Προώθηση εννοιολογικής αλλαγής στις φυσικές επιστήμες με πρόκληση διαταραχής της γνωστικής ισορροπίας: διδακτορική διατριβή στο γνωστικό αντικείμενο "Μάθηση στις Φυσικές Επιστήμες"

Abstract

Στόχος της παρούσας ερευνητικής προσπάθειας ήταν η διερεύνηση της συμβολής γνωστικών και συναισθηματικών παραγόντων, και δημογραφικών χαρακτηριστικών στη γνωστική αναδιοργάνωση. Επιπλέον, εξετάστηκαν τα μαθησιακά αποτελέσματα που προέκυψαν μέσα από την εφαρμογή δύο διδακτικών προσεγγίσεων, δηλαδή μεθοδολογιών που ενσωμάτωναν ή δεν ενσωμάτωναν τη διαδικασία Διαταραχής της Γνωστικής Ισορροπίας (ΔΓΙ), συνυπολογίζοντας τις αρχικές αντιλήψεις και τη Γενική Νοητική Ικανότητα (ΓΝΙ). Κατά την ποσοτική φάση, έλαβαν μέρος 452 μαθητές, που φοιτούσαν στις Δ΄ και Στ΄ Δημοτικού και στη Β΄ Γυμνασίου, που τοποθετήθηκαν τυχαία σε δύο ομάδες, την Πειραματική Ομάδα (ΠΟ) και την Ομάδα Ελέγχου (ΟΕ). Αρχικά έγινε συλλογή δημογραφικών δεδομένων και χορηγήθηκε δοκίμιο διάγνωσης των αρχικών αντιλήψεών για το φαινόμενο της πλεύσης-βύθισης. Χορηγήθηκαν επίσης οι Σταθερές Προοδευτικές Μήτρες του Raven και η επίδοσή των μαθητών θεωρήθηκε ως ένδειξη της ΓΝΙ τους. Ακολούθως, εφαρμόστηκε διδακτική προσέγγιση, που ήταν διαφοροποιημένη για τις δύο ομάδες και χορηγήθηκε δοκίμιο διάγνωσης των τελικών αντιλήψεων. Τέλος, έγινε διάγνωση των εννοιολογικών κατασκευών της ΔΓΙ, μέσω του Εργαλείου Μέτρησης Επιπέδων ΔΓΙ. Διενεργήθηκαν, επιπρόσθετα, δεκαπέντε ατομικές κλινικές συνεντεύξεις με πέντε παιδιά από κάθε τάξη. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, με την αύξηση της ηλικίας, αυξάνεται η ΓΝΙ. Επιπλέον, η πλειοψηφία των συμμετεχόντων μετακινήθηκε προς πιο σύνθετα επεξηγηματικά πλαίσια, που ήταν ορθότερα για την ΠΟ. Επιβεβαιώθηκε ότι η ΕΑ αποτελεί μια πολυδιάστατη διαδικασία που επηρεάζεται από γνωστικούς και συναισθηματικούς παράγοντες, και από ατομικά χαρακτηριστικά. Παράλληλα, διαπιστώθηκε πως τα πλαίσια που οικοδομούνται μέσα από εξατομικευμένες παρεμβάσεις που ενσωματώνουν τη ΔΓΙ παρουσιάζουν μεγαλύτερη συνοχή. Προτείνονται θεωρητικές και εκπαιδευτικές εφαρμογές, και εισηγήσεις για μελλοντική έρευνα.

The purpose of the study was to investigate the role of cognitive and affective factors, and demographic characteristics, on learners’ cognitive reorganization. The study also contrasted the implications of two different instructional methodologies, incorporating or not Cognitive Conflict (CC), on conceptual reorganization, considering students’ initial conceptions and their General Cognitive Ability (GCA). The sample consisted of 452 fourth-, sixth-, and eighth-grade students, who were randomly assigned in the experimental and control groups. Initially, students provided demographic information and were administered a test to identify their initial conceptions on sinking/floating. They were consequently administered Raven’s Standard Progressive Matrices (RSPM) and their performance was considered as a measure of their GCA. Students were then involved in a teaching intervention, which was differentiated for the two groups, and were administered a post-test for evaluating their revised conceptions. Students were finally administered the Cognitive Conflict Levels Test (CCLT) that measures the conceptual constructs of CC (Lee & Kwon, 2001). Fifteen, individual interviews were also conducted with 5 students from each class. The results indicated that older students performed higher on RSPM. The majority moved towards more complex explanatory frameworks, which were more accurate for the experimental group. It was confirmed that conceptual change is a multidimensional process, involving cognitive and affective factors, affected by individual characteristics. Finally, explanatory frameworks constructed during the interview process were more coherent than those constructed during the group interventions, indicating the facilitating effect of individualized teaching. Theoretical and educational implications, together with suggestions for future research are indicated.