Τμήμα Φυσικών Επιστημών

Τα μαθήματα των Φυσικών Επιστημών έχουν, σε όλες τις βαθμίδες της εκπαίδευσης, ξεχωριστή σημασία στην Ελληνογερμανική Αγωγή, καθώς βοηθούν τους μαθητές και τις μαθήτριες να κατανοήσουν και να ερμηνεύσουν τον κόσμο που μας περιβάλλει.
Στο χώρο της εξωσχολικής ζωής ο μαθητής έρχεται σε επαφή με τα φυσικά φαινόμενα στο σπίτι, στο δρόμο, κατά τη διάρκεια του παιχνιδιού και της άθλησης, παρατηρώντας τα ακούσια. Η επαφή του όμως αυτή με τα φαινόμενα δεν είναι συστηματική, αφού η αλληλουχία τους είναι τυχαία και δεν αποτελεί πρωταρχική επιδίωξη του παιδιού η κριτική τους ανάλυση με στόχο την κατανόηση.

Στη σχολική ζωή, αντίθετα, η ύλη που παρουσιάζεται είναι σχεδιασμένη και οργανωμένη με βάση την επιθυμία του δασκάλου να προσφέρει στο παιδί υλικό για μάθηση. Τα ερεθίσματα που δέχεται ο μαθητής από το φυσικό του περιβάλλον και τον κοινωνικό του περίγυρο κατά μη συστηματικό τρόπο συμπληρώνονται από οργανωμένες διαδικασίες διδασκαλίας - μάθησης.

Στη βασική αποστολή των μαθημάτων των Φυσικών Επιστημών περιλαμβάνεται η παροχή γνώσεων και η καλλιέργεια δεξιοτήτων, όπως η παρατήρηση, η σκέψη και η κρίση, καθώς και η προσφορά της απαραίτητης βοήθειας για τη διαμόρφωση υπεύθυνης, κριτικής στάσης απέναντι σε κρίσιμα καθημερινά ζητήματα που σχετίζονται με την εφαρμογή της τεχνολογίας.

Από τα παραπάνω γίνεται σαφές ότι τα μαθήματα των Φυσικών Επιστημών πρέπει να έχουν πρακτική διάσταση, που να είναι έντονα συνυφασμένη με την ερμηνεία των φαινομένων, τα οποία καθημερινά παρατηρούμε γύρω μας. Κάθε μαθητής δομεί τη δική του αντίληψη για τον κόσμο. Η φυσική πραγματικότητα είναι μία και δεδομένη. Ο τρόπος που ο καθένας την προσεγγίζει είναι διαφορετικός. Διαμορφώνεται εξελικτικά με βάση τις προσωπικές εμπειρίες και σε σύνθεση με τις αντιλήψεις των άλλων. Στο σχολείο, συνεπώς, πρέπει να δίνεται περισσότερη έμφαση στην καλλιέργεια των γνωστικών δεξιοτήτων που θα οδηγήσουν στη διαμόρφωση της αντίληψης του μαθητή παρά στα περιεχόμενα της διδασκαλίας αυτά καθαυτά. Πρέπει να δίνουμε στους μαθητές ευκαιρίες για προσωπικές, αυθεντικές εμπειρίες, που να συσχετίζονται με ισχυρές αναλογίες με την καθημερινή παρατήρηση. Πέρα από την πρακτική διάσταση, την ανάπτυξη της ικανότητας προσέγγισης της ερμηνείας του κόσμου, το μάθημα των Φυσικών Επιστημών καλείται να μεταδώσει το μεθοδολογικό πλαίσιο, το σύστημα διερεύνησης, που είναι άρρηκτα συνυφασμένο με τις Φυσικές Επιστήμες. Η καλλιέργεια της παρατήρησης, της διατύπωσης της υπόθεσης και της διερεύνησης της υπόθεσης αυτής με συστηματικό τρόπο προσεγγίζονται από τα συγκεκριμένα μαθήματα, ωστόσο αποτελούν εφόδια με πολύ ευρύτερο πεδίο εφαρμογής. Η συστηματικότητα που χαρακτηρίζει την έρευνα στις Φυσικές Επιστήμες επιστήμες είναι εφόδιο ευρύτερα αξιοποιήσιμο από τους μαθητές.

Στην Ελληνογερμανική Αγωγή ως προσφορότερο διδακτικό μοντέλο για την επίτευξη των παραπάνω στόχων έχει προκριθεί το Ερευνητικά Εξελισσόμενο μοντέλο διδασκαλίας. Το μοντέλο αυτό αξιοποιεί πολύπλευρα το πείραμα και την επιστημονική μεθοδολογία μέσα από την αναγωγή κάθε φυσικού φαινομένου σε πρόβλημα προς επίλυση από τους μαθητές. Με τον όρο «ερευνητικό»στον τίτλο του δίνεται έμφαση στην προσπάθεια να βοηθηθεί ο μαθητής, με βάση τις προϋπάρχουσες γνώσεις και τα μέσα που διαθέτει, να κατακτήσει αυτόνομα τα νέα στοιχεία. Η έρευνα ως μεθοδολογία και πρακτική μπορεί να γίνει κτήμα του μαθητή ακόμη και στο δημοτικό σχολείο.
Με τον όρο «εξελισσόμενο» τονίζεται το γεγονός ότι η ερευνητική πορεία του μαθητή δεν είναι τυχαία και χωρίς οργάνωση, αλλά εξελίσσεται σε συγκεκριμένα στάδια με χρονική αλληλουχία. Ο ρόλος του δασκάλου είναι να συντονίσει την ερευνητική πρωτοβουλία του μαθητή σύμφωνα με τα στάδια αυτά. Ανάλογα με την ηλικία των μαθητών διαμορφώνεται και το μαθησιακό δυναμικό τους, οπότε αντίστοιχα διαμορφώνεται και η εμβάθυνση της διδασκαλίας. Είναι όμως ανάγκη σε κάθε στάδιο να αξιοποιείται το γνωστικό δυναμικό που έχει ήδη κατακτηθεί και να συνδέεται με το νέο υλικό που θα παρουσιαστεί στους μαθητές.

Η διδασκαλία των Φυσικών Επιστημών στο Δημοτικό εξυπηρετεί κυρίως το στόχο της συστηματικής παρατήρησης. Ο μαθητής δεν αντιμετωπίζει πια τα φυσικά φαινόμενα τυχαία, αλλά καλείται με μεθοδικό τρόπο να παρατηρήσει και να καταγράψει την εξέλιξή τους (παρατηρησιακή διάσταση). Μαθαίνει να οργανώνει τις παρατηρήσεις του και να εκτελεί απλά πειράματα.

Στο Γυμνάσιο με την κατάκτηση της αφηρημένης σκέψης η διδασκαλία κατ' αρχήν στοχεύει στην ποιοτική προσέγγιση της ερμηνείας των φαινομένων (ερμηνευτική διάσταση) με σταδιακή εισαγωγή στις ποσοτικές σχέσεις και το μαθηματικό φορμαλισμό.

Στο Λύκειο η διδασκαλία πρέπει να εδραιώνεται με την ολοκλήρωση της ποσοτικής αντιμετώπισης και το μαθηματικό φορμαλισμό (φορμαλιστική διάσταση), που συνδέεται και αναφέρεται όμως σε φαινόμενα των οποίων η ποιοτική ερμηνεία έχει εδραιωθεί αποτελεσματικά στις προηγούμενες βαθμίδες. Έτσι οι μαθητές δεν απομνημονεύουν μηχανικά το φορμαλισμό, κατανοούν ουσιαστικά τη διάστασή του.

Τα μαθήματα των Φυσικών Επιστημών διδάσκονται τόσο στο Δημοτικό σχολείο, όσο και στο Γυμνάσιο και Λύκειο σε ειδικά διαμορφωμένες αίθουσες, εξοπλισμένες πλήρως για την άσκηση των μαθητών σε ομάδες.

Τα μαθήματα αυτά εμπλουτίζονται στο πλαίσιο του προγράμματος εκπαιδευτικών περιπάτων του σχολείου. Όλα τα εργαστήρια είναι συνδεδεμένα με το Διαδίκτυο και η εξέλιξη του μαθήματος υποστηρίζεται από τις ειδικές εκδόσεις του τμήματος.

Ολιστική Προσέγγιση του Σχολείου για τη διδακτική Επιστημών (Whole-School Approach for STEM)
Για τη διδασκαλία του STEM, το σχολείο μας ακολουθεί την Ολιστική Προσέγγιση του Σχολείου (Whole-School Approach), η οποία περιλαμβάνει/προϋποθέτει τη συστημική, συν-δημιουργική και αναστοχαστική προσπάθεια από όλα τα μέλη της σχολικής κοινότητας, ώστε να εμπλακούν με ουσιαστικό τρόπο στην αντιμετώπιση σύνθετων προκλήσεων και προβλημάτων. Η ολιστική προσέγγιση αναδεικνύει την ανάγκη και τη σπουδαιότητα να εξετάζονται τα ζητήματα της βιωσιμότητας μέσα από ένα πρίσμα πολλαπλών οπτικών, με εστίαση στη διασύνδεση και την αλληλεπίδραση μεταξύ των εμπλεκόμενων παραγόντων. Η συστημική διάσταση αναφέρεται στην ταυτόχρονη συνεκτίμηση βασικών πτυχών του εκπαιδευτικού συστήματος, όπως η τυπική, η μη-τυπική και η άτυπη εκπαίδευση, το αναλυτικό πρόγραμμα, οι παιδαγωγικές προσεγγίσεις και οι διαδικασίες μάθησης, η επαγγελματική ανάπτυξη των εκπαιδευτικών, οι σχέσεις σχολείου και κοινότητας, το όραμα, οι σχολικές πρακτικές καθώς και η πολιτική που εφαρμόζεται. Η συν-δημιουργική διάσταση αναφέρεται στη συμπερίληψη πολλών και διαφορετικών απόψεων και φορέων στη διαμόρφωση και εφαρμογή της προσέγγισης, είτε αυτό συμβαίνει στο πλαίσιο ενός σχολείου είτε σε επίπεδο εκπαιδευτικής πολιτικής. Τέλος, η αναστοχαστική διάσταση δηλώνει την ανάγκη για διά βίου μάθηση, παρακολούθηση, αξιολόγηση και αναπροσαρμογή των δράσεων και των στόχων, στο πλαίσιο ενός κόσμου που μεταβάλλεται διαρκώς.

Στο πλαίσιο της ολιστικής προσέγγισης για τη διδασκαλία των φυσικών επιστημών, μπορούν να εξετάζονται ταυτόχρονα σε ένα ενιαίο πλαίσιο πολλαπλά θέματα (π.χ. περιβαλλοντικά ζητήματα και κλιματική αλλαγή, μελλοντικές αποστολές στον Άρη, λύσεις βασισμένες στη φύση και καινοτομία). Αυτά δεν πρέπει να αντιμετωπίζονται απλώς ως «μαθησιακά καθήκοντα», αλλά ως αφετηρίες για εναλλακτικούς τρόπους εργασίας και ύπαρξης στο σχολικό περιβάλλον, σε άμεση σύνδεση με τις παγκόσμιες προκλήσεις του σήμερα. Η ολιστική προσέγγιση για την διδασκαλία του STEM αποτελεί μία τεκμηριωμένη και δοκιμασμένη μέθοδο για τον μετασχηματισμό του σχολείου σε ένα μαθησιακό περιβάλλον που αντιμετωπίζει τις προκλήσεις της βιωσιμότητας, εισάγει καινοτόμες παιδαγωγικές μεθόδους και ενισχύει την καλλιέργεια συνεργατικής και συμμετοχικής μάθησης και σχεδιασμού. Μια ολιστική και διεπιστημονική προσέγγιση που περιλαμβάνει μαθητές, εκπαιδευτικούς, οικογένειες και την ευρύτερη κοινότητα μπορεί να οδηγήσει σε μια πολιτισμική μετατόπιση προς ένα καλύτερο και πιο βιώσιμο μέλλον. Ως εκ τούτου, η δημιουργία συνεχόμενων μαθησιακών διαδρομών που ξεκινούν από την πρωτοβάθμια και εκτείνονται έως τη δευτεροβάθμια εκπαίδευση έχει ζωτική σημασία, ώστε οι νέοι να είναι κατάλληλα προετοιμασμένοι να ανταποκριθούν στις μελλοντικές προκλήσεις.

Εικόνα 1: Οι βασικοί πυλώνες για την ανάπτυξη της σχολικής προσέγγισης στην εκπαίδευση STEM. Αναδεικνύουν τις κύριες ευκαιρίες και προκλήσεις για την εγκαθίδρυση του πλαισίου εισαγωγής και υλοποίησης της εκπαίδευσης STEM στο σχολικό περιβάλλον.
 

Η Ολιστική Προσέγγιση του σχολείου για τη διδασκαλία του STEM είναι (βλ. Εικόνα 1):

• Εναρμονισμένη με το όραμα του σχολείου, τις εθνικές εκπαιδευτικές προτεραιότητες, την ταυτότητα της κοινότητας, και τις τοπικές και περιφερειακές, μεταξύ άλλων, περιβαλλοντικές ανάγκες.
• Εξοπλισμένη με τεχνογνωσία και κατάλληλη υποστήριξη, υλικούς πόρους και τεχνολογίες για την ομαλή μετάβαση στην εκπαίδευση STEM, καθώς και με δυνατότητες μεσοπρόθεσμης χρηματοδότησης για την υλοποίηση σχεδίων.
• Αναστοχαστική, μέσω κριτικού αναστοχασμού και αξιολόγησης σε όλα τα επίπεδα, για την ανάπτυξη ικανοτήτων όπως η συστημική σκέψη, η δημιουργική επίλυση προβλημάτων, οι ψηφιακές και πράσινες δεξιότητες στους εκπαιδευτικούς και τους μαθητές.
• Ευέλικτη, ώστε να προσαρμόζεται στα τοπικά και πολιτισμικά περιβάλλοντα. Εκπαιδευτικοί και μαθητές αποκτούν ικανότητες κατανόησης της πολυπλοκότητας και των εξελισσόμενων παγκόσμιων προκλήσεων, αναγνωρίζοντας τον κεντρικό ρόλο του STEM στην επίλυση προβλημάτων βιωσιμότητας.
• Μεταρρυθμιστική, καθώς δεν περιορίζεται στην απλή προσθήκη μεμονωμένων θεμάτων στο πρόγραμμα σπουδών, αλλά επιδιώκει την αναδιαμόρφωση ολόκληρης της εκπαιδευτικής εμπειρίας, ενσωματώνοντας το STEM ως συμπεριληπτικό και διαθεματικό πεδίο γνώσης.