Σύντομη Ιστορία της Διδασκαλίας με Πειράματα

Σύντομη Ιστορία της Διδασκαλίας με Πειράματα

τα κρίσιμα καταδεικτικά πειράματα

Oι ιστορικοί της επιστήμης συμφωνούν πως η ταυτόχρονη πτώση δυο διαφορετικών μαζών απ’ τον περίφημο κεκλιμένο Πύργο, όπως ισχυρίζεται ο μύθος, αποτελεί νοητική κατασκευή που δεν υλοποιήθηκε ποτέ στην Πίζα. Όμως η επίδραση αυτού του μύθου οδήγησε τον φλαμανδό φυσικομαθηματικό Simon Stevin (1548 – 1620), γνωστό για μια απ’ τις πρώτες διατυπώσεις του Υδροστατικού Παραδόξου, να πραγματοποιήσει τον έλεγχο περίπου πέντε χρόνια μετά τη διατύπωσή του. Η πτώση των μαζών πραγματοποιήθηκε απ’ το καμπαναριό της “Nieuwe Kerk  – Νέας Εκκλησίας” του Delft το 1596

Η καταδεικτική ισχύς αυτής της ιδέας ώθησε επίσης στην κατασκευή ενός δημοφιλούς επιστημονικού gadget που αποτελείται από αερόκενο σωλήνα και μέσα του μπορούν να κινηθούν ταυτόχρονα και μόνο με την επίδραση της βαρύτητας ένα μεταλλικό νόμισμα κι’ ένα φτερό. Η αγοραία ονομασία του είναι «σωλήνας του Νεύτωνα». Η πλέον εντυπωσιακή και μάλιστα τηλεοπτικά on line αναπαραγωγή του πειράματος του Πύργου της Πίζα, αποτέλεσε η ταυτόχρονη ελεύθερη πτώση ενός γεωλογικού σφυριού και ενός φτερού κατά την προσελήνωση του Apollo 13, το 1971

αριστερά, ο “σωλήνας του Νεύτωνα”, δεξιά ο David Scott εκτελεί την ίδια επίδειξη στη Σελήνη

Κάποια πειράματα χαρακτηρίζονται «κρίσιμα» για την κατανόηση συγκεκριμένων φαινομένων και συνήθως συνοδεύονται από μύθους που τα διαιωνίζουν στις αφηγήσεις ειδικών και μη. Τέτοια είναι η τιτλοδότηση του στέμματος του Ιέρωνα και η καύση των ρωμαϊκών καραβιών απ’ τα κάτοπτρα του Αρχιμήδη, ο προσδιορισμός της γήινης ακτίνας απ’ τον Ερατοσθένη, ο χαρταετός του Φραγκλίνου, τα ημισφαίρια του Μαγδεμβούργου, η μέτρηση των θερμοκρασιών στην κορυφή και τη βάση ελβετικού καταρράκτη απ’ τον Joule

Οι ισχυρές εντυπώσεις που προκάλεσαν αυτά τα πειράματα επίδειξης, είναι εκείνες που τα πέρασαν απ’ τον ανοιχτό χώρο που υποτίθεται ότι εξελίχθησαν μέσα στα ακαδημαϊκά αμφιθέατρα, απ’ τα οποία δεν βγήκαν ποτέ

19^ος & 21^ος Αιώνας

Στις αρχές του 19^ου Αιώνα τα πειράματα επίδειξης επεκτείνονται με την οργανωμένη εργαστηριακή άσκηση των ίδιων των φοιτητών

πρώτα στη Χημεία

Πατέρας της άσκησης των φοιτητών με πειράματα θεωρείται ο Justus von Liebig (1803 –  1873) αφού επέλεξε να εκπαιδεύσει ένα τμήμα φαρμακοποιών, το 1825, τότε που εκτός από τη σύνθεση φαρμάκων, αρωμάτων, σαπώνων και χρωμάτων οι φαρμακοποιοί συνεργάζονταν για την παραγωγή αλκοολούχων ποτών. Ο Liebig θεωρείται επίσης ως ο πατέρας της Οργανικής Χημείας και της Βιομηχανίας Παραγωγής Γεωργικών Λιπασμάτων. Δυο απ’ τις επινοήσεις του που έφτασαν μέχρι το σήμερα, είναι τα συμπυκνώματα βοδινού κρέατος (σε κύβους) και ο συμπυκνωτής Liebig – έτσι αποκαλούνται επίσημα οι αποστακτήρες των σχολικών εργαστηρίων. Το εκπαιδευτικό εργαστήριο του Liebig αναπτύχθηκε σε αποθήκη έξω απ’ τις εγκαταστάσεις του Πανεπιστημίου του Giessen και με ιδιωτική χρηματοδότηση, επειδή αντιμετωπίστηκε ως χαμηλού κύρους εκπαιδευτική διαδικασία απ’ τις πανεπιστημιακές αρχές

von Liebig (1825) – B. Silliman (1847) – Α. Χρηστομάνος (1890)

Η εκπαιδευτική μέθοδος του Liebig μεταφέρθηκε στο Πανεπιστήμιο Yale των ΗΠΑ, μετά είκοσι χρόνια, το 1847, απ’ τον χημικό – μεταλλειολόγο Benjamin Silliman (1779 – 1864), τον πρώτο που εφάρμοσε την κλασματική απόσταξη στο αργό πετρέλαιο. Οι αρχές του  Yale, όπως και αυτές στο  Giessen, αρνήθηκαν τη χρηματοδότηση της συγκεκριμένης εκπαιδευτικής καινοτομίας, που λειτούργησε και πάλι με ιδιωτικές χορηγίες και σε χώρο εκτός των κεντρικών πανεπιστημιακών κτηρίων, για τους ίδιους λόγους που αμφισβητήθηκε και η πρώτη εφαρμογή της στη Γερμανία

Στην Ελλάδα, η εργαστηριακή εκπαίδευση των φοιτητών της Χημείας καθιερώθηκε το 1890, στο νεόδμητο Χημείο της οδού Σόλωνος, απ’ τον θεμελιωτή του, τον γερμανοσπουδαγμένο Αναστάσιο Χρηστομάνο (1841 – 1906). Ο Χρηστομάνος επιδίωξε να είναι γερμανός ο οργανωτής του εργαστηρίου Χημείας και των αντίστοιχων ασκήσεων των φοιτητών. Τη θέση ανέλαβε για τρία χρόνια ο Hans Max Jahn (1853 – 1906), που εξελίχθηκε μετά την ελληνική εμπειρία του σε διακριτό ευρωπαίο επιστήμονα στην Ηλεκτροχημεία

Η καθυστέρηση της ομαδικής εκπαίδευσης των φοιτητών στη Φυσική θα πρέπει να αποδοθεί στο ότι προηγήθηκαν στην αγορά τα προϊόντα που σχετίζονται με τη χημική τεχνολογία (φάρμακα, παστερίωση, χρωστικές, αλκοολούχα ποτά, λιπάσματα) σε σχέση με τα αντίστοιχα  που προέκυψαν απ’ τις έρευνες στη Φυσική (ηλεκτρικοί κινητήρες & λαμπτήρες, ηλεκτρικά δίκτυα, ακτίνες Χ)

… στη Φυσική;

Μόλις το 1889, ο Edwin Hall (1855 – 1938), καθηγητής Φυσικής στο Harvard, γνωστός απ’ το ομώνυμο φαινόμενο, πρότεινε 40 εργαστηριακές ασκήσεις ως προϋποθέσεις εισαγωγής σ’ αυτό το πανεπιστήμιο. Αρωγοί σ’ αυτή την πρόκληση έσπευσαν οι βιοτέχνες κατασκευής εργαστηριακών οργάνων και εφοδίασαν με υλικά εκείνα τα σχολεία που φιλοδοξούσαν να οδηγήσουν τους μαθητές τους στο Harvard

Στην Ελλάδα η εργαστηριακή άσκηση των φοιτητών στη Φυσική καθιερώθηκε είκοσι σχεδόν χρόνια μετά την εισαγωγή τους απ’ τον Χρηστομάνο στη Χημεία, απ’ τον Γεώργιο Αθανασιάδη (1855 – 1938) που υπηρέτησε σε σχολεία της Φιλιππούπολης, της Πάτρας και της Αθήνας πριν να εκλεγεί καθηγητής Φυσικής στο πανεπιστήμιο

E. Hall (1889) – Γ. Αθανασιάδης (1909)

ΗΠΑ: η διδασκαλία με πειράματα στη σχολική εκπαίδευση

Οι αναφορές στιγμιότυπων απ’ την εξέλιξη της πειραματικής διδασκαλίας στη Γερμανία, τις ΗΠΑ και την Ελλάδα για ν’ αποκτήσουν νόημα θα ενταχθούν σ’ ένα οργανωμένο εννοιολογικό πλαίσιο. Γενικά, δεν φαίνεται να έχει διεθνώς αποτιμηθεί η περισσότερο από έναν αιώνα διδασκαλία με πειράματα, σύμφωνα με τον Trumper που επισκοπεί ιστορικά αυτή την εκπαιδευτική προσπάθεια. Ως αιτία αναφέρεται η δυσκολία τεκμηρίωσης της αποτελεσματικότητας της εργαστηριακής προσέγγισης της διδασκαλίας σε σχέση με την θεωρητική

Η επιλογή των ΗΠΑ ως πλαίσιο αναφοράς σχετίζεται με το ότι οι επιστήμες και οι σχετικές τεχνολογίες σημείωσαν εκεί εκρηκτική ανάπτυξη, οπωσδήποτε απ’ τη δεκαετία του 1930 και μέχρι σήμερα. Τα στοιχεία που θα αναφερθούν αντλήθηκαν από εκτεταμένη έκθεση για την εξέλιξη της διδασκαλίας με πειράματα στις ΗΠΑ που παρήγγειλε η Εθνική Ακαδημία Επιστημών (NAS) στην Εθνική Επιτροπή Έρευνας της Ακαδημίας (NRC) και δημοσιοποιήθηκε το 2006. Το ιστορικό τμήμα της έκθεσης διακρίνει τρεις περιόδους

1850 – 1950

Η ενεργοποίηση των σχολείων που ενέταξαν στο Αναλυτικό τους Πρόγραμμα τα «40 πειράματα του Harvard», αυτά που εισηγήθηκε ο Edwin Hall το 1889, ως προϋπόθεση εισαγωγής στα πανεπιστήμια συνέπεσε με την αύξηση των μαθητών λαϊκών στρωμάτων που διεκδίκησαν σπουδές στη Μέση Εκπαίδευση. Παράλληλα αυξήθηκαν τα διδασκόμενα μαθήματα, επίσης διευρύνθηκε η ύλη στα μαθήματα επιστημών. Αυτοί οι παράγοντες  λειτούργησαν ανασταλτικά στην εφαρμογή της διδασκαλίας με πειράματα. Όσο για τα «40 του Harvard», αυτά χαρακτηρίστηκαν ως τα «στεγνά οστά του Harvard»

Η εναλλακτική προσέγγιση της διδασκαλίας με πειραματικές δραστηριότητες προήλθε απ’ τον φιλόσοφο της εκπαίδευσης John Dewey (1859 – 1952) που στο «Σχολείο Εργασίας» εστίασε σε επίλυση προβλημάτων της καθημερινής ζωής, ώστε να προσελκύσει το ενδιαφέρον των μαθητών που μπήκαν στην εκπαίδευση χωρίς να υποστηρίζονται από επαρκή οικογενειακή εκπαιδευτική παράδοση. Όσο για τα σχολεία που επέμειναν στην απαιτητική εκπαίδευση με πειράματα, τα «40 πειράματα» περιορίστηκαν σε τριάντα, για να ανταπεξέλθουν στη διεύρυνση της διδασκόμενης ύλης

1950 – 1975

Ο Ψυχρός Πόλεμος οδήγησε στην ανάπτυξη της πολεμικής βιομηχανίας με κρατικά κεφάλαια και την κοινωνία με αισθήματα ανησυχίας για την πυρηνική τεχνογνωσία των σοβιετικών και την αναπάντεχη εκτόξευση του Sputnik 1, πριν τις ΗΠΑ. Οι κρατικές εκπαιδευτικές αρχές οργάνωσαν πρόγραμμα αναβάθμισης των σπουδών για τα μαθήματα επιστήμης. Προϊόν αυτής της προσπάθειας ήταν το PSSC (Physical Science Study Committee) που εισηγήθηκε το πανεπιστήμιο του ΜΙΤ, το 1956 και προέβλεπε διδασκαλία της Φυσικής με την άμεση και συνεχή εμπλοκή των μαθητών σε εργαστηριακές ασκήσεις

Οι  αυξημένες απαιτήσεις αυτού του προγράμματος που στηρίχθηκε στην απλοϊκή θεώρηση της επιστημονικής μεθόδου (υπόθεση – έλεγχος – συμπέρασμα – γενίκευση) και την υπόθεση της  μαθητικής ανακάλυψης των φυσικών εννοιών και των νόμων, συνάντησαν τις επιστημολογικές αντιρρήσεις που διατυπώθηκαν το 1962 στη «Η Δομή των Επιστημονικών Επαναστάσεων» του ιστορικού της επιστήμης Tomas Kuhn (1922 – 1996). Προϊόν αυτής της δεύτερης τάσης υπήρξε ένα εναλλακτικό πρόγραμμα εκπαίδευσης στη Φυσική, που στηρίχθηκε στην ιστορική εξέλιξη της επιστήμης, σχεδιάστηκε από φυσικούς & ιστορικούς του Harvard το 1962 και είναι γνωστό ως  «Project Physics»

Ένας απ’ τους στόχους του «Project Physics» ήταν η συμφιλίωση των πολιτών που αντιτάχθηκαν με εκείνη την επιστήμη που αποτέλεσε τον μοχλό της πολεμικής βιομηχανίας και συνεργάστηκε χωρίς επιφυλάξεις με τη στρατιωτική γραφειοκρατία ακόμα και μετά το τέλος του Δεύτερου Παγκόσμιου Πόλεμου

Ο εκπαιδευτικός διάλογος που εξελίχθηκε αυτή την περίοδο, οδήγησε στη σταδιακή εγκατάλειψη του προγράμματος PSSC απ’ τα σχολεία των ΗΠΑ, παράλληλα όμως και ίσως άστοχα επιλέχθηκε μέχρι και το 2000 από σχεδόν 150 χώρες σ’ όλο τον κόσμο. Χώρες που φιλοδοξούσαν να βελτιώσουν την τεχνολογική τους ανάπτυξη με την παραγωγή επιστημόνων υψηλών ικανοτήτων

Το ίδιο συνέβη και με το Project Physics, που και αυτό κρίθηκε ως ιδιαίτερα απαιτητικό μέσα στις τάξεις

1975 – 2006

Αυτή την περίοδο παγιώνεται η οικονομική και πολιτιστική κυριαρχία των ΗΠΑ στη Γη και το Διάστημα με αποτέλεσμα την ελάττωση των πιστώσεων για τη βασική έρευνα στη Φυσική. Επακόλουθο αυτής της στροφής ήταν και η αξιολόγηση των προηγούμενων εκπαιδευτικών προγραμμάτων των μαθητών με πειράματα που κατέληξε στο ερώτημα «μπορούν να επιτευχθούν τα ίδια μαθησιακά αποτελέσματα με μικρότερο κόστος;»

Παράλληλα καταγράφεται μαζική είσοδος στην εκπαίδευση εγχρώμων, λατινογενών, και μεταναστών με αποτέλεσμα να επαναπροσδιοριστεί η εκπαίδευση με πειράματα, εντάσσοντας λιγότερο απαιτητικές εκδοχές, όπως είναι η επεξεργασία πειραματικών δεδομένων που δεν έλαβαν οι ίδιοι οι μαθητές αλλά και οι επισκέψεις σε μουσεία επιστημών ή τεχνολογικά & επιστημονικά ιδρύματα να εκλαμβάνονται ως εργαστηριακές εμπειρίες

Το αίτημα για εκπαίδευση των μαθητών από αδύνατα κοινωνικά στρώματα αναπτύσσει το αίτημα αυτού που ονομάστηκε «Επιστημονικός Γραμματισμός» και εξυπηρετήθηκε από μαθητικές διερευνήσεις (projects) με περιβαλλοντικά κυρίως ερωτήματα και με αίτημα να προκύψουν ερμηνείες που σέβονται το επιστημονικό πρότυπο

Το επόμενο σχήμα επιχειρεί να συνοψίσει την έκθεση της NRC που διατρέχει 150+ χρόνια εκπαίδευσης των μαθητών με πειράματα

Ως βασικοί διαχρονικοί παράγοντες που καθόρισαν την εκπαίδευση των μαθητών με πειράματα, αναδεικνύονται η ανάγκη για εγχώρια παραγωγή επιστημόνων και η ένταξη των ασθενέστερων στρωμάτων του πληθυσμού στην εκπαίδευση, χωρίς να παραγνωρίζονται και οι πόροι που απαιτούνται γι’ αυτές τις επιλογές, δηλαδή η υλικοτεχνική υποδομή και η επιμόρφωση των διδασκόντων

Όταν οικονομικοί και κοινωνικοί παράγοντες απαιτούν την παραγωγή επιστημόνων, οι κυβερνήσεις των ΗΠΑ ενισχύουν την εκπαίδευση των μαθητών με εργαστήρια, εξασφαλίζοντας και τις ανάλογες πιστώσεις, ενώ όταν αυξάνει ο αριθμός των μαθητών που διεκδικούν είσοδο στη Μέση Εκπαίδευση, προτείνεται διδασκαλία με πειράματα επίδειξης ή διερευνήσεις που αφορούν καθημερινές καταστάσεις

Η διδασκαλία με πειράματα στην Ελλάδα

Ακολουθώντας το μοντέλο ανάλυσης της NRC θα επιχειρηθεί μια παρόμοια χαρτογράφηση της διδασκαλίας με πειράματα για τη χώρα μας

Τα ελληνικά σχολεία του 19^ου αιώνα, εντός κι’ εκτός της επικράτειας, ανέπτυξαν εκπαιδευτικά προγράμματα που επιχείρησαν να συγκεράσουν την Ορθόδοξη Βυζαντινή Παράδοση με το πρόγραμμα του Κοραή που έστρεφε το βλέμμα στα Αρχαιοελληνικά Κείμενα και στις αρχές του Ευρωπαϊκού Διαφωτισμού. Ο Διαφωτισμός αντιλαμβανόταν τις επιστήμες ως την αιχμή της κοινωνικής απελευθέρωσης απ’ τις δεισιδαιμονίες. Το διαπραγματευτικό και παιδαγωγικό κύρος της επιστήμης προέκυπτε σύμφωνα με την τότε ευρωπαϊκή παράδοση κυρίως απ’ τις δημόσιες ηλεκτροστατικές επιδείξεις και οι ηλεκτροστατικές μηχανές που προμηθεύτηκαν αυτά τα σχολεία προέρχονταν από δωρεές πλούσιων ομογενών. Τα διασωθέντα επιστημονικά όργανα αυτής της περιόδου δηλώνουν την διεξαγωγή πειραμάτων επίδειξης σε ευρύ κοινό και επιβεβαιώνονται από σχετικές αναφορές για τα ελληνικά σχολεία του Βουκουρεστίου, του Ιάσιου, της Κωνσταντινούπολης, της Σμύρνης, των Κυδωνιών, της Χίου, της Σύρου, της Άνδρου, της Μυτιλήνης, των Ιωαννίνων, της Άμφισσας, του Ναυπλίου, των Μηλιών Πηλίου

Συστηματική εκπαίδευση των δασκάλων στη διαχείριση πειραμάτων πραγματοποιείται συστηματικά, στις αρχές του 20^ου αιώνα στο Μαράσλειο Διδασκαλείο με την καθοδήγηση του Γ. Αθανασιάδη, όμως ο άρρητος στόχος αυτής της εκπαιδευτικής παρέμβασης δεν ήταν τόσο η εξοικείωση με την εμπειρική μέθοδο όσο η απόδοση επιστημοσύνης και κύρους στη διδασκαλία όταν αυτή συνοδευόταν από πειράματα επίδειξης. Η συγκεκριμένη στόχευση περιγράφεται απ’ τα επόμενα στιγμιότυπα των αρχών του 20^ου αιώνα στα παρθεναγωγεία Λευκωσίας και Αρσάκειου Αθηνών

Οι μαθήτριες και οι δάσκαλοί τους ποζάρουν μπρος απ’ τους εργαστηριακούς φωριαμούς που μάλιστα στην περίπτωση της Κύπρου έχουν μεταφερθεί για της ανάγκες της φωτογράφισης σε εξωτερικό χώρο

Μετά τη Μικρασιατική Καταστροφή επειδή αυξάνει ο μαθητικός πληθυσμός της χώρας απ’ τα παιδιά των προσφύγων, ο διάλογος σχετικά με την εργαστηριακή εκπαίδευση των μαθητών την περίοδο, εστιάζει σε δύο πόλους. Ο Γ. Αθανασιάδης ισχυρίζεται ότι υπάρχει έλλειψη εποπτικών οργάνων διδασκαλίας, ενώ ο Γενικός Επιθεωρητής Φυσικών Γ. Κουτσοποδιώτης, αναφέρεται στην έλλειψη επιμόρφωσης των εκπαιδευτικών. Αυτή η διπολική επιχειρηματολογία (υλικοτεχνική υποδομή / επιμόρφωση εκπαιδευτικών) δεν αποτελεί ελληνική ιδιομορφία. Εξελίσσεται με τους ίδιους όρους σε όλες σχεδόν τις φάσεις της ιστορίας των σχολικών πειραμάτων στις ΗΠΑ, όπως την ανασυγκρότησε η NRC

1955 – 1964

Το 1950 ιδρύεται, μέσα στο οργανόγραμμα του Υπουργείου Παιδείας, το Εργοστάσιο Εποπτικών Οργάνων (πρώτα στην οδό Φειδίου στο κέντρο της Αθήνας και μετά στο Μοσχάτο) με σκοπό την εγχώρια παραγωγή εργαστηριακού εξοπλισμού για τα σχολεία της χώρας. Επιστημονικοί επιβλέποντες υπήρξαν οι καθηγητές Φυσικής του Πανεπιστημίου Αθηνών, Δ. Χόνδρος, Κ. Αλεξόπουλος και Π. Ευθυμίου

Σχετική έκθεση του 1955 διαπιστώνει την επάρκεια οργάνων επίδειξης για το 10% των Δημοτικών και το 95% των Γυμνασίων της χώρας. Γι’ αυτό το λόγο η συγκεκριμένη χρονολογία επιλέχθηκε ως κρίσιμη για την προσπάθεια διδασκαλίας με πειράματα, αφού επιτεύχθηκε, έστω μερικά, ο ένας απ’ τους δυο όρους της προσπάθειας. Αυτός που αφορά την υλικοτεχνική υποδομή

Οι συνάδελφοι που διορίστηκαν μετά τη Δικτατορία σε δημόσια σχολεία, βρήκαν τα όργανα αυτής της εσοδείας σκονισμένα σε φωριαμούς ή στις σχολικές αποθήκες μαζί με τα υλικά καθαρισμού. Οι αφηγήσεις που τα συνόδευαν δεν παρέλειπαν θετικές ονομαστικές αναφορές στους καθηγητές που τα αξιοποίησαν αλλά η προσπάθειά τους δεν κατόρθωσε να δημιουργήσει εκπαιδευτική παράδοση. Τα εργαστήρια των περισσότερων αστικών σχολείων, τα οποία είχαν αποκτήσει αυτή η υποδομή, είχαν μετασχηματιστεί σε αίθουσες διδασκαλίας λόγω αύξησης του μαθητικού πληθυσμού που οφειλόταν στην αστυφιλία μετά τον Εμφύλιο

Οι καθηγητές Φυσικών Επιστημών που στελέχωσαν το Εργοστάσιο Εποπτικών Οργάνων εξελίχθηκαν σε επιμορφωτές στη διδασκαλία με πειράματα, διεκδίκησαν επιτυχώς θέσεις Επιθεωρητών Φυσικών, συντάχθηκε οδηγός πειραμάτων και επιχειρήθηκε η εμψύχωση της ανάπτυξης της εργαστηριακής εκπαίδευσης στα ελληνικά σχολεία

1964 – 1985

Ως σημαντικότερη εκπαιδευτική μεταρρύθμιση στη χώρα λογίζεται αυτή του 1964, με υπουργό παιδείας, τον τότε πρωθυπουργό, Γ. Παπανδρέου και συνεργάτες τον Λ. Ακρίτα και τον Ε. Παπανούτσο

Τα δύο χαρακτηριστικά της που επιβιώνουν μέχρι σήμερα είναι η δωρεάν διανομή σχολικών & πανεπιστημιακών εγχειριδίων, η κατάργηση εξέταστρων στις ενδοπανεπιστημιακές εξετάσεις και η διενέργεια των εξετάσεων εισαγωγής στα πανεπιστήμια, κεντρικά απ’ το κράτος και όχι από κάθε σχολή χωριστά ώστε να διασφαλίζεται η διαφάνεια και η αξιοκρατία. Αυτές οι καινοτομίες ακούμπησαν σε ώριμα αιτήματα της ελληνικής κοινωνίας, γι’ αυτό δεν αναιρέθηκαν απ’ το αυταρχικό καθεστώς των Συνταγματαρχών το 1967, όπως συνέβη για τα άλλα μέτρα της μεταρρύθμισης, όπως η καθιέρωση της Δημοτικής, η ελάττωση των Αρχαίων Ελληνικών και ο διαχωρισμός της Μέσης Εκπαίδευσης σε Γυμνάσιο και Λύκειο

Οι κεντρικές εξετάσεις, που ονομάστηκαν διαδοχικά, Εισιτήριες ή Μεταβατικό Ακαδημαϊκό Απολυτήριο (1964), Ακαδημαϊκό Απολυτήριο (1965), Γενικές (1967), Πανελλήνιες (1980),  Πανελλαδικές (1996) πέτυχαν να αντιμετωπίζονται μέχρι και σήμερα ως «ο πλέον αξιόπιστος θεσμός του ελληνικού κράτους»

Το αίτημα της αξιοπιστίας, στην πρώτη εφαρμογή των Εισαγωγικών το 1964,  αντιμετωπίστηκε για την εξαγωγή των αποτελεσμάτων με τον υπολογιστή της Εθνικής Στατιστικής Υπηρεσίας 1401 χωρητικότητας 41 kbytes, με διάτρητες κάρτες και μαγνητικές ταινίες, ενός απ’ τους έξι που υπήρχαν τότε στη χώρα. Στο έργο επιστρατεύτηκαν 200 χειριστές και προγραμματιστές που εργάστηκαν σε τρεις βάρδιες ενώ η έκδοση των αποτελεσμάτων διάρκεσε τρεις μήνες, αφού εκδόθηκαν τον Δεκέμβριο του 1964

ο ΙΒΜ 1041 της ΕΣΥ και η ηγεσία του Υπ. Παιδείας έξω απ’ την ΕΣΥ μετά την πανηγυρική έκδοση των αποτελεσμάτων του 1964

Κατά την εξηντάχρονη εφαρμογή τους απορρίφθηκαν τροποποιήσεις που επιδίωξαν μεγαλύτερη διακριτική ικανότητα αλλά και έμφαση στην ανεξάρτητη λειτουργία του Λυκείου, ρυθμίσεις που επιδίωξαν αύξηση του αριθμού των εξεταζόμενων μαθημάτων,  εξετάσεις δύο φάσεων, στη Β & Γ Λυκείου καθώς και με την διανομή πολλαπλού βιβλίου. Η παγίωση αξιολογικών θεμάτων που εστιάζουν σε αριθμητικά και ποιοτικά θεωρητικά προβλήματα και ερωτήματα και αναφέρονται σε σαφώς καθορισμένη ύλη απαιτούν επίπονη, ίσως και αγχώδη προετοιμασία και δεν αφήνουν διδακτικό χρόνο για την ενασχόληση με πειράματα. Ακόμα πιο δύσκολη αναδεικνύεται η αξιολόγηση των δεξιοτήτων που προκύπτουν απ’ την εκπαίδευση με πειράματα στο πλαίσιο των πανελλαδικών εξετάσεων. Εντέλει, η προσαρμογή όλου τους εκπαιδευτικού συστήματος στις πανελλαδικές εξετάσεις υποβάθμισε την εργαστηριακή διδασκαλία στη χώρα

1985 – 2003

Αυτή την περίοδο συντελέστηκε η πιο γενναία κάλυψη των εργαστηριακών υποδομών στη Δημόσια Λυκειακή Εκπαίδευση. Ξεκίνησε το έτος 1984 – 85 με την ίδρυση των Πολυκλαδικών Λυκείων, που επιχείρησαν τη σύνδεση της γενικής με την επαγγελματική εκπαίδευση. Σε κάθε ένα απ’ τα 25 σχολεία που σταδιακά αναπτύχθηκαν στη χώρα δημιουργήθηκε εργαστήριο Φυσικής, Χημείας και Βιολογίας με υποδομές που συναγωνιζόταν τα αντίστοιχα πανεπιστημιακά εργαστήρια εκπαίδευσης φοιτητών

Την περίοδο 1992 – 1997 εφαρμόζεται πειραματικά σε 245 απ’ τα 1300 περίπου Λύκεια της χώρας το απαιτητικό πρόγραμμα φυσικής PSSC, που έχει ήδη εγκαταλειφτεί στην πρώτη χώρα εφαρμογής του, τις ΗΠΑ. Τα σχολεία που το εφάρμοσαν εξόπλισαν τα εργαστήριά τους με τα απαραίτητα όργανα που προέβλεπε το πρόγραμμα. Παρά την επιχειρηματολογία των υπεύθυνων πως οι μαθητές του προγράμματος είχαν παρόμοιες επιδόσεις στις πανελλαδικές με εκείνες των υπόλοιπων μαθητών που ακολούθησαν πρόγραμμα απόλυτα προσαρμοσμένο σ’ αυτές τις εξετάσεις, το συγκεκριμένο εκπαιδευτικό εγχείρημα με πειράματα εγκαταλείφτηκε

Σημαντική υποστήριξη στην εργαστηριακή διδασκαλία υποσχέθηκε ο θεσμός των ΕΚΦΕ – Εργαστηριακά Κέντρα Φυσικών Επιστημών, που ξεκίνησε τη λειτουργία του με τρία κέντρα την περίοδο 1993 – 96 και το 2003 είχαν αναπτυχθεί 78, ενταγμένα σε κάθε Διεύθυνση Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης της χώρας

Αυτή την περίοδο συντελέστηκε η δημιουργία και ο εξοπλισμός εργαστηρίων σε όλα τα Λύκεια της χώρας. Η εξασφάλιση των διαχρονικά ελλειμματικών υποδομών διευκόλυνε την διεξαγωγή πειραμάτων επίδειξης αλλά και πειραμάτων απ’ τους ίδιους τους μαθητές

Παρά τον εργαστηριακό εξοπλισμό όλων των Λυκείων της χώρας, τα “μετωπικά πειράματα”, αποτελούσαν εξαιρέσεις σε έναν αυστηρό κανόνα θεωρητικής διδασκαλίας των επιστημών. Ένας σοβαρός λόγος που απέτρεψε τη δημιουργία διδακτικής εργαστηριακής παράδοσης ήταν οι όροι που καθορίζουν τα θέματα αλλά και πάλι η απαιτητική προετοιμασία των πανελλαδικών. Την ίδια περίοδο δεν κρίθηκε αναγκαίος ο κεντρικός εργαστηριακός εξοπλισμός των Γυμνασίων

2003 – 2023

Η  διεθνής αποτίμηση των εκπαιδευτικών παρεμβάσεων με πειράματα, η αύξηση των μαθητών από οικογένειες οικονομικών μεταναστών αλλά και πολιτικών προσφύγων απ’ τις χώρες του Υπαρκτού Σοσιαλισμού στα Δημοτικά και τα Γυμνάσια και η αλλαγή πλεύσης της Διδακτικής Φυσικών Επιστημών προς τη Διαθεματικότητα, οδήγησαν στα προγράμματα ΑΠΣ ΔΕΠΠΣ, απ’ το 2003 στα Δημοτικά και τα Γυμνάσια.  Τα εγχειρίδια που βασίστηκαν σ’ αυτά τα προγράμματα διδάσκονται μέχρι σήμερα. Στην ίδια γραμμή, το 2011 εφαρμόστηκαν στην Α Λυκείου οι Ερευνητικές Εργασίες (μέθοδος project) που καταργήθηκε μετά από τρία χρόνια

Υπάρχει επίσης κριτική αρθρογραφία για το μάθημα «Φυσική με Πειράματα», που εδώ και μια δεκαετία διδάσκεται στην πρώτη γυμνασίου και προκρίνει την διαδικαστική μάθηση. Παρά την θεσμική κατοχύρωση των «πειραματικών θεμάτων» στις προαγωγικές εξετάσεις αυτού του μαθήματος, δεν μπόρεσε να αναπαραχθεί η εργαστηριακή επεξεργασία της Φυσικής και τις Χημείας και στις επόμενες γυμνασιακές τάξεις

Οι τρέχουσες θεσμικές προτάσεις που αφορούν τα εργαστήρια συνοψίζονται με τις επόμενες απεικονίσεις

Έχει διατυπωθεί προβληματισμός αν η επεξεργασία δεδομένων που μοιάζουν να έχουν πειραματική προέλευση στις πανελλαδικές εξετάσεις θα οδηγήσει σε ενίσχυση των πειραματικών δραστηριοτήτων στα Λύκεια. Ο αντίλογος προβλέπει αλγοριθμική τυποποίηση των σχετικών προβλημάτων ώστε να περιττεύει η υλοποίηση των αντίστοιχων πειραμάτων στο εργαστήριο. Αυτή η τυποποίηση είναι εμφανής στα «πειραματικά θέματα» των εξετάσεων για την πρόσβαση στο κυπριακό πανεπιστήμιο

Σε άρθρο επισκόπησης εφαρμογών του STEM (Paez κ.α.), όπου εντάσσονται και τα προγραμματιζόμενα ρομπότ για εκπαιδευτική χρήση, προκύπτει ότι πρωταγωνιστούν οι μηχανολογικοί σχεδιασμοί & οι εφαρμογές τους  με ποσοστό 58%, ενώ οι επιστήμες ακολουθούν με ποσοστό μόνον 21%

Το ακόλουθο σχήμα επιχειρεί να συνοψίσει στις συστηματικές παρεμβάσεις των θεσμών για την εργαστηριακή εκπαίδευση των μαθητών στη Μέση Εκπαίδευση

λοιπόν;

Τα πειράματα επίδειξης διαχρονικά αποδίδουν κύρος στην επιστήμη και ενδιαφέρον αλλά και θετικές στάσεις στα ακροατήρια που εισάγονται στην επιστήμη

Οι εφαρμοσμένες εκδοχές της επιστήμης είναι αυτές που επέβαλαν την εργαστηριακή άσκηση ως εκπαιδευτική διαδικασία και παρά τις αρχικές αντιδράσεις των εκπαιδευτικών αρχών των πανεπιστημίων που μέχρι τότε επέλεγαν την θεωρητική εκδοχή της επιστήμης, ώστε να οριοθετούν την εκπαίδευση απ’ την μαθητεία του τεχνίτη. Έτσι προηγήθηκε η εργαστηριακή εκπαίδευση στη Χημεία και καθυστέρησε στη Φυσική

Οι συζητήσεις για την εργαστηριακή εκπαίδευση των μαθητών ήταν ανέκαθεν και παντού έντονη, ακόμα και σε χώρες που παρήγαγαν και συνεχίζουν να παράγουν επιστήμη και τεχνολογία. Οι δυο ανταγωνιστικές παράμετροι της συζήτησης, αφορούν την αύξηση του μαθητικού πληθυσμού και τους κεντρικούς προγραμματισμούς για την παραγωγή επιστημόνων και τεχνολόγων

Οι εργαστηριακές πρακτικές στην εκπαίδευση αξιολογούνται δυσκολότερα απ’ τη θεωρητική γνώση και τις μαθηματικές εφαρμογές της

Η ιδιομορφία χωρών που δεν παρήγαγαν επιστήμη, εντοπίζεται στην έμφαση της θεωρητικής αντιμετώπισης των επιστημών. Ενισχυτικός παράγων στην Ελλάδα ήταν και ο κεντρικός θεσμός των εξετάσεων εισαγωγής στα πανεπιστήμια και μάλιστα, παρά την ικανοποίηση των υλικοτεχνικών προϋποθέσεων που απαιτεί η εκπαίδευση στο σχολικό εργαστήριο

Η επένδυση στα εργαστήρια και τον εξοπλισμό τους δεν έλαβε υπόψη τη μεταβολή των κοινωνικών προτύπων ούτε την αύξηση και την σύσταση του μαθητικού πληθυσμού. Δηλαδή απ’ τη συζήτηση που εξελισσόταν σε χώρες επιστημονικά προηγμένες, ελήφθησαν υπόψη τα μέσα και οι μέθοδοι αλλά όχι και οι προϋποθέσεις που θα τις διευκόλυναν να καρπίσουν

Δεν θα πρέπει να αγνοηθεί η απροθυμία των καθηγητών Φ.Ε. να μετάσχουν στις τακτικές επιμορφώσεις των ΕΚΦΕ και την ανταλλαγή εμπειριών που προσέφερε η συνεύρεση ομοτέχνων, ούτε οι αντιεπαγγελματικοί ανταγωνισμοί για την στελέχωση των Σχολικών Εργαστηρίων με κίνητρο την μικρή ελάττωση του ωραρίου. Όμως η υστέρηση στην εργαστηριακή διδασκαλία δεν μπορεί να αποδοθεί αποκλειστικά στην «εκπαιδευτική αδράνεια», όταν οι εγχώριοι θεσμικοί σχεδιασμοί ξεπέρασαν χωρίς συζήτηση τη διεθνή εμπειρία για τις δυσκολίες που αντιμετωπίζει αυτός ο τύπος της διδασκαλίας και τις συγκυρίες που τον ευνοούν ή τον δυσκολεύουν

Η ανάρτηση ακούμπησε στα ακόλουθα δημοσιεύματα

Η Χημεία στην Ελλάδα και το Γερμανικό Παράδειγμα, Κώστας Ταμπάκης (1860 – 1910) (1)

Φυσική στις Παγκύπριες Εξετάσεις(2006 – 2023), Μ. Παναγιωτόπουλος (2)

Introduction, History and Definitions of Laboratory, America’s  Lab Report: Investigation in High School Science, 2006, NAS – NRC (3)

Ο πρώτος υπολογιστής του δημόσιου τομέα στην υπηρεσία των πρώτων πανελλαδικών εξετάσεων (4)

Το Κέντρο Εποπτικών Οργάνων Διδασκαλίας (1950 – 1990), Κ. Καμπούρης (5)

Ιστορία των ΕΚΦΕ, ΠΑΝΕΚΦΕ (6)

Physics Laboratory, A Historical Overview and Future Perspectives, R. Trumper (7)

What are we talking about when we talk about STEM education? A review of literature, Paez, Morales, Perales & Vilchez –Gonzalez (8)