Διερεύνηση των γνώσεων, δεξιοτήτων και στάσεων που αποκτούν οι μαθητές από το μάθημα της χημείας κατά την εκπαίδευσή τους και του ρόλου που παίζουν αυτές στην καθημερινή τους ζωή

Abstract

The aim of the present research was the qualitative and quantitative estimation of knowledge, cognitive skills and attitudes that the 9th and 11th grade students acquire from the Chemistry course. For this purpose an appropriate questionnaire was also developed. The cognitive part of the questionnaire contains 57 questions of various forms (short answer, multiple choice, completion) distributed in 16 exercises. The content validity of the questionnaire was tested by two panels of scientists and science educators who classified the exercises in thematic topics on the basis of (a) the content of chemical knowledge and (b) the cognitive skills that each question measures. The 16 exercises were classified in the thematic topics "particulate nature of matter", "chemical elements - chemical compounds", "combustion", "oxidation", "neutralisation", "acids - bases - pH" and "conservation of mass". The cognitive skills of the students measured by the questionnaire were classified in the levels "knowledge", "comprehension", "application" and "analysis" of Bloom taxonomy as well as in the three levels of International Association for the Evaluation of Educational Achievement (IEA) taxonomy. The validity of questions’ marking has been also validated. The reliability of "internal consistency" of the questionnaire has been found very satisfactory as the coefficient Cronbach alpha had the value 0.90. The participants were 499 and 624 students of 9th and 11th grade respectively from various regions of Greece. The questionnaires were distributed during the second semester of the school year 2003-2004. The statistical analysis of the students’ answers showed that the numerically estimated mean level of Chemistry knowledge is 10.31 for 9th grade and 11.86 for 11th grade using a twenty-point scale. The 4.6% of 9th grade and 8.8% of 11th grade students presented very high level of chemical knowledge, while a considerable number of students (43.9% and 22.8% respectively) did not fulfil the requirements of a moderate level. The mean values as well as other statistical indicators allow us to point out that neither 9th grade nor 11th grade students have obtained the knowledge and cognitive skills from Chemistry course required to understand and explain relative everyday life problems. The achievements of 9th grade girls in the cognitive questionnaire were better than those of their male schoolmates. The 11th grade girls and boys achieved the same degree. The parents’ level of education appears to be correlated positively with the achievements of students. The achievements of students specializing in science or medicine were better than those of the students specializing in the other studies, while the achievements of students specializing in humanities were better than those of the students specializing in engineering. Both groups of students (9th and 11th grade) obtained a good level of "knowledge" skills; in smaller extent "application" skills and a very low level of "comprehension" skills of Bloom taxonomy. Also, it seems that the majority of students have obtained low order cognitive skills, while few students have obtained high order cognitive skills of IEA taxonomy.

Επιδίωξη της παρούσας έρευνας ήταν η καταγραφή των γνώσεων, των δεξιοτήτων και των στάσεων που αποκτούν οι μαθητές της Γ΄ τάξης του Γυμνασίου και της Β΄ τάξης του Λυκείου από το μάθημα της Χημείας. Προκειμένου να επιτευχθεί ο σκοπός αυτός αναπτύχθηκε κατάλληλο ερωτηματολόγιο. Για την κατασκευή του γνωστικού μέρους του ερωτηματολογίου επιλέχθηκαν 57 ερωτήσεις διαφόρων μορφών (σύντομης απάντησης, πολλαπλής επιλογής, συμπλήρωσης) κατανεμημένες σε 16 ασκήσεις. Δύο ομάδες κριτών βοήθησαν στον έλεγχο της εγκυρότητας «αντιπροσωπευτικού περιεχομένου» με την ταξινόμηση των ασκήσεων σε θεματικές ενότητες με βάση (α) το περιεχόμενο των γνώσεων Χημείας και (β) τις γνωστικές δεξιότητες που μετρούν. Οι ασκήσεις που περιλαμβάνονται στο ερωτηματολόγιο εντάχθηκαν στις ενότητες «σωματιδιακή σύσταση της ύλης», «χημικά στοιχεία - χημικές ενώσεις», «καύση», «οξείδωση», «εξουδετέρωση», «οξέα - βάσεις - pH» και «διατήρηση της μάζας». Επίσης, με το ερωτηματολόγιο μετρούνται γνωστικές δεξιότητες των μαθητών των επιπέδων «γνώση», «κατανόηση», «εφαρμογή» και «ανάλυση» της ταξινομίας του Bloom και των τριών επιπέδων της ταξινομίας της Διεθνούς Ένωσης για την Αξιολόγηση της Εκπαιδευτικής Επίδοσης (International Association for the Evaluation of Educational Achievement- ΙΕΑ). Η μία ομάδα των κριτών συνέβαλε επιπλέον στην εγκυρότητα της βαθμολόγησης των ερωτήσεων. Η αξιοπιστία «εσωτερικής συνέπειας» αυτού του μέρους του ερωτηματολογίου κρίθηκε πολύ ικανοποιητική, καθώς ο δείκτης Cronbach α είχε την τιμή 0,90. Στην εφαρμογή του ερωτηματολογίου έλαβαν μέρος 499 μαθητές της Γ΄ τάξης του Γυμνασίου και 624 μαθητές της Β΄ τάξης του Λυκείου από σχολεία των νομών Αττικής, Βοιωτίας, Ηρακλείου Κρήτης και Θεσσαλονίκης. Η στατιστική ανάλυση των απαντήσεων των μαθητών έδειξε ότι το μέσο επίπεδο γνώσεων Χημείας (αριθμητικά αποδιδόμενο στην εικοσάβαθμη κλίμακα) είναι 10,31 για τους μαθητές Γυμνασίου και 11,86 για τους μαθητές Λυκείου. Ποσοστό 4,6% των μαθητών του Γυμνασίου και 8,8% αυτών του Λυκείου παρουσίασε πολύ υψηλό επίπεδο γνώσεων Χημείας, ενώ το 43,9% των μαθητών του Γυμνασίου και το 22,8% του Λυκείου δεν ανταποκρίθηκε στις απαιτήσεις ενός μέτριου επιπέδου. Τόσο οι μέσοι όροι, όσο και οι άλλοι στατιστικοί δείκτες επιτρέπουν να επισημάνουμε ότι ούτε οι μαθητές του Γυμνασίου ούτε του Λυκείου έχουν αποκτήσει τις προσδοκώμενες γνώσεις και δεξιότητες από το μάθημα της Χημείας ώστε να τις χρησιμοποιούν για να αντιλαμβάνονται και να εξηγούν σχετικά προβλήματα της καθημερινής ζωής. Στο Γυμνάσιο τα κορίτσια πέτυχαν καλύτερες επιδόσεις στο γνωστικό ερωτηματολόγιο από αυτές των συμμαθητών τους. Στο Λύκειο κορίτσια και αγόρια ανταποκρίθηκαν στον ίδιο βαθμό. Το μορφωτικό επίπεδο των γονέων φαίνεται να συσχετίζεται θετικά με τις επιδόσεις των μαθητών. Μεταξύ των μαθητών του Λυκείου, εκείνοι της θετικής κατεύθυνσης υπερτερούν των υπολοίπων συμμαθητών τους, ενώ οι μαθητές της θεωρητικής υπερτερούν αυτών της τεχνολογικής στο σύνολο των ασκήσεων. Οι μαθητές και των δύο βαθμίδων κατέχουν σε μεγαλύτερο ποσοστό δεξιότητες επιπέδου «γνώση» της ταξινομίας του Bloom, σε μικρότερο ποσοστό δεξιότητες του επιπέδου «εφαρμογή» και σε πολύ μικρό ποσοστό δεξιότητες του επιπέδου «κατανόηση» της ίδιας ταξινομίας. Επίσης, η πλειονότητα των μαθητών φαίνεται να έχει κατακτήσει δεξιότητες κατωτέρου επιπέδου, ενώ ελάχιστοι είναι οι μαθητές που έχουν κατακτήσει ανωτέρου επιπέδου δεξιότητες της ταξινομίας της ΙΕΑ.