Οι φυσικές επιστήμες στον εικοστό πρώτο αιώνα: αναπτύσσοντας ένα νέο πρόγραμμα σπουδών για τις φυσικές επιστήμες

Μετάφραση Βαγγέλης Κολτσάκης

Η μελέτη θεμάτων των φυσικών επιστημών παρέχει μια σφαιρική κατανόηση του πώς λειτουργεί η επιστήμη. Κάντε κλικ για μεγέθυνση της εικόνας

Το Σεπτέμβριο του 2006, μετά από μια πιλοτική φάση, εισήχθη ένα νέο εθνικό πρόγραμμα σπουδών για τις φυσικές επιστήμες στην Αγγλία και στην Ουαλία, για μαθητές 14-16 ετών. Η  Jenifer Burden εξηγεί πως αυτό το νέο πρόγραμμα σπουδών επιχειρεί να στραφεί συγχρόνως και στις επιστημονικές ανάγκες όλων των πολιτών και στις επιπρόσθετες ανάγκες των μελλοντικών επιστημόνων. Οι μαθητές στην Αγγλία και στην Ουαλία ακολουθούν ένα υποχρεωτικό εθνικό πρόγραμμα σπουδών μέχρι την ηλικία των 16 ετών. Αυτό το πρόγραμμα σπουδών περιλαμβάνει τη μελέτη των φυσικών επιστημών, ενσωματώνοντας βασικές γνώσεις Βιολογίας, Χημείας και Φυσικής. Από το Σεπτέμβριο του 2006 έχουν γίνει σημαντικές αλλαγές στο πρόγραμμα σπουδών για τις φυσικές επιστήμες.

Όλοι οι μαθητές τώρα ακολουθούν ένα κεντρικό πρόγραμμα σπουδών, ανεξάρτητα από τη μελλοντική τους εξέλιξη στην επιστήμη, με μια έμφαση στην ανάπτυξη του επιστημονικού εγγραμματισμού. Αντίθετα, το προηγούμενο πρόγραμμα σπουδών για αυτές τις ηλικίες στηρίζονταν στις ανάγκες των μαθητών που θα ακολουθούσαν περαιτέρω ακαδημαϊκές σπουδές. Στο νέο σχήμα, οι περισσότεροι μαθητές παρακολουθούν και επιπρόσθετα μαθήματα φυσικών επιστημών, που συζητούνται στη συνέχεια.

Τόσο η καλά τεκμηριωμένη επιδείνωση της αντίληψης των μαθητών της υποχρεωτικής εκπαίδευσης για την επιστήμη όσο και οι αρνητικές τάσεις στις συμπεριφορές των μαθητών απέναντι στο πρόγραμμα σπουδών για τις φυσικές επιστήμες^w1, οδήγησαν στην αναθεώρηση του εθνικού προγράμματος σπουδών. Η σημαντική έκθεση, Beyond 2000 (Πέρα από το 2000) (Millar & Osborne, 1998), οδήγησε στην ανάπτυξη ενός πιλοτικού μοντέλου για μια νέα προσέγγιση του προγράμματος σπουδών. Γνωστό ως Twenty First Century Science (Φυσικές Επιστήμες στον εικοστό πρώτο αιώνα), το μοντέλο αυτό αναπτύχθηκε υπό την εποπτεία της Qualifications and Curriculum Authority (QCA)^w2, της κυβερνητικής υπηρεσίας που είναι αρμόδια για τις ρυθμίσεις στα σχολικά προγράμματα σπουδών της Αγγλίας και της Ουαλίας. Μια μικρή ομάδα, από το University of York Science Education Group και το Nuffield Curriculum Centre, ανέπτυξε το πιλοτικό πρόγραμμα σπουδών και το εκπαιδευτικό υλικό, τα οποία δοκιμάστηκαν σε περισσότερα από 75 σχολεία από το Σεπτέμβριο του 2003. Μετά τον απολογισμό της πιλοτικής εφαρμογής, η QCA ανάπτυξε ένα νέο εθνικό πρόγραμμα σπουδών για την Αγγλία και για την Ουαλία, βασισμένο στο μοντέλο Twenty First Century Science. Είναι ωστόσο σημαντικό να σημειωθεί ότι δεν ακολουθούν όλοι οι μαθητές αυτό το μοντέλο. Αυτή είναι μια από τις εκδοχές του εθνικού προγράμματος σπουδών από τις οποίες μπορούν οι εκπαιδευτικοί να επιλέξουν.

Πως η έκθεση Beyond 2000 επηρέασε το νέο πρόγραμμα σπουδών?

Μια βασική υπόδειξη της έκθεσης Beyond 2000 είναι ότι η υποχρεωτική εκπαίδευση στις φυσικές επιστήμες θα πρέπει να στοχεύσει στον επιστημονικό εγγραμματισμό. Η εκπαίδευση στις φυσικές επιστήμες θεωρείται κατάλληλη για κάθε μαθητή, ανεξάρτητα από τις μελλοντικές του φιλοδοξίες. Αυτή η υπόδειξη δημιούργησε μερικά ερωτήματα κατά το αρχικό στάδιο ανάπτυξης του Twenty First Century Science, όπως:

• Τι σημαίνει «επιστημονικός εγγραμματισμός»?
• Από τι θα μπορούσε να αποτελείται ένα σχολικό πρόγραμμα σπουδών επιστημών σχετικό με τον επιστημονικό εγγραμματισμό?
• Πως μπορούμε, συγχρόνως, να εκπαιδεύουμε τους μελλοντικούς επιστήμονες?

Θα μπορούσαμε να περιγράψουμε τον επιστημονικά εγγραματισμένο άνθρωπο ως αυτόν που:

• εκτιμά αυτά που η επιστήμη έχει να μας πει για τους εαυτούς μας, για τη Γη και για το Σύμπαν;
• αναγνωρίζει την επίδραση της επιστήμης και της τεχνολογίας στην καθημερινή ζωή;
• μετά από πληροφόρηση, παίρνει προσωπικές αποφάσεις για θέματα που έχουν να κάνουν με την επιστήμη, όπως: η υγεία, η ποιότητα του αέρα και η χρήση των ενεργειακών πόρων;
• κατανοεί τα βασικά σημεία δημοσιεύσεων των Μ.Μ.Ε. για θέματα σχετικά με την επιστήμη, και υποδέχεται κριτικά τις πληροφορίες που περιέχονται σε ή πηγάζουν από αυτές τις δημοσιεύσεις;
• συμμετέχει με σιγουριά σε συζητήσεις για θέματα σχετικά με την επιστήμη.

Στην καρδιά του Twenty First Century Science είναι ένα βασικό πρόγραμμα, το οποίο ακολουθούν όλοι οι μαθητές και το οποίο αναπτύσσει γνώσεις και δεξιότητες σχετικές με τους παραπάνω σκοπούς.

Από τι αποτελείται το πρόγραμμα σπουδών στις φυσικές επιστήμες για τη GCSE; GCSE: General Certificate of Secondary Education (βεβαίωση δευτεροβάθμιας γενικής εκπαίδευσης)?

Είναι σαφώς αδύνατη η εμπλοκή με τις επιστήμες χωρίς την κατανόηση κάποιου επιστημονικού περιεχόμενου. Το πρόγραμμα σπουδών για τις φυσικές επιστήμες για τη GCSE περιλαμβάνει βασικά «θέματα φυσικών επιστημών» - τις σημαντικότερες περιπτώσεις επιστημονικής γνώσης (βλ. σχετικό ένθετο). Ένα πρόγραμμα που στοχεύει στον επιστημονικό εγγραμματισμό, θα πρέπει να δίνει έμφαση σε αυτά τα σημαντικά θέματα, και όχι σε ασύνδετες μεταξύ τους λεπτομέρειες, οι οποίες δεν χρειάζονται σε αυτό το επίπεδο και μπορεί να αποθαρρύνουν πολλούς μαθητές να επιδιώξουν περαιτέρω σπουδές στις φυσικές επιστήμες.

Το δεύτερο και εξίσου σημαντικό στοιχείο του επιστημονικού εγγραμματισμού είναι η κατανόηση της φύσης της επιστήμης και του κοινωνικού της πλαισίου, κάτι που αναφέρεται στο πρόγραμμα GCSE Science ως «ιδέες σχετικά με την επιστήμη» (βλ. σχετικό ένθετο). Αυτές είναι οι βασικές ιδέες για το συσχετισμό με την καθημερινή ζωή, αλλά είναι επίσης απαραίτητες βασικές ιδέες για κάθε μελλοντικό επιστήμονα. Για παράδειγμα, η κατανόηση της διάκρισης ανάμεσα  στους συσχετισμούς και στις αιτίες, είναι χρήσιμη τόσο στον πολίτη που διαβάζει ένα άρθρο εφημερίδας σχετικό με τα ευρήματα μιας επιδημιολογικής μελέτης, όσο και στον επιστήμονα που σχεδίασε τη μελέτη. Και οι δυο τους χρειάζονται επίσης κατανόηση των περιορισμών των δεδομένων για να εκτιμήσουν την αξιοπιστία της. Μια νέα επιστημονική απαίτηση μπορεί να εμπλέξει την αμφισβήτηση, και έτσι όλοι μας χρειαζόμαστε να κατανοούμε το πώς οι επιστήμονες αναπτύσσουν θεωρίες και την ικανότητα να αναγνωρίζουμε στοιχεία και να αναπτύσσουμε επιχειρήματα, καθώς και να γνωρίζουμε την επιστημονική κοινότητα και το  σύστημα κρίσεων των εργασιών (peer-reviewing). Τόσο ο πολίτης που παίρνει προσωπικές αποφάσεις, όσο και ο επιστήμονας που προωθεί προτάσεις για κοινωνική πολιτική, στηρίζονται στην κατανόηση του κινδύνου και του πλαισίου μέσα στο οποίο λαμβάνονται αποφάσεις που στηρίζονται στην επιστήμη και στην τεχνολογία.

Είναι ξεκάθαρο ότι οι ασκούμενοι επιστήμονες θα εμπλακούν με ιδέες σχετικές με την επιστήμη βαθύτερα από ότι ένας μη επιστημονικά εγγράμματος άνθρωπος, αλλά στο επίπεδο του GCSE Science, οι μαθητές κερδίζουν μια κατανόηση αυτών των ιδεών, που θα τους είναι χρήσιμη, ανεξάρτητα από τις όποιες μελλοντικές φιλοδοξίες τους.

Το πρόγραμμα GCSE Science διδάσκεται μέσα από μια σειρά μαθημάτων που παρέχουν ευχάριστο και ελκυστικό περιβάλλον στους μαθητές. Απώτερος σκοπός είναι να ενστερνιστούν οι μαθητές το πρόγραμμα αυτό. Αυτή η κατανόηση είναι βασική για όλους τους πολίτες, όχι μόνο για αυτούς που θα συνεχίσουν ως επιστήμονες.

Και σχετικά με τους μελλοντικούς επιστήμονες?

Η μεγάλη πλειοψηφία των μαθητών που ακολουθούν το πρόγραμμα Twenty First Century Science, παρακολουθεί επίσης ένα-δυο επιπρόσθετα μαθήματα, για να ικανοποιηθεί η υπάρχουσα περιέργεια για τον υλικό κόσμο και, σε μερικές περιπτώσεις, επειδή υπάρχει ενδιαφέρον για επιστημινική καριέρα. Καθώς οι βασικές δεξιότητες του επιστημονικού εγγραμματισμού αναπτύσσονται με το πρόγραμμα GCSE Science, έχει αναπτυχθεί μια ποικιλία από επιπρόσθετα μαθήματα, επιτρέποντας τους μαθητές να επιλέξουν αυτά που ταιριάζουν καλύτερα στα ενδιαφέροντά τους. Για μαθητές που ενδιαφέρονται να ακολουθήσουν μια πιο ακαδημαική πορεία, έχει σχεδιαστεί το πρόγραμμα GCSE Additional Science. Οι μαθητές ασχολούνται βαθύτερα με τις επιστημονικές θεωρίες, μελετώντας περισσότερες αρχές και περισσότερα μοντέλα από ότι στο πρόγραμμα GCSE Science. Μερικοί μαθητές μπορεί να επιλέξουν να αφιερώσουν ακόμη μεγαλύτερο μέρος του χρόνου τους στις φυσικές επιστήμες, και να μελετήσουν για ιδιαίτερη πιστοποίηση στη Βιολογία, στη Χημεία ή και στη Φυσική της GCSE. Εναλλακτικά, το επιπρόσθετο πρόγραμμα εφαρμοσμένων φυσικών επιστημών της GCSE, εκτείνεται στην κατανόηση –από τους μαθητές- και ειδικών θεμάτων φυσικών επιστημών, αλλά σε ένα πλαίσιο συνδεμένο με επαγγελματικό προσανατολισμό, με έμφαση στην τεχνική εκπαίδευση, σε πεδία όπως κλάδοι υγείας, γεωργία και επικοινωνίες.

Μαθητές στο κολέγιο Settle, στο North Yorkshire, μελετούν τις βασικές αρχές των χημικών μεταβολών Η φωτογραφία διατέθηκε από το Twenty First Century Science

Η αποτίμηση του προγράμματος σπουδών

Προφανώς ένα αναθεωρημένο πρόγραμμα σπουδών δεν μπορεί να έχει μια ουσιαστική επίδραση αν, συγχρόνως, δεν αναπτυχθεί και ένα κατάλληλο σύστημα αξιολόγησης, σύμφωνο με τους σκοπούς του κάθε μαθήματος του προγράμματος. Η πιο καινοτόμα ανάπτυξη συστήματος αποτίμησης στο πρόγραμμα  Twenty First Century Science είναι αυτή στα μαθήματα επιπέδου GCSE. Ο σχεδιασμός εργαλείων αποτίμησης του επιστημονικού εγγραμματισμού των μαθητών αποτελεί πρόκληση, και γίνεται πολλή δουλειά πάνω σε αυτό. Παρ’ όλα αυτά, σημαντική δουλειά έχει γίνει και κατά την περίοδο της πιλοτικής εφαρμογής. Περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την αποτίμηση του προγράμματος υπάρχουν στο δικτυακό του τόπο^w3.

Πόσο αποτελεσματικό είναι το νέο πρόγραμμα σπουδών?

Τέτοιου εύρους αλλαγές σε ένα πρόγραμμα σπουδών, απαιτούν σημαντικές επενδύσεις, τουλάχιστον από τους εκπαιδευτικούς, που θα πρέπει να υλοποιήσουν νέα μαθήματα στα σχολεία τους. Απαιτούνται ισχυρά κίνητρα για να επιχειρηθεί μια τέτοια αλλαγή.

Καθώς το νέο πρόγραμμα σπουδών εισήχθη στα σχολεία της Αγγλίας και της Ουαλίας μόλις το Σεπτέμβριο του 2006, είναι πολύ νωρίς ακόμη για να αποτιμήθούν τα ευρείας κλίμακας αποτελέσματά του. Παρ’ όλα αυτά, είναι πολύ θετική η ανατροφοδότηση από τους εκπαιδευτικούς που ενεπλάκησαν από το 2003 στην πιλοτική εφαρμογή του Twenty First Century Science (βλ. σχετικό ένθετο).  Έχει πραγματοποιηθεί και μια ανεξάρτητη αξιολόγηση της πιλοτικής εφαρμογής και, περισσότερες σχετικές πληροφορίες θα προστεθούν στο δικτυακό τόπο του πρότζεκτ, όταν θα είναι διαθέσιμες.

Αναφορές

Millar R, Osborne J (1998) Beyond 2000: Science Education for the Future. London, UK: King’s College

Η αναφορά είναι διαθέσιμη στο δικτυακό τόπο του King’s College London.

Αναφορές στο διαδίκτυο

w1 –Για πληροφορίες σχετικά με τη μελέτη ROSE σχετικά με τις στάσεις των μαθητών για τις φυσικές επιστήμες, βλ.:

Sjøberg S, Schreiner C (2006) How do students perceive science and technology? Science in School 1: 66-69.

και τον δικτυακό τόπο της μελέτης ROSE.

w2 – Qualifications and Curriculum Authority (QCA)

w3 – Δικτυακός τόπος του Twenty First Century Science

Σημείωμα από την εκδότρια

Θα ήταν ιδιαίτερα ενδιαφέρον να μας πείτε για νέα πειραματικά προγράμματα σπουδών αλλού στην Ευρώπη. Έχει επιχειρηθεί στη χώρα σας κάποιο ριζικά διαφορετικό πρόγραμμα σπουδών; Πόσο καλά λειτούργησε; Ποια η γνώμη των εκπαιδευτικών και ποια των μαθητών για αυτό; Τι δυσκολίες παρουσιάστηκαν στη φάση εισαγωγής του και πως αυτές αντιμετωπίστηκαν; Ενδιαφερόμαστε ιδιαίτερα για τις απόψεις των εκπαιδευτικών για τα νέα προγράμματα σπουδών.

Η Jenifer Burden είναι συν-διευθύντριατου Twenty First Century Science, μεέδραστο University of York Science Education Group. Email: jb56@york.ac.uk