που ενδεχομένως ασκεί η Παραδοσιακή διδασκαλία του μάθηματος της όρασης, στα σχήματα για την όραση που εμφανίζουν οι μαθητές. Για το σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκαν σε πρώτη φάση οι ατομικές συνεντεύξεις του προ-τεστ, ακολούθησε η Παραδοσιακή διδασκαλία και σε τρίτη φάση πραγματοποιήθηκαν οι ατομικές συνεντεύξεις του μετά-τεστ. Βάσει αποτελεσμάτων, υιοθετούνται κυρίως τα σχήματα για την όραση που συναντώνται στη διεθνή βιβλιογραφία, με προτίμηση στο σχήματα "Λουτρό Φωτός" και "Φωτισμός του Αντικειμένου". Οι απαντήσεις τους εμφανίζουν ασυνέπεια και για τις τρεις καταστάσεις φωτισμού, στον τρισδιάστατο και δισδιάστατο κόσμο, ενώ προκύπτει ότι η Παραδοσιακή διδασκαλία παράγει ανομοιογενή αποτελέσματα και δε δημιουργεί συνθήκες γνωστικής προόδου. / This thesis studies the mental representations of 11 year old Greek students, concerning the mechanism of vision at natural and artificial lighting as well as at night. Additionally, we want to examine whether these representations are solid based on the three different states of lighting as well as on the way the answers are expressed (oral speech – three-dimensional world, sketches – two-dimensional world), and to investigate the possible effect of a Traditional course about vision, on pupils’ vision schemes. The study is combined of three phases: personal pre-test interviews with each student, Traditional course on vision mechanism and personal post-test interviews with the same subjects. The results show that 11 year old pupils employ the majority of the vision schemes that are seen on international bibliography, however the tend to use more the ones of “Sea of Light” and “Lighting an object”. The answers indicate that the schemes employed are not solid, neither throughout the different states of lighting, nor in the three-dimensional and two-dimensional world. Traditional teaching gives non-homogeneous results, thus does not contribute to mental progress.