ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟΣ ΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ

ΕΠΙΜΕΡΟΥΣ ΣΤΟΧΟΙ ΚΑΙ ΔΕΞΙΟΤΗΤΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟΥ ΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ

Ο απόφοιτος του ΣΔΕ θα πρέπει:

·       να έχει εξοικειωθεί με το φυσικό κόσμο, αναγνωρίζοντας τόσο την ποικιλία του, όσο και την αρμονία του (τη δυνατότητα να περιγραφεί με μερικές απλές αρχές και νόμους)

·       να κατανοεί τη φύση των Φυσικών Επιστημών και της Τεχνολογίας (τις βασικές έννοιες και αρχές των Φυσικών Επιστημών και της Τεχνολογίας και πώς αυτές αναπτύχθηκαν στο πέρασμα των αιώνων)

·       να εξηγεί πώς οι Φυσικές Επιστήμες μελετούν και περιγράφουν τον κόσμο και πώς η Τεχνολογία συνεχώς τον τροποποιεί

·       να αποκτήσει συνείδηση των βασικών τρόπων με τους οποίους αλληλοεξαρτώνται οι Φυσικές Επιστήμες, τα Μαθηματικά και η Τεχνολογία

·       να γνωρίζει ότι οι Φυσικές Επιστήμες και η Τεχνολογία είναι κατακτήσεις του ανθρώπου και ότι αυτό αντανακλάται τόσο στην ισχύ τους, όσο και στα όριά τους

·       να έχει εκτεθεί και εν μέρει κατακτήσει τον επιστημονικό τρόπο σκέψης: διατύπωση ερευνητικού ερωτήματος, αναγνώριση των παραμέτρων από τις οποίες εξαρτάται ένα πρόβλημα ή φαινόμενο, πειραματικός έλεγχος, συλλογή δεδομένων, ανάλυση και ερμηνεία των αποτελεσμάτων εξαγωγή συμπερασμάτων

·       να έχει εκτεθεί και εν μέρει κατακτήσει την τεχνολογική ικανότητα: τις νοητικές και πρακτικές δεξιότητες που απαιτούνται προκειμένου να μπορεί να αποφασίζει, να σχεδιάζει, να προγραμματίζει, να οργανώνει και να υλοποιεί την κατασκευή ενός προϊόντος ή ενός έργου

·       να χρησιμοποιεί την επιστημονική γνώση και τον επιστημονικό τρόπο σκέψης για προσωπικούς και κοινωνικούς σκοπούς

·       να έχει επεξεργαστεί θέματα τα οποία διατρέχουν τις Φυσικές Επιστήμες και την Τεχνολογία και φανερώνουν τον τρόπο με τον οποίο ο κόσμος λειτουργεί

·       να έχει αντιληφθεί τον ρόλο των Φυσικών Επιστημών και της Τεχνολογίας στην κοινωνία και στις ζωές των ανθρώπων

·       να μπορεί να εντοπίζει στο γύρω κόσμο τις καλές/κακές ? για το κοινωνικό σύνολο ? χρήσεις της Τεχνολογίας και να διατυπώνει σχετικά επιχειρήματα για το πώς μπορεί να επιτυγχάνονται/αποφεύγονται.

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟΥ ΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ

Οι Φυσικές Επιστήμες και η Τεχνολογία αποτελούν πεδία με ένα τεράστιο όγκο συσσωρευμένων γνώσεων. Στα πλαίσια του ΣΔΕ ? με δύο χρόνια σπουδών και περιορισμένο αριθμό ωρών ανά εβδομάδα για κάθε γνωστικό αντικείμενο ? θεωρούμε ότι δεν είναι δυνατή η συστηματική κάλυψη αυτών των αντικειμένων. Γι? αυτό και σύμφωνα με το σκοπό του συγκεκριμένου γνωστικού αντικειμένου (για τον επιστημονικό γραμματισμό) που διατυπώσαμε παραπάνω, θα επιδιώξουμε κατ? αρχήν τη δημιουργία θετικής στάσης των μαθητών ως προς τις Φυσικές Επιστήμες και την Τεχνολογία και ακολούθως την καλλιέργεια κάποιων δεξιοτήτων (νοητικών και πρακτικών) που θα τους επιτρέψουν να κατανοήσουν βασικές αρχές και έννοιες αυτών των πεδίων. Συγκεκριμένα προτείνονται οι παρακάτω θεματικές ενότητες, από τις οποίες θα αντληθούν τα θέματα που θα συζητηθούν και μελετηθούν, ανάλογα αφενός με το πρωτότυπο υλικό που θα συγκεντρωθεί και αφετέρου με τα ενδιαφέροντα και τις ικανότητες των συμμετεχόντων στο ΣΔΕ. Για τη διατύπωση αυτών των προτάσεων έχουν ληφθεί υπόψη οι αντίστοιχες προτάσεις για τον επιστημονικό γραμματισμό της AAAS και του αντίστοιχου αναλυτικού προγράμματος της Αγγλίας.

·     Η δομή και η εξέλιξη του σύμπαντος, με έμφαση στην ομοιότητα των υλικών (σωματίων) και των δυνάμεων που απαντώνται σε κάθε σημείο του: ο καθοριστικός ρόλος μικρού αριθμού νόμων (βαρύτητα, διατήρηση της ενέργειας) στη διαμόρφωση και λειτουργία του σύμπαντος.

·     Τα γενικά χαρακτηριστικά του πλανήτη Γη, όπως η θέση του στο σύμπαν, η κίνησή του, οι απαρχές του, και οι πηγές του: οι δυνάμεις βάσει των οποίων η επιφάνειά του αρχικά διαμορφώθηκε και έκτοτε συνεχώς μεταβάλλεται και μετασχηματίζεται, οι ανθρωπογενείς επιδράσεις στην επιφάνειά του και στην ατμόσφαιρά του (π.χ. ο τρόπος με τον οποίο οι πεδιάδες, οι ωκεανοί και οι ποταμοί, το κλίμα και οι φυσικές πηγές έχουν επηρεαστεί από το πού και πώς οι άνθρωποι ζουν).

·     Οι βασικές έννοιες που σχετίζονται με την «ύλη», την ενέργεια, τη δύναμη και την κίνηση: η παρουσίασή τους με μοντέλα προκειμένου να εξηγηθεί η τεράστια ποικιλία διαφορετικών φυσικών φαινομένων από τη γέννηση των άστρων μέχρι τη συμπεριφορά των κυττάρων.

·     Το περιβάλλον των διαφόρων οργανισμών: η τεράστια ποικιλία τους και η εκπληκτική ομοιότητα της δομής και λειτουργίας των κυττάρων τους, η αλληλεξάρτηση των ειδών μεταξύ τους και με το περιβάλλον τους, και η ροή «ύλης» και ενέργειας στους κύκλους της ζωής.

·     Η βιολογική εξέλιξη: ως έννοια που βασίζεται σε εκτεταμένες γεωλογικές και βιολογικές ενδείξεις, ως εξήγηση για τηνποικιλία και την ομοιότητα των μορφών ζωής και ως κεντρική αρχή οργάνωσης όλης της βιολογίας.

·     Ο ανθρώπινος κύκλος ζωής σε όλα του τα στάδια από τη γέννηση έως την πλήρη ωριμότητα: οι παράγοντες που συμβάλλουν στη γέννηση ενός υγιούς παιδιού έως την πλήρη ανάπτυξη του ανθρώπινου δυναμικού.

·     Η βασική δομή και λειτουργία του ανθρώπινου σώματος: ένα σύνθετο σύστημα κυττάρων και οργάνων που εξυπηρετούν τις βασικές λειτουργίες: α) της αξιοποίησης της ενέργειας που περικλείεται στις τροφές, β) του μηχανισμού άμυνας στους τραυματισμούς, γ) του εσωτερικού συντονισμού σε ένα ενιαίο σύνολο και δ) της αναπαραγωγής.

·     Η φυσική και νοητική υγεία του ανθρώπου: προκύπτει από την αλληλεπίδραση βιολογικών, φυσιολογικών, ψυχολογικών, κοινωνικών, οικονομικών, πολιτισμικών και περιβαλλοντικών παραγόντων (π.χ. τροφή, άσκηση, φάρμακα, ποιότητα του αέρα και του νερού).

·     Η φύση της Τεχνολογίας: η αλληλεπίδραση των Φυσικών Επιστημών και της Τεχνολογίας, η αλληλεπίδραση της Τεχνολογίας και της κοινωνίας, οι οικονομικές, κοινωνικές, ηθικές και αισθητικές διαστάσεις της Τεχνολογίας, οι διαδικασίες που μεσολαβούν από την αρχική σύλληψη και το σχεδιασμό ενός προϊόντος έως την τελική παρουσίασή του στους αποδέκτες.

Το επιθυμητό είναι να μελετηθούν όσο το δυνατόν περισσότερες από τις παραπάνω θεματικές ενότητες, προκειμένου να γίνει αντιληπτός ο τρόπος ανάλυσης και μελέτης των διαφόρων όψεων του φυσικού και του τεχνητού κόσμου. Οι βασικοί άξονες μελέτης και ανάλυσης όλων αυτών των ενοτήτων, θα μπορούσε να είναι:

Α. Τα συστήματα.Ένα σύστημα είναι μια συγκέντρωση πραγμάτων και διαδικασιών (συχνά και ανθρώπων) που αλληλεπιδρούν προκειμένου να εκτελέσουν μια λειτουργία. Η μελέτη ενός συστήματος συνεπάγεται συστηματική καταγραφή και γνώση των δεδομένων που εισάγονται στο σύστημα, των προϊόντων που εξάγονται

από το σύστημα και των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των συνιστωσών του συστήματος.

Η δυνατότητα να συλλαμβάνει κανείς το σύνολο σε σχέση με τα μέρη από τα οποία αποτελείται, όπως επίσης και να συνειδητοποιεί τον τρόπο με τον οποίο τα μέρη ενός συστήματος σχετίζονται μεταξύ τους ώστε να δώσουν ένα ενιαίο σύνολο (π.χ. ηλιακό σύστημα, κυκλοφοριακό σύστημα, οδικό σύστημα, πεπτικό σύστημα, πολιτικό σύστημα κτλ.), αποτελεί υψηλής τάξης γνωστική ικανότητα.

Β. Τα μοντέλα.Αποτελούν εργαλεία για τη διευκόλυνση της μάθησης πραγμάτων στα οποία υποτίθεται ότι μοιάζουν. Φυσικά μοντέλα είναι οι κούκλες, τα αυτοκινητάκια, οι μακέτες ενός τεχνικού έργου. Η χρησιμότητα των εννοιολογικών μοντέλων εξαρτάται από την ικανότητα του ανθρώπου να φαντάζεται ότι κάτι που δεν καταλαβαίνει είναι κατά κάποιο τρόπο όμοιο με κάτι που καταλαβαίνει. Οι απεικονίσεις, οι μεταφορές και οι αναλογίες, οι προσομοιώσεις είναι μέρος της επιστήμης, όπως και η επαγωγική λογική.

Γ. Σταθερότητα και αλλαγή. Παρατηρούνται συνεχώς στη φύση και στο κατασκευασμένο περιβάλλον. Η φύση υπόκειται σε συνεχείς μεταβολές (ιδίως στη μεγάλη κλίμακα του χρόνου), ενώ ταυτόχρονα υπακούει σε νόμους που παραμένουν σταθεροί (νόμοι διατήρησης της μάζας, της ενέργειας, του ηλεκτρικού φορτίου). Επί-

σης, συχνά στη φύση διαπιστώνονται καταστάσεις που χαρακτηρίζονται από σταθερότητα (όπως ισορροπία, διατήρηση, σταθερή κατάσταση, σταθερότητα, συμμετρία).

Παράλληλα, η Τεχνολογία αφενός τροποποιεί το περιβάλλον και δημιουργεί μεταβολές (χάραξη δρόμων, οικοδόμηση περιοχών κτλ.) και αφετέρου προσπαθεί να

ελέγξει κάποιες φυσικές μεταβολές (υποστυλώσεις μνημείων, δημιουργία φραγμάτων κτλ.). Είναι πολύ σημαντικό κατά τη μελέτη ενός θέματος να μπορεί κάποιος να εντοπίσει τόσο τις διαδικασίες που χαρακτηρίζονται από μεταβολή, όσο και τις καταστάσεις που παραμένουν αμετάβλητες.

Δ. Κλίμακες. Οι περισσότερες μεταβλητές στη φύση (μέγεθος, απόσταση, βάρος, θερμοκρασία κτλ.) εμφανίζουν εντυπωσιακές μεταβολές στο μέγεθός τους. Γι? αυτό

το λόγο συχνά παρουσιάζεται η ανάγκη, προκειμένου να μπορέσουμε να μελετήσουμε ένα φαινόμενο, να πρέπει να αλλάξουμε κλίμακα μέτρησης των μεταβλητών του. Είναι ενδιαφέρον το γεγονός να συνειδητοποιήσει κάποιος ότι ο τρόπος με τον οποίο λειτουργούν τα πράγματα αλλάζει, όταν μεταβάλλεται η κλίμακα. Πολλές φορές, η αλλαγή της κλίμακας επιτρέπει τη μελέτη καταστάσεων και φαινομένων που λειτουργούν πολύ διαφορετικά από εκείνα των διαστάσεων του δικού μας κόσμου.