Η ανάπτυξη της επιστημολογικής κατανόησης και η επίδρασή της στην εξέλιξη της επιστημονικής σκέψης των μαθητών του δημοτικού σχολείου

Abstract

In this research we initially studied the understanding of scientific concepts of elementary school children in cases requiring the creation of conceptual models that contradict the intuitive experience of our world. The question investigated in the first three studies presented is whether young children have metaconceptual awareness of the distinction between their everyday intuitive experiences of the phenomena and the scientifically accepted explanations of these as well as of the revision of their ideas as they learn the scientific explanations of the physical phenomena. The results of these studies showed that children have great difficulty in distinguishing between the appearance of the phenomena and their scientific explanations and fundamental conceptual changes in children’s ontological and epistemological commitments and in their representations are required. It also appeared a developmental progress in children’s ability to form representations that are abstract models whose links to their referents are not direct and obvious but more indirect and complex as well as in their ability to move amongst different possible representations of the same situation or phenomenon.In the next two studies presented it is argued that the beginnings of such epistemic learning can be found in young children’s abilities to think about the difference between their beliefs and the beliefs of others in the social domain, namely, what is known in psychology as Theory of Mind (ToM) and in their epistemic beliefs about the nature of knowledge and the process of knowing (Personal Epistemology). The results of these studies confirmed the existence of a common underlying cognitive - epistemological component between ToM ability, Personal Epistemology and Science Learning. Indeed, ToM and epistemic beliefs appear to be strong predictors for children’s ability to take into account different conceptions of the same situation in the physical world fostering the possibility of a development path in the direction ToM to PE and to Scientific Learning.In the sixth study that followed we investigated the relationship between ToMand science understanding under a developmental perspective. The results of this study confirmed the results of our previous studies and showed that the relationship between these two domains progress developmentally.The seventh study that followed investigated the hypothesis that if we enhance children’s ToM ability and help children understand that we all construct our own meaning, we can then use this knowledge to further develop epistemological understanding regarding the uncertain nature of knowledge. The results support the hypothesis that ToM can be used to build epistemological sophistication together with content knowledge in young children as a means of promoting SL. Our findings suggest that if we engage children in reflecting on other people’s beliefs and perspectives initially in the social domain, we can built on this understanding to help them view knowledge as uncertain and to develop a more sophisticated epistemic stance. The positive results of this intervention indicate that this may in turn facilitate their understanding of science where they have to think about multiple and counterintuitive representations.

Στο παρόν ερευνητικό έργο μελετήθηκε αρχικά η κατανόηση επιστημονικών εννοιών από παιδιά του δημοτικού σχολείου σε περιπτώσεις όπου απαιτείται η δημιουργία εννοιολογικών μοντέλων που έρχονται σε αντίθεση με τη διαισθητική εμπειρία του κόσμου μας. Το ερώτημα που τέθηκε σε πειραματικό έλεγχο στις τρεις πρώτες μελέτες που παρουσιάζονται είναι αν τα μικρά παιδιά έχουν μεταγνωσιακή επίγνωση της διάκρισης ανάμεσα στη διαισθητική τους εμπειρία και την επιστημονική γνώση και της αλλαγής των ιδεών τους καθώς μαθαίνουν τις επιστημονικές εξηγήσεις των φυσικών φαινομένων. Τα αποτελέσματα των μελετών αυτών έδειξαν ότι τα παιδιά έχουν μεγάλη δυσκολία να διακρίνουν ανάμεσα στην εμφάνιση των φαινομένων και στην επιστημονική εξήγηση για αυτά και απαιτούνται αλλαγές στις οντολογικές και επιστημολογικές δεσμεύσεις τους καθώς και στις αναπαραστάσεις τους. Φάνηκε επίσης μια αναπτυξιακή πρόοδος στην ικανότητα σχηματισμού αναπαραστάσεων που είναι διαφορετικές από αυτές που υποδηλώνονται από τη διαισθητική εμπειρία και που αναπαριστούν μη-εγωκεντρικές οπτικές και στην ικανότητα να κινούνται ευέλικτα ανάμεσα σε διαφορετικές πιθανές αναπαραστάσεις μιας ίδιας κατάστασης ή ενός ίδιου φαινομένου.Στις επόμενες δυο μελέτες που παρουσιάζονται διερευνήθηκε η υπόθεση ότι οι απαρχές αυτής της επιστημολογικής κατανόησης βρίσκονται στην ικανότητα των παιδιών να σκέφτονται για τις διαφορές ανάμεσα στις πεποιθήσεις τους και τις πεποιθήσεις των άλλων στο πεδίο του κοινωνικού κόσμο (θεωρία του νου) και στις επιστημικές τους πεποιθήσεις για τη φύση της γνώσης και τη διαδικασία του γιγνώσκειν (προσωπική επιστημολογία). Τα αποτελέσματα των μελετών αυτών έδειξαν να επιβεβαιώνουν την ύπαρξη μιας κοινής υποκείμενης γνωστικής-επιστημολογικής δομής ανάμεσα στα τρία αυτά πεδία σκέψης. Μάλιστα η θεωρία του νου και η προσωπική επιστημολογία φάνηκαν να αποτελούν σημαντικούς προβλεπτικούς παράγοντες για την ικανότητα των παιδιών να στοχάζονται πάνω σε διαφορετικές οπτικές του φυσικού κόσμου ενισχύοντας την πιθανότητα ύπαρξης ενός αναπτυξιακού μονοπατιού με κατεύθυνση θεωρία του νου → προσωπική επιστημολογία → εννοιολογική αλλαγή στις φυσικές επιστήμες. Στην έκτη μελέτη που ακολούθησε διερευνήθηκε πιο συγκεκριμένα η σχέση ανάμεσα στη θεωρία του νου και στην κατανόηση της επιστήμης υπό μια αναπτυξιακή προοπτική. Τα αποτελέσματα της μελέτης αυτής επιβεβαίωσαν τα αποτελέσματα των προηγούμενων μελετών και έδειξαν ότι η σχέση ανάμεσα στα δυο αυτά πεδία εξελίσσεται αναπτυξιακά.Στην έβδομη μελέτη που ακολούθησε διερευνήθηκε η υπόθεση ότι εάν ενισχύσουμε την ικανότητα θεωρίας του νου των παιδιών και τα βοηθήσουμε να κατανοήσουν ότι καθένας μας κατασκευάζει το δικό του ατομικό νόημα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη γνώση προκειμένου να αναπτύξουμε περισσότερο την επιστημολογική τους κατανόηση αναφορικά με την αβέβαιη φύση της γνώσης. Περαιτέρω υποθέσαμε ότι μια πιο εκλεπτυσμένη προσωπική επιστημολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βοηθήσει τα παιδιά να αναγνωρίσουν ότι μπορεί να υπάρχουν περισσότερες από μια αναπαραστάσεις για μια ίδια κατάσταση στον κόσμο. Τα αποτελέσματα από την εφαρμογή του εκπαιδευτικού προγράμματος έδειξαν ότι μπορούμε να ενισχύσουμε την ικανότητα θεωρίας του νου των παιδιών βοηθώντας τα έτσι να αναπτύξουν πιο εκλεπτυσμένες επιστημικές πεποιθήσεις κάτι που μπορεί να τα διευκολύνει περαιτέρω στην κατανόηση της επιστήμης σε περιπτώσεις όπου πρέπει να στοχαστούν πάνω σε αναπαραστάσεις και έννοιες που πολύ συχνά διαφέρουν από τις δικές τους.