Διερεύνηση Μαθησιακών Διεργασιών και Ανάπτυξη Μεθόδων Διδασκαλίας και Αξιολόγησης

Έρευνα για την Εκπαίδευση στις Φυσικές Επιστήμες και την Τεχνολογία, Τεύχος 1, Τόμος 1, 2021
PDF (ελληνικά)
Published: Jun 14, 2021
DOI: https://doi.org/10.12681/riste.27273
Χρύσα Τζουγκράκη
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
Abstract

Στην εργασία αυτή περιγράφονται τα ερευνητικά αποτελέσματα τριών θεματικών ενοτήτων που αφορούν στο τρίπτυχο Μαθησιακές Διεργασίες - Μέθοδοι Διδασκαλίας - Μέθοδοι Αξιολόγησης. Στην πρώτη ενότητα διερευνήθηκε με το εργαλείο VACT η μετάβαση ομάδων διδασκόμενων διαφορετικής εμπειρίας από τη χρήση οπτικών στην υιοθέτηση αναλυτικών στρατηγικών κατά την επίλυση προβλημάτων Οργανικής Χημείας. Διερευνήθηκαν, επίσης, τα χαρακτηριστικά των μαθητών που προβλέπουν τη χρήση αυτών των στρατηγικών. Στη δεύτερη ενότητα περιγράφεται η ανάπτυξη και η εφαρμογή μιας συστημικής διδακτικής μεθόδου για τη διδασκαλία και αξιολόγηση στο πεδίο της Οργανικής Χημείας, καθώς και η ανάπτυξη συστημικών ερωτήσεων με τα κατάλληλα χαρακτηριστικά για τη διερεύνηση της συστημικής σκέψης. Στην τρίτη θεματική ενότητα διερευνήθηκαν τα απαραίτητα χαρακτηριστικά που πρέπει να έχουν οι χημικές αναπαραστάσεις ώστε να διευκολύνεται η μάθηση με κατανόηση. Προτάθηκαν κριτήρια αξιολόγησης, με τα οποία αξιολογήθηκαν και οι αναπαραστάσεις σχολικού βιβλίου Β τάξης λυκείου. Εξετάσθηκε, επίσης, η ικανότητα μετάφρασης χημικών αναπαραστάσεων Ελλήνων μαθητών και φοιτητών.

Article Details
  • Section
  • Research Article

Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a CC-BY-NC-SA that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.

Downloads
Download data is not yet available.
Author Biography
Χρύσα Τζουγκράκη, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
Ομότιμη Καθηγήτρια
References
Βαχλιώτης, Θ. (2012). Εφαρμογή και αξιολόγηση της μεθόδου «Συστημική Προσέγγιση στη Διδασκαλία και Εκμάθηση (SATL)» στη διδασκαλία της Οργανικής Χημείας. Διδακτορική Διατριβή, Τμήμα Χημείας, Ε.Κ.Π.Α.
Βαχλιώτης Θ., Σάλτα Κ., Τζουγκράκη Χ. (2015). Πρόταση για την εφαρμογή της συστημικής προσέγγισης στη διδασκαλία και αξιολόγηση των μαθητών στην Οργανική Χημεία. Πρακτικά 9ου Πανελλήνιου Συνέδριου Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών και Νέων Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση, Θεσσαλονίκη, 163-171.
Βλαχολιά, Μ. Π. (2017). Διερεύνηση των οπτικών και αναλυτικών στρατηγικών επίλυσης προβλημάτων Οργανικής Χημείας από λύτες διαφορετικής εμπειρίας και της σχέσης τους με την οπτικοχωρική ικανότητα των μαθητών. Διδακτορική διατριβή, Τμήμα Χημείας Ε.Κ.Π.Α.
Βλαχολιά, Μ., Βοσνιάδου, Σ., Σάλτα, Κ., Ρούσσος, Π., Καζή, Σ., Σιγάλας, Μ. & Τζουγκράκη, Χ. (2019). Διερεύνηση των χαρακτηριστικών των μαθητών που προβλέπουν τη χρήση οπτικών και αναλυτικών στρατηγικών. Πρακτικά 11ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών και Νέων Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση, Φλώρινα, 561-567.
Βλαχολιά, Μ., Βοσνιάδου, Σ., Σάλτα, Κ., Ρούσσος, Π., Καζή, Σ., Σιγάλας, Μ. & Τζουγκράκη, Χ. (2017). Η χρήση οπτικών – αναλυτικών στρατηγικών κατά την επίλυση προβλημάτων Οργανικής Χημείας από μαθητές, φοιτητές και εκπαιδευτικούς. Πρακτικά 10ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών και Νέων Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση, Ρέθυμνο, 262-269.
Βλαχολιά, Μ. & Τζουγκράκη, Χ. (2017). Δημιουργία υλικού εξάσκησης στη χρήση οπτικών και αναλυτικών στρατηγικών κατά την επίλυση προβλημάτων Οργανικής Χημείας. Πρακτικά 1ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Νέων Ερευνητών, Κολυμπάρι, Χανιά, 9-12.
Βοσνιάδου, Σ. (2001). Πώς μαθαίνουν οι μαθητές. Διεθνής Ακαδημία της Εκπαίδευσης. Διεθνές Γραφείο Εκπαίδευσης της UNESCO (Ελληνική έκδοση).
Γεωργιάδου, A., Καφετζόπουλος, Κ., Προβής, Ν., Χηνιάδης, Δ. & Σπυρέλλης, Ν. (2005). Χημεία Γ΄ Γυμνασίου. ΟΕΔΒ, Αθήνα.
Γκίτζια, Β. (2013). Διερεύνηση της ικανότητας μαθητών και φοιτητών να μεταφράζουν χημικές αναπαραστάσεις διαφορετικού τύπου. Ανάδειξη των αντιλήψεών τους για βασικές χημικές έννοιες. Διδακτορική Διατριβή, Τμήμα Χημείας, ΕΚΠΑ.
Γκίτζια, Β., Σάλτα, Κ. & Τζουγκράκη, Χ. (2015). Η κατασκευή μικροσκοπικών και συμβολικών αναπαραστάσεων από τους μαθητές ως δείκτης της εννοιολογικής κατανόησης στη Χημεία. Πρακτικά 9ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Διδακτικής των Φυσικών επιστημών και Νέων Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση, Θεσσαλονίκη, 179-184.
Λιοδάκης, Σ., Γάκης, Δ., Θεοδωρόπουλος, Δ, Θεδωρόπουλος, Π. & Καλλής, Α. (2005). Χημεία Α΄ Λυκείου. ΟΕΔΒ, Αθήνα.
Χαριστός, Ν., Κουταλάς, Β., Βλαχολιά, Μ., Σάλτα, Α., Τζουγκράκη, Χ. & Σιγάλας, Μ. (2017). 2DrawChemQuiz: Σχεδιασμός, Ανάπτυξη και Εφαρμογή ενός Γνωστικού Εργαλείου Εξάσκησης στη Σχεδίαση και Χειρισμό Συντακτικών Τύπων. Πρακτικά 10ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών και Νέων Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση, Ρέθυμνο, 352-358.
Akaygun, S. (2016). Is the oxygen atom static or dynamic? The effect of generating animations on students’ mental models of atomic structure. Chemical Education Research and Practice, 17, 788-807.
Bodner, G.M. & Guay, R.B. (1997). The Purdue Visualization of Rotations test. The Chemical Educator, 2, 1-17.
Ben-Zvi Assaraf, O. and Orion, O. (2010). Four Case Studies, Six Years Later: Developing System Thinking Skills in Junior High School and Sustaining Them Over Time. Journal of Research in Science Teaching, 47, 1253-1280.
Brandstädter, K. Harms, U., και Großschedl, J. (2012). Assessing System Thinking through Different Concept-Mapping Practices. International Journal of Science Education, 34(14), 2147-2170.
Cabrera, D., Colosi, L. & Lobdell, C. (2008). Systems thinking. Evaluation and Program Planning, 31, 299-310.
Chi, S., Wang, Z., Luo, M., Yang, Y. & Huang, M. (2018). Student progression on chemical symbol representation abilities at different grade levels (Grades 10–12) across gender. Chemical Education Research and Practice, 19, 1055-1064.
Creswell, J.W. & Plano Clark, V.L. (2011). Designing and conducting mixed methods research. Sage Publications, 2011.
Ebbing, D.D. & Gammon, S.D. (1999). General Chemistry. 6th edn., Boston, Houghton Mifflin Company.
Fahmy, A.F.M., (2017). The systemic approach to teaching and learning chemistry [SATLC]: a 20-years review. African. Journal of Chemistry Education, 7(3), 2-44.
Fahmy, A.F.M. and J.J. Lagowski, (2007/2008). Systemic Multiple-Choice Questions in Chemistry. Chemical Education International, vol. 8(1). Retrieved from: http://old.iupac.org/publications/cei/vol8/0801xFahmy.pdf
Fahmy, A.F.M & Lagowski, J.J. (2003). Systemic reform in chemical education: An international perspective. Journal of Chemical Education, 80(9), 1078-1083.
Gabel, D. (1993). Use of the particle nature of matter in developing conceptual understanding. Journal of Chemical Education, 70 (3), 193-194.
Gilbert, J.K. & Treagust, D. (2009). Introduction: macro, submicro and symbolic representations and the relationship between them: key models in chemical education. In J.K. Gilbert & D. Treagust (Eds), Multiple representations in chemical education, Springer, 1-8.
Gilbert, J.K. (2005). Visualization: A metacognitive skill in science and science education. In J.K. Gilbert (Eds), Visualization in science education, Springer, 9-27.
Gkitzia, V., Salta, K. & Tzougraki, C. (2020). Students’ competence in translating between different types of chemical representations. Chemical Education Research and Practice, 21, 307-330.
Gkitzia, V., Salta, K. & Tzougraki, C. (2011). Development and application of suitable criteria for the evaluation of chemical representations in school textbooks. Chemical Education Research and Practice, 12(1), 5–14.
Greene, J.C., Caracelli, V.J. & Graham, W.F. (1989). Toward a conceptual framework for mixed-method evaluation designs. Educational Evaluation and Policy Analysis, 11(3), 255-274.
Hegarty, M., Stieff, M. & Dixon, B. L. (2013). Cognitive change in mental models with experience in the domain of organic chemistry. Journal of Cognitive Psychology, 25 (2), 220-228.
Hoffmann, R. & Laszlo, R. (1991). Representation in chemistry. Angewandte Chemie, 30, 1-16.
Hogan, K. & Fisherkeller, J. (2000). Dialogue as data: Assessing students’ scientific reasoning with interactive protocols. In J.J. Mintzes, J.H. Wandersee & J.D. Novak (Eds.), Assessing science understanding. A human constructivist view, San Diego, CA: Academic Press, 95-127.
Johnstone, A.H. (1993). The development of chemistry teaching. Journal of Chemical Education, 70, 701-705.
Keig, P. & Rubba, P. (1993). Translation of representations of the structure of matter and its relationship to reasoning, gender, spatial reasoning, and specific prior knowledge. Journal of Research in Science Teaching, 30, 883-903.
Kospentaris, G., Vosniadou, S., Kazi, S. & Thanou, E. (2016). Visual and Analytic Strategies in Geometry. Frontline Learning Research, 4 (1), 40-58.
Kozma, R. & Russell, J. (2005). Students Becoming Chemists: Developing representational competence. In J. K. Gilbert (Eds), Visualization in science education. Models and modeling in science education, Springer, 1, 121-145.
Kozma, R.B. & Russell, J. (1997). Multimedia and understanding expert and novice responses to different representations of chemical phenomena. Journal of Research in Science Teaching, 34, 949-968.
Lagowski, J.J. (2005). Systemic Approach to Teaching and Learning. Journal of Chemical Education, vol. 82(2), 211.
Lee, H.-S., Liu, O.L. & Linn, M.C. (2011). Validating measurement of knowledge integration in science using multiple-choice and explanation items. Applied Measurement in Education, 24, 115-136.
Lin, Y.I., Son, J.Y. & Rudd, J.A. (2016). Asymmetric translation between multiple representations in chemistry. International Journal Science education, 38 (4), 644-662.
Maani, K.E. and Maharaj, V. (2004). Links Between Systems Thinking and Complex Decision Making. Systems Dynamics Review, 20(1), 21-48.
Markham, J.Y. (2006). Two Techniques for Measuring Systems Thinking. Paper Presented at the 24th International Conference of the System Dynamics Society, Nijmegen, The Netherlands, July 23-27, Retrieved from: http://www.hpsig.com/images/c/cb/Two_Techniques_for_Measuring_Systems_Thinking.pdf
Mathewson, J.H. (2005). The visual core of science: definitions and applications to education. International Journal Science education, 27, 529-548.
Mathewson, J. H. (1999). Visual-spatial thinking: An aspect of science overlooked by educators. Science Education, 83 (1), 33-54.
McMurry, J.C. (1996). Organic Chemistry, 4th ed., Pacific Grove, Brooks/Cole Publishing, International Thomson Publishing.
Moore J. W., Stanitski C. L., Wood J. L., Kotz J. C., and Joesten M. D., (1998). The chemical world: concepts and applications, 2nd, edition Orlando, Harcourt Brace College Publishers.
Nesbit, J.C. & Adesope, O.O. (2006). Learning with concept and knowledge maps: A metaanalysis. Review of Educational Research, 76(3), 413-448.
Newcombe, N.S. (2013). Seeing Relationships: Using Spatial Thinking to Teach
Science, Mathematics, and Social Studies. American Educator, 37 (1), 26-31.
Nieswandt, M. & Bellomo, K. (2009). Written extended-response questions as classroom assessment tools for meaningful understanding of evolutionary theory. Journal of Research in Science Teaching, 46, 333-356.
Novak, J.D., Mintzes, J.J. and Wandersee, J.H. (2000). Epilogue: On Ways of Assessing Science Understanding, στο Assessing Science Understanding: A Human Constructivist View, J.J. Mintzes, J.H. Wandersee, and J.D. Novak, eds., San Diego, CA: Academic Press, 355-374.
Pellegrino, J.W., Chudowsky, N.J. & Glaser, R. (Eds.), (2001). Knowing what students know: The science and design of educational assessment, Washington, DC: National Academy of Sciences.
Raven, J., Raven, J.C. & Court, J.H. (1998). Manual for Raven’s Advanced Progressive Matrices, Oxford, England: Oxford Psychologists Press.
Robinson, W.R. & Nurrenbern, S.C. (2009). Conceptual Questions (CQs). Retrieved from http://jchemed.chem.wisc.edu/JCEDLib/QBank/collection/CQandChP/CQs/TieredCQs.html
Salta, K., Antonoglou, L., Vlacholia, M., Roussos, P., Kazi, S., Vosniadou, S., Sigalas, M. & Tzougraki, C. (2016). Development and Validation of a Basic Chemistry Concept Inventory Assessing Secondary School Student. 13th European Conference on Research in Chemical Education Barcelona, Book of Abstracts, 224.
Schwaninger, M. (2006). System dynamics and the evolution of the systems movement. Systems Research and Behavioral Science, 23, 583-594.
Southerland, S.A., Smith, M.U. & Cummins, C.L. (2000). ‘‘What do you mean by that?’’ Using structured interviews to assess science understanding. In J.J. Mintzes, J.H. Wandersee & J.D. Novak (Eds.), Assessing science understanding. A human constructivist view, 71-93, San Diego, CA: Academic Press.
Stieff, M. (2011). When is a molecule three dimensional? A task-specific role for imagistic reasoning in advanced chemistry. Science Education, 95 (2), 310-336.
Stieff, M. (2007). Mental rotation and diagrammatic reasoning in science. Learning and Instruction, 17, 219-234.
Stieff, M. & Uttal, D. (2015). How Much Can Spatial Training Improve STEM
Achievement? Educational Psychology Review, 27, 607-615.
Stieff, M.& Raje, S. (2010). Expert algorithmic and imagistic problem-solving strategies in advanced chemistry. Spatial Cognition and Computation, 10, 53-81.
Stieff, M.& Raje, S. (2008). Expertise & Spatial Reasoning in Advanced Scientific Problem Solving. Proceedings of the 8th international conference on International conference for the learning sciences, 2, 366-373.
Stull, A.T., Gainer, M., Padalkar, S. & Hegarty, M. (2016). Promoting Representational Competence with Molecular Models in Organic Chemistry. Journal of Chemical Education, 93 (6), 994-1001.
Stull, A.T. & Hegarty, M. (2016). Model manipulation and learning: Fostering representational competence with virtual and concrete models. Journal of Educational Psychology, 108 (4), 509-527.
Taber, K.S. (2013). Revisiting the chemistry triplet: drawing upon the nature of chemical knowledge and the psychology of learning to inform chemical education. Chemical Education Research and Practice, 14, 156-168.
Treagust, D. F., Chittleborough, G. & Mamiala, T. L. (2003). The role of submicroscopic and symbolic representations in chemical explanations. International Journal Science education, 25, 1353-1368.
Tsaparlis, G. (2009). Learning at the macro level: The role of practical work. In J.K. Gilbert & D. Treagust (Eds.), Multiple representations in chemical education, Springer, 109-136.
Vachliotis, T., Salta, K. and Tzougraki, C., (2014). Meaningful Understanding and Systems Thinking in Organic Chemistry: Validating Measurement and Exploring Relationships. Res. Sci. Educ., 44, 239-266.
Vachliotis, T., Salta, K., Vasiliou, P. & Tzougraki, C. (2011). Exploring novel tools for assessing high school students’ meaningful understanding of organic reactions. Journal of Chemical Education, 88(3), 337-345.
Vlacholia, M., Vosniadou, S., Roussos, P., Salta, K., Kazi, S., Sigalas, M. & Tzougraki, C. (2017). Changes in Visual/Spatial and Analytic Strategy Use in Organic Chemistry with the Development of Expertise. Chemistry Education Research and Practice, 18, 763-773.
Vosniadou, S. & Skopeliti, I. (2014). Conceptual Change from the Framework Theory Side of the Fence. Science & Education 23, 1427-1445.
Wu, H.K. & Shah, P. (2004). Exploring visuospatial thinking in chemistry learning. Science Education, 88, 465-492.
Ye, J., Lu, S. & Bi, H. (2018). The effects of microcomputer-based laboratories on students' macro, micro, and symbolic representations when learning about net ionic reactions. Chemical Education Research and Practice, 20, 288-301.
Zarkadis, N., Papageorgiou, G. & Stamovlasis, D. (2017). Studying the consistency between and within the student mental models. Chemical Education Research and Practice, 18, 893-902.