Όπως υποστηρίζει ο Ραβάνης (1995) η σύγχρονη διδακτική της φυσικής «απαιτεί και την αφομοίωση της επιστημονικής μεθοδολογίας, την κριτική στάση απέναντι στις επιστήμες και τις εφαρμογές τους…» (σελ. 432) από το μαθητή. Αυτή την επιστημονική μεθοδολογία, ο μαθητής όμως την αντιλαμβάνεται διαφορετικά και ανάλογα με τις εικόνες της επιστήμης έτσι όπως παρουσιάζονται από τα σχολικά εγχειρίδια. Τα ερωτήματα που προκύπτουν είναι: α)υπάρχουν εικόνες της επιστήμης που προωθούνται περισσότερο; β) παρουσιάζεται ακέραια το επιστημολογικό τους περιβάλλον ή έχουν υποστεί τροποποιήσεις, γ) υπάρχουν παιδαγωγικές συνέπειες αν κάποια εικόνα της επιστήμης εμφανίζεται επικρατέστερη; Στη συνέχεια θα αναπτυχθούν αδρά τα χαρακτηριστικά τεσσάρων επιστημολογικών εικόνων. Επίσης θα διερευνηθούν στοιχεία των επιστημολογικών εικόνων που εμφανίζονται σε ένα κεφαλαίο σχολικού εγχειριδίου της Φυσικής και σε ποιο βαθμό ικανοποιούνται οι προϋποθέσεις και τα κριτήρια της κάθε εικόνας. Θα διατυπωθεί πρόταση για τον τρόπο με τον οποίο θα μπορούσε να τροποποιηθεί το περιεχόμενο μιας ενότητας έτσι ώστε να αντικατοπτρίζει μια διαφορετική εικόνα της επιστήμης. Επίσης θα αναλυθούν οι παιδαγωγικές επιπτώσεις της προβολής ή μη, κάποιας εικόνας της επιστήμης.

2.ΕΙΚΟΝΕΣ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ

2.1 Εμπειρικο-επαγωγική εικόνα της επιστημονικής γνώσης Η επιστημονική μέθοδος που παράγει επιστημονική γνώση βασιζόμενη στη συσσώρευση δεδομένων, μέσα από παρατηρήσεις και πειράματα και στην εξαγωγή συμπερασμάτων(γενικεύσεις) δηλαδή μία πορεία από το ειδικό προς το γενικό, αφορά την εμπειρικο-επαγωγική εικόνα της Επιστήμης (Κουλαϊδής 2001α).
Σύμφωνα με το επαγωγικό επιστημολογικό ρεύμα, η επιστημονική γνώση προέρχεται από τα γεγονότα της εμπειρίας. Η επιστήμη είναι αντικειμενική, γι’ αυτό και η γνώση που παράγει είναι αξιόπιστη αφού είναι αντικειμενικά αποδεδειγμένη Ο επαγωγισμός εφαρμόζει το επαγωγικό λογικό σχήμα ως τρόπο επιστημονικού συμπερασμού. Διαγράφει μια πορεία από το ειδικό (παρατήρηση, πείραμα) προς το γενικό (γενικεύσεις, συμπεράσματα με τη μορφή επιστημονικών νόμων). Ο αριθμός των παρατηρήσεων, η ποικιλία των συνθηκών τους και η συμφωνία τους με τη γενίκευση είναι απαραίτητες προϋποθέσεις για τη διατύπωση μιας ορθής γενίκευσης Οι βασικές αρχές του επαγωγισμού σύμφωνα με τον Harre (όπ. αναφ. στο Κουλαϊδής, 2001α, σ.285) είναι : Η αρχή της συσσώρευσης: Η επιστημονική γνώση προκύπτει από την ύπαρξη και τη συνεχή συσσώρευση καλά πιστοποιημένων δεδομένων. Η αρχή της επαγωγής: Από σωστές παρατηρήσεις και πειράματα και με βάση την αρχή της συσσώρευσης μπορούμε να συνάγουμε επιστημονικούς νόμους και θεωρίες. Η αρχή της επιβεβαίωσης: Όσο μεγαλύτερος ο αριθμός των παρατηρήσεων τόσο μεγαλύτερη η ισχύς και αξιοπιστία του νέου επιστημονικού νόμου.

2.2 Υποθετικο-παραγωγική εικόνα της επιστημονικής γνώσης Η επιστημονική μέθοδος που παράγει επιστημονική γνώση στηριζόμενη αρχικά σε υποθετικές θεωρίες και στη συνέχεια χρησιμοποιεί τις παρατηρήσεις και τα πειράματα ως τους εν δυνάμει διαψευστές τους(Κουζέλης,1997, σ.21), παράγει επιστημονική γνώση που αντικατοπτρίζει την υποθετικο-παραγωγική εικόνα της Επιστήμης Οι αρχές του υποθετικο-παραγωγισμού σύμφωνα με τον Popper (1997) που υπήρξε θεμελιωτής αυτού του επιστημονικού ρεύματος είναι:

• Ο παραγωγικός τρόπος πειραματικού ελέγχου των θεωριών
• Η αρχή της διαψευσιμότητας ως κριτήριο οροθέτησης: Η επιστημονική γνώση παράγεται μέσα από μια διαδικασία διαψεύσεων συγκεκριμένων υποθέσεων.

2.3 Η συμφραστική εικόνα της επιστημονικής γνώσης
Η θετικιστική εξιδανίκευση της επιστημονικής γνώσης αμφισβητήθηκε έντονα με το έργο του Kuhn. Η εξέλιξη της επιστήμης έτσι όπως διατυπώνεται στο βιβλίο του, Η Δομή των Επιστημονικών Επαναστάσεων, προβάλλεται ριζοσπαστικά διαφορετικά. Έτσι σύμφωνα με τον Kuhn (1997) η εξέλιξη της πορείας της επιστημονικής γνώσης δεν είναι συνεχής και ευθύγραμμη, ούτε συσσωρεύεται συνεχώς όπως υποστηριζόταν ως εκείνη τη στιγμή. Χαρακτηρίζεται από ασυνέχειες και ρήξεις. Οι επιστημονικές δραστηριότητες κατά τον Kuhn που λαμβάνουν χώρα για ένα χρονικό διάστημα, και οι οποίες στηρίζονται αποφασιστικά σε προηγούμενα επιστημονικά επιτεύγματα, εντάσσονται σε μία περίοδο φυσιολογικής επιστήμης που μόνο αυτή χαρακτηρίζεται από συσσώρευση. Η περίοδος της φυσιολογικής επιστήμης χαρακτηρίζεται από ένα παράδειγμα, το οποίο μπορεί να είναι ένα σύνολο αξιών, τεχνικών που γίνεται αποδεκτό από τα μέλη μιας επιστημονικής κοινότητας ή ένα υπόδειγμα που χρησιμοποιεί ένας επιστήμονας. Η κρίση, είναι η αιτία της επιστημονικής αλλαγής που οδηγεί στην επικράτηση νέου παραδείγματος. Η πραγματικότητα δε συλλαμβάνεται για μια φορά και με κανένα τρόπο δεν πρέπει να υποστηρίζουμε ότι κατέχουμε την αλήθεια της. Δε μπορούμε σύμφωνα με τον Kuhn να αντιπαραβάλουμε διαφορετικές ερμηνείες του κόσμου σε διαφορετικές χρονικές περιόδους ή από διαφορετικούς πολιτισμούς ως προς την εγκυρότητά τους ή την ισχύ τους γιατί τα κριτήρια που τις έχουν αναδείξει ως ορθές και αληθείς είναι διαφορετικά. Στη Διδακτική των Φ.Ε το έργο του Kuhn άσκησε επίδραση σχετικά με τις ιδέες των μαθητών που θεωρούνται ισότιμες εφόσον έχουν σχηματιστεί με τα δικά τους κριτήρια Αναλύοντας ο Κουζέλης (1995) το έργο του Kuhn αναφέρει ότι:«απορρίπτει ως επιστημολογικά αναχρονιστική κάθε διδακτική που κατατείνει στην αντικατάσταση των ιδεών των παιδιών επειδή τις θεωρεί εσφαλμένες σε σύγκριση με τις ορθές επιστημονικές» (σ. 163).

2.4 Η σχετιστική εικόνα της επιστημονικής γνώσης
Ο Feyerabend είναι ο εκπρόσωπος του σχετικιστικού ρεύματος. Κατά τον Feyerabend η επιστήμη δεν είναι παρά μια ιδεολογία ανάμεσα στις άλλες. Δύο βασικές θέσεις του σύμφωνα με τον Κουλαϊδή , (2001β) είναι :

• η επιλογή της επιστημονικής μεθόδου είναι ένα ανοιχτό ζήτημα , γιατί όλα είναι επιτρεπτά
• μεταξύ των επιστημονικών θεωριών υπάρχει ασυμμετρότητα. Ως μεθοδολογικό εργαλείο προτείνει το αντι-επαγωγικό λογικό σχήμα δηλαδή την ανάπτυξη θεωριών που βρίσκονται σε αντίθεση με τις επικρατούσες θεωρίες.

3. ΕΠΙΣΤΗΜΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΙΚΟΝΕΣ ΣΕ ΣΧΟΛΙΚΟ ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ
Θα επιχειρηθεί μια προσπάθεια κατάταξης του εκπαιδευτικού υλικού που περιλαμβάνει το κεφάλαιο «το Φως»του βιβλίου της Φυσικής «Ερευνώ και ανακαλύπτω» της Ε΄ Δημοτικού(τετράδιο εργασιών) ως προς την επιστημολογική εικόνα της γνώσης την οποία προωθεί.

3.1 Η επαγωγική εικόνα της Επιστήμης

ΦΕ1: Διάδοση του φωτός( σσ. 128-130) Στην ενότητα αυτή η αρχή της συσσώρευσης δεν ικανοποιείται επαρκώς γιατί υπάρχει μόνο μία παρατήρηση στην ουσία με ευθύγραμμες δέσμες φωτός στις δύο εικόνες (1 και 2 σελ.128) και ακολουθούν δύο πειράματα(1 και 2 σελ. 128 και 129), που καταλήγουν κι αυτά σε παρατηρήσεις. Η αρχή της επαγωγής ικανοποιείται με τη γενίκευση της παραπάνω παρατήρησης και των πειραμάτων. Η αρχή της επιβεβαίωσης εμφανίζεται μόνο μέσα από τα αποτελέσματα των πειραμάτων (3 και 4 σελ.130) άρα μπορούμε να πούμε ότι δεν ικανοποιείται επαρκώς.

ΦΕ2: Διαφανή, ημιδιαφανή και αδιαφανή σώματα( σσ.131-132) Εδώ ικανοποιείται αρκετά η αρχή της συσσώρευσης γιατί εκτός της παρατήρησης των δύο εικόνων( 1 και 2 σελ. 131) στο πείραμα (1 σελ. 131) γίνονται αρκετές παρατηρήσεις(σελ. 132). Η αρχή της επαγωγής επίσης ικανοποιείται εφόσον οι γενικεύσεις συνάγονται από πρώτες περιγραφές παρατηρήσεων και αποτελέσματα πειραμάτων. Η αρχή της επιβεβαίωσης δεν ικανοποιείται, επομένως δεν ισχυροποιείται η αληθοφάνεια της γενίκευσης.

ΦΕ3: Φως και σκιές ( σσ. 133-135) Στην ενότητα αυτή η αρχή της συσσώρευσης ικανοποιείται αρκετά γιατί υπάρχουν δύο πειράματα (1 και 2 σσ.133-134 ) εκ των οποίων από το δεύτερο ο μαθητής μπορεί να συγκεντρώσει αρκετά δεδομένα. Η αρχή της επαγωγής ικανοποιείται μέσα από τις γενικεύσεις των πειραμάτων. Η αρχή της επιβεβαίωσης ικανοποιείται και έμμεσα, γιατί μετά τη γενίκευση οι δύο πρώτες εργασίες ( σ.135) που ακολουθούν σχετικά με τη δημιουργία σκιάς, ισχυροποιούν το βαθμό της αληθοφάνειας της γενίκευσης. και άμεσα, γιατί η τρίτη( σελ.135) αφορά την παρατήρηση επιπλέον ανάλογων περιστάσεων σύμφωνες με τα δεδομένα των πειραμάτων 1,2 στη σελ.133 και 134.

ΦΕ4: Ανάκλαση και διάχυση του φωτός ( σσ. 136-139) Στην ενότητα αυτή η αρχή της συσσώρευσης ικανοποιείται μερικώς γιατί προτείνονται τέσσερα πειράματα (1,2,3 και 4 σσ.136 έως 138 ) καθώς και η εικόνα 1 σελ. 136. Η αρχή της επαγωγής ικανοποιείται με τη διατύπωση της γενίκευσης για την ανάκλαση και διάχυση τους φωτός. Η αρχή της επιβεβαίωσης ικανοποιείται έμμεσα.

3.2 Η υποθετικο-παραγωγική εικόνα με στοιχεία επαγωγισμού

ΦΕ5: Απορρόφηση του φωτός( σσ. 140-141) Η ερώτηση δίπλα στην εικόνα 1 της σελ. 140 οδηγεί τους μαθητές στην διατύπωση υπόθεσης. Το παραγωγικό λογικό σχήμα καταρχάς φαίνεται να τηρείται με το πείραμα (1) στη σελ 140, το οποίο λειτουργεί ως διαψευστής της αρχικής υπόθεσης που ακολουθεί. Όμως το ένα και μοναδικό πείραμα είναι λίγο, για ασφαλή συμπεράσματα, αφού η θεωρία σύμφωνα με την υποθετικο-παραγωγική μέθοδο πρέπει να τίθεται σε συνεχή έλεγχο. Στο τέλος του πειράματος με τη γενίκευση που επιχειρείται εμφανίζονται στοιχεία επαγωγισμού. Μια από τις σωστές διατυπώσεις της υπόθεσης και πάντα σύμφωνα με την υποθετικο-παραγωγική εικόνα της επιστήμης θα ήταν: «Όλα τα ανοιχτόχρωμα ρούχα(επιφάνειες) αντανακλούν το φως» έτσι ώστε η υπόθεση- θεωρία να έχει τη δυνατότητα να διαψευστεί. Θα μπορούσαν να υπάρχουν και σχετικά πειράματα (πιθανοί διαψευστές).

4. ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ -ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Στο κεφάλαιο που αναλύθηκε εμφανίζεται σχεδόν μόνιμα η εμπειρικο-επαγωγική μέθοδος συγκρότησης της επιστημονικής γνώσης. Δε εμφανίζεται όμως η ακριβής εμπειρικο-επαγωγική εικόνα της Επιστήμης. Αν και τηρείται το επαγωγικό λογικό σχήμα, ο αριθμός των παρατηρήσεων είναι πολύ μικρός και δεν μπορεί να ικανοποιήσει την αρχή της συσσώρευσης. Επίσης η αρχή της επιβεβαίωσης είναι και αυτή ελλιπής αφού στηρίζεται στις περισσότερες περιπτώσεις σε μικρό αριθμό έμμεσων παρατηρήσεων. Η εκδοχή του επαγωγισμού που προβάλλεται λοιπόν είναι ελλιπής και αυτό δημιουργεί λανθασμένη εντύπωση στους μαθητές για τη μεθοδολογία του, σε ότι αφορά την ποσότητα των παρατηρήσεων που συλλέγονται και την συνεχή αναγκαιότητα της επιβεβαίωσης αλλά και την αδιαμφισβήτητη, γραμμική, συνεχή και συσσωρευτική πορεία της επιστημονικής γνώσης. Η χρήση της υποθετικο-παραγωγικής μεθόδου στο κεφάλαιο ακολουθεί κατ’ ελάχιστον τις προϋποθέσεις της υποθετικο-παραγωγικής εικόνας της Επιστήμης. Συγκεκριμένα, περιλαμβάνεται το στοιχείο της παραγωγική δομής στην ενότητα ΦΕ5 με την διατύπωση της υπόθεσης( έμμεσα από τους μαθητές, με τη προτροπή ερώτησης), στην συνέχεια όμως και όπως έχει ήδη προαναφερθεί, η πορεία είναι επαγωγική. Η εσφαλμένες εντυπώσεις που μπορεί να αποκομίσουν οι μαθητές για το υποθετικο-παραγωγικό σχήμα είναι μια συνέπεια αυτής της παρουσίασης. Επιπλέον δεν τους δίνεται η ευκαιρία να εκμεταλλευθούν το μεγάλο πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου, που είναι η ανάδειξη των πρακτικοβιωματικών γνώσεών τους στο στάδιο των αρχικών υποθέσεων και της γνωστικής σύγκρουσης από την πιθανή διάψευση αυτών. Η σχετιστική και συμφραστική εικόνα της επιστήμης δεν εμφανίζεται καθόλου με αποτέλεσμα να οι μαθητές μην μπορούν να δουν την επιστήμη ως ένα λειτουργικό μεταβαλλόμενο μοντέλο περιγραφής, ερμηνείας και πρόβλεψης των φαινομένων. Δεν μπορούν έτσι «να εκτιμήσουν τη σημασία να επικοινωνείς να επανεξετάζεις τις ιδέες σου, τον προσωρινό χαρακτήρα των επιστημονικών ιδεών…» (Driver, et. al., σ. 44). Αν ένα σύστημα μεθόδων, τεχνικών θεωρείται αδιαμφισβήτητο και προβάλλεται συνέχεια όπως γίνεται και στο κεφάλαιο που εξετάστηκε, τότε πρέπει να αναπαραχθεί και να μεταδοθεί στους μαθητές. Όμως αν η γνώση όπως αναφέρει ο Ραβάνης (1995) θεωρείται σχετική, τότε οι ακολουθούμενες διδακτικές στρατηγικές θα εμπεριέχουν αμφιβολίες, ερωτήματα και προβληματισμούς και θα είναι επιδεκτική διαφόρων προσεγγίσεων (σ.431). Θα πρέπει να αποφασίσουμε σύμφωνα με τον Κουζέλη (1995) αν θα δώσουμε ( στη διδακτική μας) προτεραιότητα στην απόκτηση των εργαλείων παραγωγής της γνώσης ή την πληροφόρηση (σελ157).

Β Ι Β Λ Ι Ο Γ Ρ Α Φ Ι Α
Driver, R.,& Squires, & Α., Rushworth, P.,& Wood-Robinson, V.,(1998) Οικοδομώντας τις έννοιες των Φυσικών Επιστημών: Μια παγκόσμια σύνοψη των ιδεών των μαθητών, Αθήνα: Τυπωθήτω
Kuhn, Τ., (1997) Οι επαναστάσεις ως αλλαγές κοσμοθεώρησης, στο Κουζέλης Γ.,(επιμ), Επιστημολογία. Κείμενα,( 2η έκδ) Αθήνα: Νήσος σ.σ75-103
Popper, Κ., (1997) Μια γενική ματιά σε μερικά θεωρητικά προβλήματα, στο Κουζέλης Γ.,(επιμ), Επιστημολογία. Κείμενα,( 2η έκδ) Αθήνα: Νήσος σ.σ46-75
Κουζέλης, Γ.,(1995), Το επιστημολογικό υπόβαθρο των επιλογών της διδακτικής, σ στο Ματσαγγούρας Η. (επιμ.), Η εξέλιξη της διδακτικής Επιστημολογική θεώρηση, σ.σ 155-183, Gutenberg, Αθήνα
Κουζέλης, Γ.,(1997), Εικόνες της επιστήμης στο Κουζέλης Γ.,(επιμ), Επιστημολογία. Κείμενα,( 2η έκδ) Αθήνα: Νήσος σ.σ11-37
Κουλαϊδής, Β. (2001α). Εμπειρικο-επαγωγική εικόνα της επιστημονικής γνώσης : Η παράδοση της κοινής αντίληψης. Στο : Δημόπουλος, Κ. & Χατζηνικήτα, Β. (Επιμ.) Διδακτική των Φυσικών Επιστημών (τομ. Α, σελ. 279-294). Πάτρα : ΕΑΠ
Κουλαϊδής, Β. (2001β). Η σχετικιστική εικόνα της επιστημονικής γνώσης : Όλα είναι επιτρεπτά στο : Δημόπουλος, Κ. & Χατζηνικήτα, Β. (Επιμ.) Διδακτική των Φυσικών Επιστημών (τομ. Α, σελ. 339-358). Πάτρα : ΕΑΠ
Ραβάνης, Κ. (2001). Η γνωστική σύγκρουση ως διδακτικό εργαλείο. Στο : Δημόπουλος, Κ. & Χατζηνικήτα, Β. (Επιμ.), Διδακτική των Φυσικών Επιστημών (τομ. Α, σελ. 253-274). Πάτρα : ΕΑΠ
Ραβάνης, Κ.,( 1995) Από τη γενική διδακτική στη διδακτική των φυσικών επιστημών. Παιδαγωγική συνέχεια και επιστημολογική ασυνέχεια στο Ματσαγγούρας Η. (επιμ.), Η εξέλιξη της διδακτικής Επιστημολογική θεώρηση, σ.σ 421-444, Gutenberg, Αθήνα