Facilitating Primary Student Teachers’ Development of Critical Thinking Through a Nanotechnology Module

Spyrtou, Anna; Μάνου, Λεωνίδας; Peikos, George; Zachou, Panagiota

doi:10.1007/978-3-030-20954-4_10

Cited by 4 publications

(4 citation statements)

References 22 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…It is stated that students need to develop their nanoliteracy in order to come up with everyday issues arising from NST applications, taking informed decisions and estimating the potential risks and benefits [18,22]. Students' understanding about microscale, and dimensionality was improved as a result of using the Atomic Force Microscope (AFM) with a haptic interface [6].…”

Section: Nanoscience and Nanotechnology In Educationmentioning

confidence: 99%

Teaching learning sequence for the introduction of superhydrophobicity in secondary education

Pelekas,

Hatzikraniotis

2023

Proceedings of 11th International Conference of the Balkan Physical Union — PoS(BPU11)

View full text Add to dashboard Cite

Many biological surfaces are known for their micro-and nanoscale structures, which combined with their hierarchical properties lead to superhydrophobic surfaces. The lotus leaf is the most studied leaf surface that exhibits superhydrophobicity. The knowledge gained by examining its leaf properties helps scientists design superhydrophobic surfaces that benefit humanity on a daily basis. Therefore, there is a necessity to update school science curricula by integrating nanotechnology-related concepts that are both relevant and meaningful to students. This work suggests a proposal for the introduction of superhydrophobicity in secondary education through the development of a teaching learning sequence. Through the MER methodology, the scientific content is analyzed and transformed into a content structure for instruction, defining the learning objectives of each unit through the 5E Instructional Model and considering the difficulties and misconceptions that students may have. The implementation of the educational reconstruction will be presented considering all the parameters involved in the learning process.

show abstract

Section: Nanoscience and Nanotechnology In Educationmentioning

confidence: 99%

Teaching learning sequence for the introduction of superhydrophobicity in secondary education

Pelekas,

Hatzikraniotis

2023

Proceedings of 11th International Conference of the Balkan Physical Union — PoS(BPU11)

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Such public attitudes, in the case of NST, are sought to be prevented by creating a literate population on nanoscale issues, an effort that starts at an early age [9,27]. With the introduction of NST, primary school students have the opportunity to develop reasoning skills about balancing the risks and benefits of the products they utilize in their everyday lives [28].…”

Section: Educational Significance Of Nst: a Review Of The Literaturementioning

confidence: 99%

Educational Significance of Nanoscience–Nanotechnology: Primary School Teachers’ and Students’ Voices after a Training Program

2021

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Most of the modern technological applications we use in our daily life originate from the progress of Nanoscience–Nanotechnology (NST). The projection, showing the great impact that these advances are going to have on society, exhorts science education researchers to incorporate the modern field into educational contexts. Among the several issues that have to be dealt with, NST’s educational significance comes to the fore. This pilot study aims to examine whether both nano-trained primary school teachers and nano-trained students acknowledge the need for the inclusion of the NST content to school contexts. Fourteen primary school teachers and ten students, after their participation in an NST training course, were interviewed in order to provide their justifications. The results show that the vast majority of the participants acknowledge the educational significance of NST. The main arguments were associated with career possibilities, the relevance of the content to everyday life, and the need for nanoliteracy attainment. The results of this study can be used by NST education researchers in order to formulate a NST content structure for primary school nanoeducation.

show abstract

“…Δίνεται η ευκαιρία στους μαθητές να αποκτήσουν γνώση για τον φυσικό και τεχνολογικό κόσμο που ζουν, να γίνουν μάρτυρες των σύγχρονων επιτευγμάτων της επιστήμης και της τεχνολογίας, του πώς η κοινωνία θα τα υποδεχτεί και να αναπτύξουν επιχειρήματα σχετικά με την αποδοχή ή την απόρριψη μίας καινοτομίας. Αυτό το τελευταίο σχετίζεται με την ανάπτυξη της κριτικής σκέψης των μαθητών και προβάλλεται ως επιχείρημα για την εισαγωγή της Ν-ΕΤ στην εκπαίδευση (Spyrtou, Manou, Peikos, & Zachou, 2019). Επιπλέον, υποστηρίζεται ότι η πλοκή του περιεχομένου της Ν-ΕΤ με αυτή των εφαρμογών έχει τη δυναμική να αυξήσει το ενδιαφέρον και την εμπλοκή τους στη μάθηση.…”

Section: μεγάληunclassified

“…Αναφορικά με τις κοινωνικές επιπτώσεις της Ν-ΕΤ, θεωρείται ότι μπορεί να βοηθήσει τους μαθητές να αντιληφθούν ότι οι επιστήμονες και μηχανικοί της νανοκλίμακας συνεκτιμούν και τις κοινωνικές συνέπειες κατά το σχεδιασμό διατάξεων και συστημάτων στη νανοκλίμακα. Τέλος, οι πολλαπλές εφαρμογές της Ν-ΕΤ μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως όχημα ώστε να αντιληφθούν οι μαθητές επιπλέον χαρακτηριστικά της φύσης του πεδίου, κυρίως αυτά που έχουν να κάνουν με την πόλυ-/δι-επιστημονικότητα Spyrtou et al, 2019;Stevens et al, 2009;Blonder & Sakhnini, 2015).…”

Section: μεγάληunclassified

Ανάπτυξη Και Αξιολόγηση Διδακτικών Μαθησιακών Σειρών Για Την Εκπαίδευση Εκπαιδευτικών Στη Νανοτεχνολογία

Μάνου¹

View full text Add to dashboard Cite

Η Νανοεπιστήμη-Νανοτεχνολογία (Ν-ΕΤ) θεωρείται ένα αναδυόμενο πεδίο έρευνας στην κατεύθυνση της ανάπτυξης νέων υλικών με απώτερο στόχο τη δημιουργία σύγχρονων εφαρμογών που θα βελτιώσουν την ποιότητα ζωής του ανθρώπου. Αυτές οι εφαρμογές έχουν ήδη εισβάλλει στην αγορά και πολλά από τα προϊόντα χρησιμοποιούνται από τους πολίτες. Συνεπακόλουθα, δημιουργείται η ανάγκη για νανο-εγγράμματους πολίτες οι οποίοι καλούνται να αναπτύξουν μία ενημερωμένη στάση απέναντι στις νέες εξελίξεις. Για το λόγο αυτό η εισαγωγή της Ν-ΕΤ στην εκπαίδευση προβάλλεται ως αναγκαιότητα. Σημαντικό ρόλο στο εγχείρημα αυτό διαδραματίζουν οι εκπαιδευτικοί. Ωστόσο, η πλειοψηφία των εν ενεργεία εκπαιδευτικών υποχρεωτικής εκπαίδευσης δεν είχαν την ευκαιρία να μάθουν για το νέο αυτό πεδίο έρευνας όταν φοιτούσαν στο σχολείο ή κατά τη διάρκεια των ακαδημαϊκών σπουδών τους. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να είναι δύσκολο για αυτούς να διδάξουν ένα νέο πεδίο για το οποίο κατέχουν ελάχιστη έως μηδαμινή γνώση. Επιπλέον, οι ίδιοι υποστηρίζουν ότι το ισχύον αναλυτικό πρόγραμμα περιλαμβάνει από μία μεγάλη ποσότητα γνωστικού φορτίου και φαίνονται απρόθυμοι να εισάγουν ένα νέο περιεχόμενο στους μαθητές τους. Ειδικότερα, οι εκπαιδευτικοί της α/θμιας εκπαίδευσης είναι υπεύθυνοι για την εκπαίδευση των μαθητών τους σε πολλαπλά θεματικά πεδία (γλώσσα, ιστορία, μαθηματικά), που σημαίνει ότι οι ίδιοι δεν έχουν εξειδικευτεί σε συγκεκριμένο πεδίο των Φ.Ε. Η παρούσα διατριβή προέκυψε ως απόκριση στις σύγχρονες προκλήσεις της Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών (ΦΕ), περί της εισαγωγής του αναδυόμενου πεδίου της Νανοεπιστήμης-Νανοτεχνολογίας (Ν-ΕΤ) στην εκπαίδευση. Λαμβάνοντας υπόψη τον κρίσιμο ρόλο των εκπαιδευτικών για την επιτυχία του εγχειρήματος αυτού, η διατριβή επικεντρώνεται στο να μελετήσει ζητήματα που αφορούν την εκπαίδευση εκπαιδευτικών α/θμιας εκπαίδευσης σε έννοιες και φαινόμενα της Ν-ΕΤ. Συγκεκριμένα, το επίκεντρο στράφηκε σε τρεις κατευθύνσεις: (α) στον καθορισμό του περιεχομένου και τον διδακτικό μετασχηματισμό του, (β) στην ανάδειξη των αρχικών απόψεων των εκπαιδευτικών για το εν λόγω περιεχόμενο, (γ) στη μελέτη της κατανόησης των εκπαιδευτικών, κατόπιν επιμόρφωσής τους, στο περιεχόμενο της Ν-ΕΤ. Η έρευνα δομήθηκε σε τρεις φάσεις. Κατά την πρώτη φάση, εφαρμόστηκε η πρώτη Διδακτική Μαθησιακή Σειρά (ΔΜΣ1-πιλοτική εφαρμογή) Ν-ΕΤ σε τέσσερις εν ενεργεία εκπαιδευτικούς α/θμιας εκπαίδευσης. Στόχος ήταν να καταγραφούν προβλήματα κατανόησης και γενικότερα ζητήματα (π.χ. την εφαρμοσιμότητα του εκπαιδευτικού υλικού) της εκπαίδευσης των συμμετεχόντων στη Ν-ΕΤ. Η δεύτερη φάση είχε ως στόχο να συλλεχθούν και να αναλυθούν οι αρχικές απόψεις ενός μεγάλου αριθμού μελλοντικών και εν ενεργεία εκπαιδευτικών α/θμιας εκπαίδευσης για το περιεχόμενο της Ν-ΕΤ. Στην τρίτη φάση έλαβαν μέρος δεκατρείς εκπαιδευτικοί με στόχο να μελετηθεί η κατανόηση των συμμετεχόντων στο σύγχρονο περιεχόμενο. Τα δύο προγράμματα εκπαίδευσης (πρώτη και τρίτη φάση) διακρίνονταν από κοινή δομή. Δηλαδή οι συμμετέχοντες εκπαιδευτικοί πρώτα επιμορφώθηκαν στο περιεχόμενο της Ν-ΕΤ και στη συνέχεια κλήθηκαν οι ίδιοι να διδάξουν το περιεχόμενο της Ν-ΕΤ στους μαθητές τους. Στα πλαίσια της επιμόρφωσης των εκπαιδευτικών της πρώτης και τρίτης φάσης σχεδιάστηκαν δύο Διδακτικές Μαθησιακές Σειρές (ΔΜΣ) με περιεχόμενο Ν-ΕΤ. Προκειμένου να σχεδιαστούν οι δύο ΔΜΣ ελήφθησαν υπόψη προτάσεις σχετικές με τον καθορισμό του περιεχομένου της Ν-ΕΤ στις τρεις βαθμίδες εκπαίδευσης και επισημάνσεις της βιβλιογραφίας αναφορικά με τη διδασκαλία και τη μάθηση του σύγχρονου περιεχομένου. Κατόπιν διδακτικού μετασχηματισμού, ο πυρήνας του περιεχομένου στο οποίο επιμορφώθηκαν οι εκπαιδευτικοί δομήθηκε από πέντε έννοιες ή Μεγάλες Ιδέες της Ν-ΕΤ: «το μέγεθος και την κλίμακα», «τις ιδιότητες που εξαρτώνται από το μέγεθος», «τα όργανα και την οργανολογία», «τα μοντέλα και τις προσομοιώσεις» και την «Επιστήμη-Τεχνολογία-Κοινωνία». Ως μέσα συλλογής δεδομένων και για τις τρεις φάσεις χρησιμοποιήθηκε ένα γραπτό ερωτηματολόγιο και οι σημειώσεις του ερευνητή. Το γραπτό ερωτηματολόγιο που χρησιμοποιήθηκε στην πρώτη φάση τροποποιήθηκε και εφαρμόστηκε στη δεύτερη και τρίτη φάση της έρευνας. Οι γραπτές σημειώσεις του ερευνητή χρησίμευσαν ώστε να αναδειχτούν τα προβλήματα συμπλήρωσης του ερωτηματολογίου, οι δυσκολίες χειρισμού του εκπαιδευτικού υλικού, οι ανάγκες των εκπαιδευτικών αναφορικά με την εκπαίδευσή τους στο περιεχόμενο κτλ. Η μέθοδος ανάλυσης των δεδομένων ήταν η ανάλυση του περιεχομένου.Τα αποτελέσματα της πρώτης φάσης της έρευνας θεωρούνται ενθαρρυντικά ως προς την κατανόηση των όψεων του διδακτικά μετασχηματισμένου περιεχομένου από τους εκπαιδευτικούς. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι συμμετέχοντες εκπαιδευτικοί απέκτησαν κατανόηση για τη φύση του πεδίου της Ν-ΕΤ, το μέγεθος και την κλίμακα, τις εφαρμογές του σύγχρονου πεδίου στην καθημερινή ζωή κτλ. Παρόλα αυτά, παρατηρήθηκαν ασάφειες όσον αφορά άλλες έννοιες όπως τη νανοκλίμακα. Επιπλέον, σημειώθηκαν οι δυσκολίες των συμμετεχόντων να χειριστούν τμήματα του εκπαιδευτικού υλικού και επισημάνσεις τους το περιεχόμενο της ΔΜΣ να εμπλουτιστεί με νέα παραδείγματα. Τα αποτελέσματα της δεύτερης φάσης ανέδειξαν ότι οι (μελλοντικοί και εν ενεργεία) εκπαιδευτικοί α/θμιας εκπαίδευσης κατέχουν εναλλακτικές ιδέες για τις έννοιες και τα φαινόμενα της Ν-ΕΤ. Ειδικότερα και αναφορικά με το πώς οι συμμετέχοντες νοηματοδοτούν τη Ν-ΕΤ, φάνηκε ότι η πλειοψηφία των συμμετεχόντων επικεντρώνεται στο μέγεθος και στη κλίμακα και στις σύγχρονες εφαρμογές προκειμένου να περιγράψει το νέο πεδίο. Ωστόσο, οι αναφορές αυτές χαρακτηρίστηκαν από παρανοήσεις ή ασάφεια. Αναφορικά με τα φαινόμενα της φύσης, που σχετίζονται με τη τοπογραφία στη μίκρο- και νάνο- κλίμακα, τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι ερμηνείες βασίζονται στην αισθητηριακή αντίληψη ή/και στην καθημερινή εμπειρία και βρίσκονται μακριά από την επιστημονική άποψη. Τα αποτελέσματα της τρίτης φάσης της έρευνας ήταν θετικά αναφορικά με τη μάθηση του περιεχομένου της Ν-ΕΤ από τους συμμετέχοντες εκπαιδευτικούς. Για παράδειγμα, ιδιαίτερα ενθαρρυντικά αποτελέσματα σημειώθηκαν στην κατανόηση της φύσης της Ν-ΕΤ και στο μέγεθος και την κλίμακα. Προβλήματα σημειώθηκαν στο να εμπλέκουν οι εκπαιδευτικοί έννοιες του επιστημονικού περιεχομένου ώστε να ερμηνεύσουν νάνο-φαινόμενα του φυσικού κόσμου.Στη σχετική βιβλιογραφία εκπαίδευσης της Ν-ΕΤ έχουν αναδειχτεί ζητήματα όπως ο καθορισμός του περιεχομένου, ο διδακτικός μετασχηματισμός του, η ανάδειξη αρχικών απόψεων των εκπαιδευτικών για αυτό το σύγχρονο περιεχόμενο και η μελέτη των προβλημάτων κατανόησης. Θεωρούμε ότι η παρούσα διατριβή συνεισφέρει στους προβληματισμούς αυτούς.

show abstract

Facilitating Primary Student Teachers’ Development of Critical Thinking Through a Nanotechnology Module

Cited by 4 publications

References 22 publications

Teaching learning sequence for the introduction of superhydrophobicity in secondary education

Teaching learning sequence for the introduction of superhydrophobicity in secondary education

Educational Significance of Nanoscience–Nanotechnology: Primary School Teachers’ and Students’ Voices after a Training Program

Ανάπτυξη Και Αξιολόγηση Διδακτικών Μαθησιακών Σειρών Για Την Εκπαίδευση Εκπαιδευτικών Στη Νανοτεχνολογία

Contact Info

Product

Resources

About