Συνεκτικά νοητικά μοντέλα και κατακερματισμένη γνώση: μεθοδολογικά ζητήματα στην έρευνα για την κατανόηση εννοιών στις φυσικές επιστήμες

Abstract

In the research on the nature of students' knowledge prior to the acquisition of the scientific view, two competing theoretical approaches have dominated. The first perceives pre-existing knowledge as a unified framework theory with explanatory power, while the latter as a set of quasi-independent pieces of knowledge. These perspectives continue to produce contradictory empirical findings for about three decades and this is an issue with serious implications, both theoretical, because it complicates the efforts for understanding of the cognitive process, as well as methodological. The purpose of this study is to investigate the nature of children's knowledge and its central question is whether this prior knowledge is coherent or fragmented, while the crucial methodological issues that have been raised in this research area are thoroughly discussed and elucidated. In the present study, a confirmatory procedure was followed in an attempt to identify the mental models that have been proposed in the relevant bibliography concerning the notions of Earth and Force. The sample consisted of 1,954 children aged 7-15 years old, 502 of which responded to the forced-choice inventory EARTH-2 and 1,452 responded to the forced-choice inventory Force-RQ. Latent Classes Analysis (LCA) was applied to the empirical data searching for consistency in the response patterns. Moreover the consistency of the responses over time and the inter-contextual consistency were examined too. In all analyses carried out via LCA, no coherent mental model besides the scientific one was identified. These findings and their implications for methodology and teaching are discussed.

Στην έρευνα για τη φύση της γνώσης των μαθητών πριν την κατάκτηση της επιστημονικής άποψης έχουν κυριαρχήσει δύο ανταγωνιστικές θεωρητικές προσεγγίσεις, η πρώτη εκ των οποίων αντιλαμβάνεται την προϋπάρχουσα γνώση ως μία ενιαία θεωρία πλαισίου με επεξηγηματική ισχύ, ενώ η δεύτερη ως ένα σύνολο ημι-ανεξάρτητων τμημάτων γνώσης. Το γεγονός ότι οι δύο προοπτικές συνεχίζουν να παράγουν αντιφατικά εμπειρικά δεδομένα εδώ και περίπου τρεις δεκαετίες αποτελεί ένα ζήτημα με σοβαρές προεκτάσεις, τόσο θεωρητικές, καθώς περιπλέκει την κατανόηση της γνωστικής διαδικασίας, όσο και εκπαιδευτικές, διότι οι δύο προοπτικές προτείνουν διαφορετική προσέγγιση στη διδακτική μεθοδολογία. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η κατανόηση της φύσης της γνώσης των παιδιών όσον αφορά στο αν αυτή είναι συνεκτική ή κατακερματισμένη, ενώ συγχρόνως επιχειρείται η ανάδειξη των μεθοδολογικών ζητημάτων που άπτονται της έρευνας του πεδίου. Αναζητήθηκαν με τη μέθοδο της Ανάλυσης Λανθανουσών Τάξεων (LCA) συγκεκριμένα νοητικά μοντέλα που έχουν καταγραφεί βιβλιογραφικά για τις έννοιες της Γης και της Δύναμης. Το δείγμα της αποτελείται συνολικά από 1.954 μαθητές ηλικίας 7 έως 15 ετών: στους 502 εξετάστηκε η έννοια της Γης με το κλειστό εργαλείο EARTH-2 και στους 1.452 η έννοια της Δύναμης με το κλειστό εργαλείο Force-RQ. Σε μικρό δείγμα μαθητών ελέγχθηκαν επιπλέον η συνέπεια των απαντήσεων στο χρόνο και η συνέπεια εντός πλαισίου, ενώ παράλληλα εξετάστηκε η επίδραση του φύλου και της ηλικίας και στις δύο έννοιες. Από το σύνολο των αναλύσεων, δεν εντοπίστηκαν ενδείξεις ύπαρξης συνεκτικών νοητικών μοντέλων πέραν του επιστημονικού. Τα ευρήματα αυτά και οι μεθοδολογικές και διδακτικές τους προεκτάσεις συζητούνται διεξοδικά στο πλαίσιο της υπάρχουσας βιβλιογραφίας του πεδίου.