Διερεύνηση της σχέσης ανάμεσα στη σχετική με τη φυσική προσωπική επιστημολογία και τη μάθηση της φυσικής

Abstract

The present doctoral thesis investigates the relationship between physics-related personal epistemology and conceptual change in physics learning. Personal epistemology is approached as a multidimensional but relatively coherent set of beliefs, regarding the nature of knowledge and knowing. On the other hand, conceptual change is approached as a slow and gradual process of radical restructuring of prior knowledge that involves not only cognitive factors but is also influenced by motivational and affective variables, such as personal beliefs and attitudes, as well as by the physical and social/cultural environment. According to our theoretical position, personal beliefs regarding the nature of physics knowledge and knowing can influence, directly or indirectly, the process of conceptual change in physics learning, since they can influence directly or indirectly the kind of new information that is picked up from the physical and socio-cultural context and the way in which this information is interpreted. More specifically, it was hypothesized that a constructivist personal epistemology is more likely to guide students to the adoption of a deep approach to learning and studying, and therefore, to facilitate conceptual change, than a less-constructivist epistemology. The results from a number of quantitative studies, with secondary students, showed that there may be a strong relationship between physics-related personal epistemology -assessed through a specially designed quantitative instrument, the Greek Epistemological Beliefs Evaluation Instrument for Physics (GEBEP)- and conceptual understanding in Newtonian dynamics measured through the Force and Motion Conceptual Evaluation (FMCE) instrument (Thornton & Sokoloff, 1998). Furthermore, the results suggest that a constructivist physics-related personal epistemology may be a necessary, although not sufficient, condition of conceptual change in Newtonian dynamics. Finally, the results of a qualitative study with a small number of secondary students were consistent with those received by the earlier quantitative studies, thus supporting the reliability of the quantitative instruments used. They also support the hypothesis that personal epistemology may influence the adopted approach to learning and studying (deep or superficial) which, in turn, may influence (facilitate or constrain respectively) conceptual change. The results have significant implications for instruction that aims to promote conceptual change in physics learning.

Στην παρούσα διατριβή διερευνάται η σχέση ανάμεσα στη προσωπική επιστημολογία αναφορικά με τη φυσική και τη μάθηση της φυσικής που προϋποθέτει εννοιολογική αλλαγή. Η προσωπική επιστημολογία προσεγγίζεται ως ένα πολυδιάστατο, αλλά σχετικά συνεκτικό, σύνολο πεποιθήσεων, αναφορικά με τη φύση της γνώσης και του γνωρίζειν. Παράλληλα, η εννοιολογική αλλαγή στη μάθηση της φυσικής θεωρείται μια αργή και σταδιακή διαδικασία που αφορά στη ριζική αναδιοργάνωση της προϋπάρχουσας γνώσης και δεν λαμβάνει αποκλειστικά χώρα στο μυαλό του μαθητή ή της μαθήτριας, αλλά επηρεάζεται ισχυρά από το κοινωνικό-πολιτισμικό περιβάλλον. Η κύρια υπόθεση της έρευνας είναι ότι οι προσωπικές πεποιθήσεις, αναφορικά με τη φύση της γνώσης και του γνωρίζειν, μπορούν να εμποδίσουν ή να διευκολύνουν, με άμεσο ή έμμεσο τρόπο, την εννοιολογική αλλαγή, επηρεάζοντας τόσο το είδος των πληροφοριών που επιλέγονται από το φυσικό και κοινωνικό-πολιτισμικό περιβάλλον, όσο και τον τρόπο με τον οποίο ερμηνεύονται αυτές οι πληροφορίες. Έτσι, η εκλεπτυσμένη, σχετική με τη φυσική, προσωπική επιστημολογία μπορεί να οδηγήσει στην υιοθέτηση μιας βαθιάς προσέγγισης της μάθησης και μελέτης της φυσικής, η οποία, με τη σειρά της, μπορεί να διευκολύνει την εννοιολογική αλλαγή στη μάθηση της φυσικής, ενώ αντιθέτως, η λιγότερο εκλεπτυσμένη προσωπική επιστημολογία, οδηγώντας στην υιοθέτηση μιας επιφανειακής προσέγγισης της μάθησης και της μελέτης, μπορεί να εμποδίσει την εννοιολογική αλλαγή. Τα αποτελέσματα από τις ποσοτικές μελέτες που πραγματοποιήθηκαν με μαθητές/μαθήτριες δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης έδειξαν ότι πράγματι η προσωπική επιστημολογία, όπως μετρήθηκε με ένα ποσοτικό εργαλείο που κατασκευάστηκε για το σκοπό αυτό, το Ελληνικό μέσο Αξιολόγησης των Επιστημολογικών Πεποιθήσεων για τη Φυσική (ΕΑΕΠΦ), συνδέεται στενά με την εννοιολογική κατανόηση της Νευτώνειας δυναμικής, όπως μετρήθηκε με ένα κατάλληλο εργαλείο, το Force and Motion Conceptual Evaluation (FMCE) (Thornton & Sokoloff, 1998). Μάλιστα προέκυψαν ισχυρές ενδείξεις ότι η προσωπική επιστημολογική εκλέπτυνση αποτελεί ενδεχομένως αναγκαία -όχι όμως και ικανή-συνθήκη για την εννοιολογική αλλαγή στη μάθηση της Νευτώνειας δυναμικής. Τα αποτελέσματα από την ποιοτική μελέτη της υπό διερεύνηση σχέσης, ενίσχυσαν εκείνα των ποσοτικών μελετών που προηγήθηκαν, παρέχοντας τεκμήρια υπέρ της αξιοπιστίας των ποσοτικών εργαλείων που χρησιμοποιήθηκαν. Επιπλέον, έδωσαν τεκμήρια υπέρ της υπόθεσης ότι η σχετική με τη φυσική προσωπική επιστημολογία μπορεί να επηρεάσει την υιοθετούμενη προσέγγιση της μάθησης και της μελέτης της φυσικής, η οποία, με τη σειρά της, μπορεί να διευκολύνει ή να εμποδίσει την εννοιολογική αλλαγή στη μάθηση της φυσικής. Τα αποτελέσματα έχουν ενδιαφέρουσες προεκτάσεις όσον αφορά το σχεδιασμό περιβαλλόντων μάθησης που αποβλέπουν στην διευκόλυνση της εννοιολογικής αλλαγής κατά τη μάθηση της φυσικής.