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.

Στόχος της παρούσας διατριβής είναι η σχεδίαση και η αξιολόγηση μιας διδακτικής ακολουθίας για την κίνηση του απλού εκκρεμούς, στα πλαίσια της καινοτομικής και εποικοδομητικής αντίληψης για το αναλυτικό πρόγραμμα Φυσικών Επιστημών. Πρόκειται για έρευνα εφικτότητας η οποία διενεργείται σε τρία επίπεδα: της ανάλυσης, του σχεδιασμού και της εφαρμογής. Το επίπεδο ανάλυσης περιλαμβάνει την επιστημολογική ανάλυση του Γαλιλαϊκού πλαισίου μελέτης της κίνησης του απλού εκκρεμούς, την ανάλυση των νοητικών παραστάσεων των μαθητών για την κίνηση του απλού εκκρεμούς και την ανάλυση των απαιτήσεων της καινοτομικής και εποικοδομητικής αντίληψης για το αναλυτικό πρόγραμμα Φυσικών Επιστημών. Το επίπεδο σχεδιασμού περιλαμβάνει τη διατύπωση των διδακτικών στόχων και τη διαμόρφωση του περιεχομένου της διδακτικής ακολουθίας. Δομικά χαρακτηριστικά της ακολουθίας συνιστούν (α) η πολιτισμική επιλογή του τεχνολογικού πλαισίου λειτουργίας του ρολογιού-εκκρεμούς, (β) η εννοιολογική επιλογή της Γαλιλαϊκής προσέγγισης της μελέτης του απλού εκκρεμούς και (γ) η μεθοδολογική επιλογή της σχολικής εκδοχής της υποθετικο -παραγωγικής προσέγγισης της επιστημονικής γνώσης. Η προτεινόμενη ακολουθία απαρτίζεται από τέσσερις διδακτικές ενότητες και υλοποιείται μέσω δραστηριοτήτων - προβλημάτων, οι οποίες βασίζονται σε μετασχηματισμένο ή αυθεντικό υλικό προερχόμενο από την Ιστορία της Επιστήμης. Το επίπεδο εφαρμογής περιλαμβάνει την πειραματική εφαρμογή της διδακτικής ακολουθίας σε 36 μαθητές της Γ΄ Γυμνασίου και την αξιολόγηση της γνωστικής προόδου που υποθέτουμε ότι θα σημειώσουν. Χρησιμοποιείται η τεχνική του ερωτηματολογίου για να ανιχνευθούν οι νοητικές παραστάσεις των μαθητών πριν και μετά τη συμμετοχή τους στην εφαρμογή του προγράμματος. Η ανάλυση των δεδομένων πραγματοποιείται σε τρία επίπεδα. Στο πρώτο επίπεδο καταδεικνύεται η θετική συμβολή των δραστηριοτήτων της διδακτικής ακολουθίας στη μετακίνηση των απαντήσεων των μαθητών προς την κατεύθυνση της αποδεκτής σχολικής γνώσης για τη κίνηση του εκκρεμούς. Στο δεύτερο επίπεδο καταδεικνύεται η συνολική σημαντική γνωστική πρόοδος των μαθητών στις τρεις συνιστώσες της επιστημονικής γνώσης, την πολιτισμική, την εννοιολογική και τη μεθοδολογική. Τέλος, στο τρίτο επίπεδο καταδεικνύεται η θετική συμβολή της διδακτικής ακολουθίας στη συγκρότηση ομάδων μαθητών που χρησιμοποιούν με επαρκή και συνεκτικό τρόπο τόσο την εννοιολογική όσο και τη μεθοδολογική συνιστώσα της επιστημονικής γνώσης. / The aim of this thesis is the design and evaluation of a teaching sequence for the motion of the simple pendulum, under the innovative and constructive approach of the science curriculum. This study belongs to the ‘feasibility’ research current and was carried out at three levels: analysis, design and implementation. The level of analysis involves the analysis of Galilean epistemological framework about the motion of the pendulum, the analysis of mental representations of students about the motion of the simple pendulum and the analysis of the requirements of innovative and constructive approaches for the science curriculum. The level of design includes the formulation of learning objectives and the content development of the teaching sequence. The structural features of the sequence concern (a) the cultural dimension of scientific knowledge (the relationship between the simple pendulum and the timekeeping problem), (b) the conceptual dimension of scientific knowledge (a Galilean semi-quantitative approach of the isochronal motion of the simple pendulum) and (c) the methodological dimension of scientific knowledge (a hypothetico-deductive approach of the relation between the period of the simple pendulum, its string length and its gravitational acceleration) The proposed sequence is composed of four modules and is implemented through problem – solving activities, which are based on transformed or authentic material from the History of Science. The application level includes the experimental implementation of the teaching sequence to 36 students aged 14-15 y.o. and the evaluation of their cognitive progress that we assume took place during the teaching. A questionnaire is used to detect mental representations of students before and after having participated in the teaching intervention. Data analysis was carried out on three levels. The first level shows the positive contribution of the activities of the teaching sequence to a transformation of student responses towards the acceptable scientific school knowledge about the motion of the simple pendulum. The second level shows the overall significant cognitive progress of students in the three components of scientific knowledge, cultural, conceptual and methodological. Finally, the third level shows the positive contribution of the teaching sequence in the formation of groups of pupils using in an efficient and coherent manner both conceptual and methodological aspects of scientific knowledge.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:36:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IvanilkaLA_TESE_1_a_150.pdf: 4520585 bytes, checksum: 18c2643e49e2eac92f9fe5befa225c45 (MD5) Previous issue date: 2010-05-20 / This thesis represents a didactic research linked to the Post-graduation Programme in Education of the Universidade Federal do Rio Grande do Norte which aimed to approach the construction of the geometrical concepts of Volume of the Rectangular Parallelepiped, Area and Perimeter of the Rectangle adding a study of the Area of the Circle. The research was developed along with students from the 6th level of the Elementary School, in a public school in Natal/RN. The pedagogical intervention was made up of three moments: application of a diagnostic evaluation, instrument that enabled the creation of the teaching module by showing the level of the geometry knowledge of the students; introduction of a Teaching Module by Activities aiming to propose a reflexive didactic routing directed to the conceptual construction because we believed that such an approach would favor the consolidation of the learning process by becoming significant to the apprentice, and the accomplishment of a Final Evaluation through which we established a comparison of the results obtained before and after the teaching intervention. The data gathered were analyzed qualitatively by means of a study of understanding categories of mathematical concepts, in addition to using descriptive statistics under the quantitative aspect. Based on the theory of Richard Skemp, about categorization of mathematical knowledge, in the levels of Relational and Instrumental Understanding were achieved in contextual situations and varied proportions, thus enabling a contribution in the learning of the geometrical concepts studied along with the students who took part in the research. We believe that this work may contribute with reflections about the learning processes, a concern which remained during all the stages of the research, and also that the technical competence along with the knowledge about the constructivist theory will condition the implementation of a new dynamics to the teaching and learning processes. We hope that the present research work may add some contribution to the teaching practice in the context of the teaching of Mathematics for the intermediate levels of the Elementary School / Esta tese se constituiu em uma pesquisa did?tica vinculada ao Programa de P?s-gradua??o em Educa??o da Universidade Federal do Rio Grande do Norte que teve por objetivo abordar ? constru??o dos conceitos geom?tricos de volume do bloco retangular sua ?rea de superf?cie acrescentando um estudo sobre ?rea do c?rculo. Este foi desenvolvido junto a alunos do 6? ano do Ensino Fundamental, em uma escola da rede p?blica de ensino em Natal/RN. A interven??o pedag?gica constou de tr?s momentos: aplica??o de uma avalia??o diagn?stica, instrumento que subsidiou a elabora??o do m?dulo e ensino, ao indicar os conhecimentos pr?vios e fragilidades dos alunos; introdu??o do m?dulo de ensino por atividades e realiza??o de uma avalia??o final atrav?s da qual estabelecemos uma compara??o dos resultados obtidos antes e depois da interven??o de ensino. Os dados obtidos foram analisados qualitativamente mediante estudo de categorias de compreens?o de conceitos matem?ticos, al?m de utilizarmos a an?lise estat?stica validando-a sob o aspecto quantitativo. Com base nos resultados os n?veis de compreens?o relacional e instrumental foram atingidos em situa??es contextuais e propor??es variadas. Acreditamos que este possa contribuir ainda com reflex?es acerca dos processos do conhecer, preocupa??o que permeou todas as etapas da pesquisa. Nossa esperan?a ? que esta pesquisa possa acrescentar alguma contribui??o ao fazer docente no contexto do ensino matem?tico, haja vista concebermos que a compet?ncia t?cnica aliada ao conhecimento sobre a teoria construtivista implementaria uma nova din?mica aos processos de ensino e aprendizagem

This Master's thesis discusses the Problem - based learning as one of the constructive teaching concept methods, it's position in the system of teaching methods and the possible uses in primary school regard to the key competencies of solving the problems. This theme is very actual because of the influence in the real life. The objectives of the Master's thesis is to define the basic concept of the Problem-based learning (problem, problematic situations, types of the problematic tasks and the way of their solving), key competencies and appropriate organizational forms of the teaching. The objective of the practical level is to define the principles of the effective use of this method in teaching, to verify the possibilities of uses of the Problem-based learning and focus on the way of fulfilling of the key competencies of solving the problems using various organizational forms of teaching. The thesis contains the empirical and theoretical part. The empirical part comes from the analysis and the comparation of the study of the vocational literature. This part focuses on the research as the method of achieving the goals. The research uses two basic methods; the method of the observation of the pupils during their work and method of the collection and analysis of the outcome of the pupils work. The...

Στη παρούσα διατριβή παρουσιάζονται τα αποτελέσματα μιας έρευνας σχετικής με το σχεδιασμό, την εφαρμογή και την αξιολόγηση μιας διδακτικής παρέμβασης σχετικής με την οικοδόμηση της έννοιας της κατηγοριοποίησης των ζώων από παιδιά προσχολικής ηλικίας, στα πλαίσια της τυπικής και της μη τυπικής εκπαίδευσης. Η διδακτική αυτή παρέμβαση βασίζεται στις αρχές της ‘εποικοδομητικής’ προσέγγισης για τη διδασκαλία και μάθηση των φυσικών επιστημών και συμπεριλαμβάνει δραστηριότητες που λαμβάνουν χώρα τόσο στο χώρο του σχολείου όσο και σε χώρο ενός μουσείου Ζωολογίας. Με βάση τα αποτελέσματα της έρευνας παρέχονται ενδείξεις σύμφωνα με τις οποίες τα παιδιά μετά το πέρας της διδακτικής παρέμβασης είναι δυνατόν να οικοδομήσουν την έννοια της κατηγοριοποίησης των ζώων με τη χρήση μορφολογικών αντί λειτουργικών ή/και ανθρωπομορφικών κριτηρίων που συνήθως χρησιμοποιούν. Πιο συγκεκριμένα φαίνεται (α) να βελτιώνουν τις γνώσεις τους σχετικά με την αναγνώριση και ονοματοδοσία δειγμάτων ζώων που ανήκουν στις κατηγορίες ‘ερπετό’, ‘πτηνό’, ‘ψάρι’ και ‘θηλαστικό’ και (β) να αναγνωρίζουν μια κατηγορία ζώων από ένα δείγμα ζώου αναφερόμενα στα βασικά μορφολογικά χαρακτηριστικά του. Επίσης διαπιστώνεται ότι η επίσκεψη στο μουσείο ζωολογίας και οι δραστηριότητες που πραγματοποιούνται επί τόπου φαίνεται να συμβάλλουν καθοριστικά στο μετασχηματισμό και την εξέλιξη των νοητικών παραστάσεων των παιδιών για την έννοια της κατηγοριοποίησης των ζώων. / This thesis presents the results of a research concerning the design, implementation and evaluation of a teaching intervention relevant to the classification of animals within the formal and non-formal education. This teaching intervention refers to preschoolers, is based on the principles of 'constructive' approach of teaching and learning of science and includes educational activities which take place both at school and at the zoological museum. According to the findings of the research, there is indications accordance to which children after the end of the teaching intervention are able to construct the concept of classification of animals using morphological characteristics instead of function or anthropomorphic ones. More specifically, this thesis gives indications according to which children after the teaching intervention are able (a) to improve their knowledge on the recognition and denomination of specimens of animals belonging to the categories of 'reptile', 'bird', 'fish' and 'mammal' and (b) to recognize a category of animals by an animal sample based on the morphological characteristics. Finally, it is also noted that the visit to the zoological museum and the educational activities carried out in situ seems to make a significant contribution in the transformation and progress of cognitive representations of children for the concept of classifying animals.