Διδακτικές αναλογίες και εννοιολογική αλλαγή: ορόλος της προϋπάρχουσας γνώσης στην κατανόηση αντι-διαισθητικών επιστημονικών εξηγήσεων μέσα από τη χρήση διδακτικών αναλογιών

Previous research on instructional analogies used in scientific texts explaining counter-intuitive scientific information, meaning that they are in complete contradiction to their everyday experiences, has shown that they can promote the learning process. High correlation was found between the readers’ prior knowledge and the positive effects of the analogy since the participants with more sophisticated prior knowledge showed better understanding of the analogies and learning improvement in the posttest. Unexpectedly, however, there were participants with naive prior knowledge who showed complete understanding of the analogies used and also participants who, although they understood the analogy, did not show learning improvement in the posttest. These findings led to an interview study, which investigated in greater detail the relations between prior knowledge, analogy understanding and acceptance of the scientific explanation presented in texts. The participants of the study were 3^rd and 5^th grade elementary school students. We used an open-ended questionnaire, which investigated students’ knowledge about the Earth and the day/night cycle and two explanatory texts. One text explained the day/night cycle using an instructional analogy, while the other gave the scientific explanation of day/night cycle without the use of the analogy. We hypothesized that the understanding the scientific explanation and the analogy requires an improved, sophisticated prior knowledge of the Earth as a spherical astronomical object that is guided by sophisticated ontological and epistemological beliefs. The results of the study confirmed our hypothesis and showed that even when the scientific explanation is understood −a process facilitated by the use of instructional analogies− it is significantly difficult for the students to accept the scientific explanations when these are counter-intuitive and in complete contradiction to their everyday experiences and their epistemological beliefs are not sophisticated but prevented by the belief that “things are as they appear to be”. Consequently, it appears that additional educational practices can be used to reinforce the positive outcomes of the instructional analogies.  

Προηγούμενες έρευνες έδειξαν ότι οι αναλογίες που χρησιμοποιούνται σε κείμενα για την διδασκαλία αντι-διαισθητικών επιστημονικών εξηγήσεων, που έρχονται δηλαδή σε πλήρη αντίθεση με τα αισθητηριακά δεδομένα, μπορούν να έχουν θετικές επιδράσεις στη μάθηση. Υποστηρίχθηκε ότι υπάρχει ισχυρή συσχέτιση ανάμεσα στην προϋπάρχουσα γνώση των μαθητών και τα οφέλη που προκύπτουν από τις αναλογίες, αφού συμμετέχοντες με προχωρημένη προϋπάρχουσα γνώση κατανόησαν καλύτερα τις αναλογίες και στον μεταέλεγχο έδωσαν απαντήσεις που ήταν πιο κοντά στην επιστημονική. Παραδόξως όμως, στις έρευνες αυτές υπήρξαν συμμετέχοντες με αφελή προϋπάρχουσα γνώση, που κατανόησαν τις αναλογίες, αλλά και συμμετέχοντες που ενώ κατανόησαν τις αναλογίες, δεν βελτίωσαν τις εξηγήσεις τους στον μεταέλεγχο. Τα ευρήματα αυτά οδήγησαν στη διεξαγωγή έρευνας που στόχο είχε να διερευνήσει περαιτέρω μέσω συνεντεύξεων τη σχέση μεταξύ προϋπάρχουσας γνώσης, κατανόησης της αναλογίας και αποδοχής της επιστημονικής εξήγησης, όταν αυτή δίνεται μέσα από κείμενα που είτε χρησιμοποιούν είτε όχι διδακτικές αναλογίες. Στην έρευνα συμμετείχαν μαθητές της 3ης και 5ης δημοτικού. Χρησιμοποιήσαμε ένα ανοικτού τύπου ερωτηματολόγιο για τη διερεύνηση των γνώσεων των μαθητών σχετικά με τη Γη και την εναλλαγή μέρας/νύχτας και δύο επεξηγηματικά κείμενα. Το ένα εξηγούσε την εναλλαγή μέρας/νύχτας χρησιμοποιώντας μία αναλογία, ενώ το άλλο έδινε την ίδια εξήγηση χωρίς αναλογία. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι για την κατανόηση της επιστημονικής εξήγησης και της αναλογίας προαπαιτείται η κατανόηση της έννοιας της Γης ως ένα σφαιρικό αστρονομικό σώμα που περιλαμβάνει προχωρημένες οντολογικές και αναπαραστασιακές πεποιθήσεις σχετικά με τη Γη. Επιπλέον φάνηκε ότι, ακόμη και αν γίνει κατανοητή η επιστημονική εξήγηση για την εναλλαγή μέρας/νύχτας −κάτι το οποίο διευκολύνεται με τη χρήση διδακτικών αναλογιών−  είναι εξαιρετικά δύσκολο για τους μαθητές να αποδεκτούν μία επιστημονική αντι-διαισθητική εξήγηση, εφόσον οι επιστημολογικές τους πεποιθήσεις δεν είναι προωθημένες, ώστε να τους επιτρέπουν να κατανοήσουν ότι τα πράγματα δεν είναι πάντα όπως τα βλέπουμε με τα μάτια μας. Ως εκ τούτου φαίνεται να απαιτείται η χρήση επιπλέον διδακτικών μεθόδων που θα μπορέσουν να ενισχύσουν τα οφέλη των αναλογιών στη μάθηση.