Τα μυστηριώδη κουτιά ... "Mystery boxes"

Τα "μυστηριώδη κουτιά" … και η φύση της επιστήμης

Mystery_boxes_pic.JPG

Ερωτήματα
Τι μπορεί να κρύβουν 6 μικρά, μεταλλικά και καλά σφραγισμένα κουτιά; Πόσες υποθέσεις μπορούμε να διατυπώσουμε για το περιεχόμενό τους; Ποιες είναι οι ενδείξεις που έχουμε για τη διατύπωση των υποθέσεων μας; Ποια υπόθεση θα επικρατήσει ως η καλύτερη ιδέα και με ποιο τρόπο θα συμφωνήσουμε όλοι-ες σε αυτή; Υπάρχει, τελικά, μία και μόνη σωστή απάντηση;

Τα Μυστηριώδη Κουτιά …
Η δραστηριότητα με τα "μυστηριώδη κουτιά" (mystery boxes) από το Μουσείο Επιστημών του Λονδίνου (London Science Museum) σχετίζεται με τη φύση της επιστήμης, αλλά και με τη φύση της γνώσης ευρύτερα. Τα παιδιά θα αναζητούν, θα διερευνούν και θα επιθυμούν να μάθουν ποιο είναι το περιεχόμενο των κουτιών, αλλά αυτό ποτέ δεν τους αποκαλύπτεται! Διαμορφώνουν τις ιδέες τους και καταγράφουν τα χαρακτηριστικά τους, καθώς επίσης αναζητούν συμφωνίες και συναίνεση για να καταλήξουν στην καλύτερη ιδέα που προκύπτει από τη συζήτηση και την επικοινωνία. Τα "μυστηριώδη κουτιά" είναι μια αναλογία για την επιστήμη. Οι επιστήμονες αδυνατούν "να ανοίξουν το κουτί" και να βρουν μια καθοριστική απάντηση στο εάν οι ιδέες τους αληθεύουν ή όχι. Αντίθετα, διαμορφώνουν εικασίες και θεωρήσεις, στηριζόμενοι πάνω σε ενδείξεις και αποδείξεις που προκύπτουν μέσα από τη διερεύνηση και οι οποίες είναι ανοιχτές στον επαναπροσδιορισμό και στην αναθεώρηση. Η παρατήρηση, η συζήτηση, η διαπραγμάτευση, η ανάπτυξη επιχειρημάτων, η ομαδική εργασία και επικοινωνία είναι βασικά χαρακτηριστικά της επιστημονικής εργασίας.

Set_up_Mystery_Boxes.jpg

Τα Μυστηριώδη Κουτιά … σε 4 βήματα

Τα παιδιά δουλεύουν σε ομάδες των 3 ή 4, κατά προτίμηση 6 ομάδες, έτσι ώστε κάθε ομάδα να αντιστοιχεί στη διερεύνηση ενός από τα έξι κουτιά, εναλλάξ, για μικρό χρονικό διάστημα. Η δραστηριότητα μπορεί να κρατήσει μέχρι και ένα διδακτικό δίωρο (90 λεπτά).

Βήμα 1
Διερευνήστε τα κουτιά: 25-30 λεπτά
Δώστε σε κάθε ομάδα ένα "Μυστηριώδες Κουτί", ένα φύλλο με το "τί θα κάνουν" και το "φύλλο παρατήρησης" με κολλημένα τα Post-it για σημειώσεις (βλ. διπλανή εικόνα).
Οι ομάδες έχουν 2-3 λεπτά με κάθε κουτί για να:

  • Αντιληφθούν τι νομίζουν ότι υπάρχει μέσα σε κάθε κουτί και να γράψουν τις
  • παρατηρήσεις τους στο χαρτί που έχουν μπροστά τους.
  • Επινοήσουν την καλύτερη ιδέα τους (η οποία στηρίζεται στις παρατηρήσεις τους) σχετικά με το τι υπάρχει μέσα σε κάθε κουτί και να την καταγράψουν στο χαρτάκι Post-it.

Επαναλάβετε μέχρι όλες οι ομάδες να έχουν διερευνήσει και τα έξι κουτιά.
Στην όλη διαδικασία, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε επικουρικά και τη σειρά διαφανειών που συντροφεύει τα "Μυστηριώδη Κουτιά". Δείτε και κατεβάστε το σχετικό αρχείο .ppt ή .pdf.

Βήμα 2

Δεξιότητες και προσεγγίσεις γι αυτή τη δραστηριότητα: 5-10 λεπτά

  • Δώστε στους μαθητές και τις μαθήτριες 2 λεπτά για να καταγράψουν ποιες δεξιότητες και προσεγγίσεις χρησιμοποίησαν για να αντιληφθούν τι υπήρχε σε κάθε κουτί και στη συνέχεια να ανατροφοδοτήσουν με τις απόψεις τους ολόκληρη την τάξη.
  • Η λίστα είναι μια αναπαράσταση του πώς δουλεύουν οι επιστήμονες:
  • Οι επιστήμονες προτείνουν και ελέγχουν ιδέες.
  • Η συζήτηση είναι ζωτικό κομμάτι της επιστήμης.
  • Η επιστήμη είναι και κοινωνική και δημιουργική.

Βήμα 3

Συνεδρίαση ολομέλειας τάξης: 15 λεπτά
Κάντε μια προσομοίωση επιστημονικού συνεδρίου με ολόκληρη την τάξη, για να συγκρίνετε τις καλύτερες ιδέες της κάθε ομάδας και δουλέψτε στην προσέγγιση μιας συμφωνίας για το περιεχόμενο του κάθε κουτιού.

  • Βάλτε όλες τις ομάδες να κολλήσουν τα Post-it με την καλύτερη ιδέα τους στο αντίστοιχο πλαίσιο του πίνακα ανακοινώσεων (βλ. Εικ. 3).
  • Δείτε αν μπορείτε να φτάσετε σε συναίνεση ή συμφωνία για το τι υπάρχει σε κάθε κουτί.
  • Εάν υπάρχουν συγκρουόμενες ιδέες, βάλτε κάθε ομάδα να υποστηρίξει με τις παρατηρήσεις της την καλύτερη ιδέα που είχε, σε σχέση με τις ιδέες της υπόλοιπης τάξης.
  • Οι ομάδες μπορούν ν' αλλάξουν τη γνώμη τους (ή και όχι) υπό το φως νέων αποδείξεων.

Βήμα 4

Συμπέρασμα: 5 λεπτά
Αποκαλύψτε ότι τα κουτιά θα παραμείνουν κλειστά και κανείς δεν θα βρει τι έχουν μέσα.

  • Τα κουτιά είναι μια αναλογία για την επιστήμη, διότι οι επιστήμονες αδυνατούν να
  • "ανοίξουν το κουτί" και να βρουν καθοριστικές απαντήσεις, αλλά αντ' αυτού
  • διαμορφώνουν την έρευνά τους μέσα από θεωρίες που στηρίζονται σε αποδείξεις.
  • Όλες οι επιστημονικές θεωρίες είναι ανοιχτές στην αναθεώρηση ή σε πιθανή απόρριψη,
  • καθώς η τεχνολογία και η κατανόησή μας για τα πράγματα βελτιώνονται.
  • Δεν ανοίγουμε ποτέ τα κουτιά!

Σημαντικές επισημάνσεις
Δεν είναι απαραίτητο να προμηθευτείτε τα "Μυστηριώδη Κουτιά" από την αυθεντική πηγή τους! Μπορείτε να κρατήσετε την ιδέα και το επισυναπτόμενο υλικό και να κατασκευάσετε δικά σας "Μυστηριώδη Κουτιά" για να κάνετε τις αντίστοιχες δραστηριότητες με παιδιά ή/και με εκπαιδευτικούς. Τα κουτιά που θα χρησιμοποιήσετε μπορεί να είναι μικρού ή μεσαίου μεγέθους, μεταλλικά ή ακόμα και χαρτονένια, με καπάκι πάντα. Τα μεταλλικά μπορείτε να τα βρείτε και σε (ηλεκτρονικά) καταστήματα που πουλάνε είδη συσκευασιών ή μπομπονιέρες και άλλα τέτοια, ή ακόμα σε κλασικά καταστήματα με υλικά χαμηλού κόστους (1 Ευρώ κλπ.). Τα χάρτινα κουτιά, καλά είναι αν δεν βρίσκετε μεταλλικά, αν και τα τελευταία επίσης αντέχουν περισσότερο στη χρήση, εκτός του ότι κάνουν και καλύτερους ή έστω πιο ενδιαφέροντες ήχους. Για περιεχόμενο μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μικρά αντικείμενα, ή ακόμα και συνδυασμούς αντικειμένων. Μπορείτε να βρείτε μικρά πολυεδρικά ή ακανόνιστα αντικείμενα, ακόμα να τα συνδέσετε μεταξύ του με σπάγκο ή συνδετήρα κλπ., να βάλετε υλικά μέσα σε μικρές πλαστικές σακούλες, και άλλα τέτοια. Γενικότερα, ακολουθήστε τη φαντασία και τη δημιουργικότητά σας για το περιεχόμενο των κουτιών, με τη σκέψη ότι προκαλεί ανοιχτές καταστάσεις ερωτημάτων και διερεύνησης για τα παιδιά και τους εκπαιδευτικούς. Μην ξεχάσετε να σφραγίσετε μόνιμα τα κουτιά ή να τα κολλήσετε κατάλληλα, γι αυτό χρειάζονται άλλωστε και τα καπάκια τους.

Μία τέτοια εφαρμογή, με δικά του κατασκευασμένα "Μυστηριώδη κουτιά" είχε κάνει με τα παιδιά της τάξης του και ο Άγγελος Πατσιάς στο Δημοτικό Σχολείο Φουρφουρά (2013), έπειτα από αντίστοιχο σεμινάριο που είχε παρακολουθήσει στο Εργαστήριο ΦΕ. Χρησιμοποίησαν μόνο 4 αντί για 6 κουτιά, τα οποία ονόμασαν "μαγικά κουτιά" και στη δική τους εκδοχή "τα κουτιά ανοίγουν ώστε να μπορούμε να αλλάζουμε το περιεχόμενο κάθε φορά και στο πίνακα μετά τη συζήτηση αποκαλύπτεται το περιεχόμενο, σε αντίθεση με το γνήσιο όπου ποτέ δε μαθαίνεις τι έχει μέσα". Ο Άγγελος σημειώνει επίσης ότι: "Είναι ένα παιχνιδάκι που τα παιδιά λάτρεψαν σε όλη τη διάρκεια του! Τώρα η αποκάλυψη ή όχι του περιεχομένου γίνεται για πρακτικούς λόγους ώστε το παιχνίδι να ξαναπαιχτεί. Αυτοί που δημιούργησαν τη δραστηριότητα, η οποία απευθύνεται κυρίως σε ενηλίκους, θεωρούν ότι η αποκάλυψη δε πρέπει να γίνεται."

Μια ακόμα ενδιαφέρουσα εφαρμογή έχει γίνει και το 72ο Δημοτικό Σχολείο Αθηνών "Ανδρέας Κάλβος", στη Β' τάξη, με την εκπαιδευτικό Τατιάνα Σπανέλλη και τα παιδιά της. Χρησιμοποίησαν τα 6 αυθεντικά "Μυστηριώδη Κουτιά" και συζήτησαν διερευνώντας τις ιδέες τους για τη "φύση της επιστήμης"."Η διδακτική παρέμβαση αφορούσε μια πρώτη διαισθητική ενασχόληση των παιδιών με τη φύση της Επιστήμης, την ανάπτυξη διαλόγου και επιχειρηματολογίας βάση της οποίας οι επιστήμονες προχωρούν στη διατύπωση συμπερασμάτων/ερμηνειών και υπαινίσσεται -με άρρητο τρόπο- πως η επιστημονική γνώση δεν είναι αμετακίνητη, ούτε «φυσική», αλλά ανατρέπεται, τροποποιείται, εξελίσσεται (Dewey, 1909/2013). Η βασική ιδέα ήταν να αντιληφθούν τα παιδιά πως δεν ήταν δυνατό να υπάρξει μια σωστή απάντηση καθώς κανείς δεν μπορούσε να δει το περιεχόμενο των κουτιών. Μπορούσαν μόνο να τα «κουνήσουν», να τα «συγκρίνουν», να τα «ακούσουν» και επαναλαμβάνοντας ξανά, ανά ομάδα, τη διερευνητική διαδικασία, να καταλήξουν μέσα από επιχειρήματα και συλλογισμό σε -όσο το δυνατό- πιο κοντινές, διαισθητικές ερμηνείες/υποθέσεις σχετικά με το περιεχόμενο των κουτιών. Αυτές τις ερμηνείες θα έθεταν στη συνέχεια στην «κρίση» της ολομέλειας." Δείτε τη σχετική δημοσίευση παρακάτω:
Σπανέλλη, Τ. (2014). Τι κρύβουν τα «Μυστηριώδη Κουτιά;» Μια διδακτική παρέμβαση για την εισαγωγή στην έννοια της Επιστήμης στη Β' τάξη Δημοτικού. Φυσικές Επιστήμες στην Εκπαίδευση. Τεύχος 4, σσ. 9-20 (κατεβάστε το αρχείο .pdf)

At_A_Glance_Sheet_S1_gr.jpg MysteryBoxes_Handout_AW1_gr.jpg Student_Observation_Sheet_gr.jpg
Μυστηριώδη Κουτιά: Με μια ματιά Μυστηριώδη Κουτιά: Φυλλάδιο για μαθητές Μυστηριώδη Κουτιά: Φύλλο Παρατηρήσεων Ομάδας
Spanelli_2014_p.9-20.jpg Mystery_boxes_gr.jpg Mystery_boxes_instruction_booklet.jpg
Δημοσίευση Σπανέλλη, Τ. (2014) Παρουσίαση "Μυστηριώδη Κουτιά" αρχείο .ppt αρχείο .pdf Μυστηριώδη Κουτιά: Εγχειρίδιο Οδηγιών (αγγλικά)

Λίγα λόγια για τη φύση της Επιστήμης

Κατά τη διάρκεια του μαθήματος των ΦΕ οι διδάσκοντες/ουσες (όπως και τα σχολικά εγχειρίδια) ρητά ή άρρητα επικοινωνούν συγκεκριμένα νοήματα στους μαθητές για την «εικόνα» της επιστήμης. Είναι πολύ σημαντικό οι εκπαιδευτικοί να είναι ενήμεροι/ες για τις παραδοχές που υιοθετούνται για τη φύση των Φυσικών Επιστημών στις μέρες μας και να προσπαθούν στο μέτρο του δυνατού να τις προωθούν ρητά, καθώς θεωρούνται πολύ σημαντικός στόχος στο πλαίσιο του επιστημονικού εγγραμματισμού και έχουν πρωτεύουσα θέση σε όλα τα σύγχρονα Αναλυτικά Προγράμματα παγκοσμίως.
Οι McComas κ.ά. (1998, σελ. 6-7), μελετώντας επτά σύγχρονα Αναλυτικά Προγράμματα ΦΕ, εντόπισαν και κατέγραψαν παραδοχές για τη φύση των ΦΕ, που, όπως υποστηρίζουν στις μέρες μας γίνονται από την ερευνητική κοινότητα ευρύτερα αποδεκτές. Μερικές από αυτές είναι:

  • Η επιστημονική γνώση παρότι χαρακτηρίζεται από διάρκεια έχει ένα προσωρινό, μη βέβαιο χαρακτήρα.
  • Η επιστημονική γνώση βασίζεται σε μεγάλο βαθμό, αλλά όχι απολύτως, στην παρατήρηση, στα πειραματικά δεδομένα και στα τεκμηριωμένα επιχειρήματα.
  • Η επιστημονική γνώση παρότι χαρακτηρίζεται από διάρκεια έχει ένα προσωρινό, αβέβαιο χαρακτήρα και στηρίζεται σε εικασίες.
  • Η επιστημονική γνώση βασίζεται σε μεγάλο βαθμό, αλλά όχι απολύτως, στην παρατήρηση, στα πειραματικά δεδομένα και στα τεκμηριωμένα επιχειρήματα.
  • Δεν υπάρχει "η" μέθοδος για να κάνεις ΦΕ.
  • Άνθρωποι από όλες τις κουλτούρες συνεισφέρουν στο εγχείρημα των ΦΕ.
  • Η νέα γνώση πρέπει να αρθρώνεται με επιχειρήματα και αποδεικτικά στοιχεία και να είναι ανοικτή στην κριτική και τον έλεγχο.
  • Οι παρατηρήσεις αναφορικά με τα φυσικά φαινόμενα εδράζονται στα θεωρητικά πιστεύω των ερευνητών.
  • Η Ιστορία των ΦΕ μας αποκαλύπτει πως την επιστήμη χαρακτηρίζουν εξελικτικές αλλά και ανατρεπτικές περίοδοι.
  • Οι ΦΕ συνυφαίνονται αδιαχώριστα με τις κοινωνικές και πολιτισμικές παραδόσεις.
  • ΦΕ και Νέες Τεχνολογίες αλληλεπιδρούν και επηρεάζονται αμοιβαία.

Όψεις των παραπάνω παραδοχών πρέπει, όταν δίνονται οι κατάλληλες ευκαιρίες, να αναδεικνύονται κατά τη διάρκεια του μαθήματος των Φυσικών Επιστημών και όχι μόνο. Σημαντικές ευκαιρίες προκύπτουν αν στη διδασκαλία τους οι εκπαιδευτικοί αξιοποιούν και κρίσιμα «επεισόδια» από την ιστορία των Φυσικών Επιστημών. Πολλές ευκαιρίες αξιοποίησης για συζητήσεις σχετικές με τη φύση των Φυσικών Επιστημών θα προσφέρει και η μελέτη των βιβλίων του σάκου Επιστήμη.

Δείτε παρακάτω ένα εισαγωγικό βίντεο από συνέντευξη του Richard Feynman (1981) για την "αβεβαιότητα της γνώσης" … με ελληνικούς υπότιτλους

Δείτε ένα τρέιλερ για τα "μυστηριώδη κουτιά" [mystery boxes] από το Μουσείο Επιστημών του Λονδίνου, ως μια δραστηριότητα για τη φύση της επιστήμης και την επιστημονική διερεύνηση (στα αγγλικά)

Δείτε ένα βίντεο για τα "μυστηριώδη κουτιά" [mystery boxes] από το Μουσείο Επιστημών του Λονδίνου, ως μια δραστηριότητα για τη φύση της επιστήμης και την επιστημονική διερεύνηση.Το βίντεο περιγράφει την εφαρμογή της δραστηριότητας σε μία σχολική τάξη, στο The King John School του Essex (στα αγγλικά)

Δείτε ακόμα ένα βίντεο για τα "μυστηριώδη κουτιά" [mystery boxes] από το Μουσείο Επιστημών του Λονδίνου, ως μια δραστηριότητα για τη φύση της επιστήμης και την επιστημονική διερεύνηση.Το βίντεο περιγράφει πώς επεξεργάζονται και διερευνούν τα μυστηριώδη επιστήμονες στην πράξη (στα αγγλικά)

Εκτός αν ορίζεται διαφορετικά, το περιεχόμενο αυτής της σελίδας διανέμεται σύμφωνα με την άδεια Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 License