ΕΚΘΕΣΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΩΝ ΤΟΥ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΧΙΩΤΕΛΗ ΙΩΑΝΝΗ
Στοιχεία των συμμετεχόντων εκπ/κων
Ονοματεπώνυμο: Χιωτέλης Ιωάννης
Κλάδος: ΠΕ 04.01
Στοιχεία του φορέα (σχολείου)
Επωνυμία συμμετέχοντος οργανισμού: Πρότυπο Πειραματικό Γυμνάσιο Πατρών
Ταχ. Διεύθυνση: Άθω και Αξαρλιάν 1, 26226
Τηλέφωνο: 2610 333287
e-mail: gympeirp@sch.gr
Προετοιμασία της επίσκεψης
Οι συμμετέχοντες κλήθηκαν να εγκαταστήσουν στους ατομικούς τους υπολογιστές εκπαιδευτικά λογισμικά όπως το Stellarium, Celestia, SalsaJ, Alantin κ.α. Επίσης, τους ζητήθηκε να αποθηκεύσουν στον υπολογιστή τους πειραματικά δεδομένα από πραγματικές πειραματικές μετρήσεις. Τις μετρήσεις αυτές θα επεξεργάζονταν αργότερα κατά την επιμορφωτική δράση.
Περιγραφή της επίσκεψης
Αρχικά, μετά την υποδοχή μας και την ξενάγηση στο Lorentz Center, μας έγιναν εισηγήσεις στα προγράμματα Galileo Teachers Training Program (GTTP) και ESA Education που συνδιοργάνωναν την εκπαιδευτική δραστηριότητα. Μας παρουσιάστηκε το εκπαιδευτικό εργαλείο Stellarium, το πιο πλήρες λογισμικό μελέτης αστρονομικών φαινομένων και ουράνιων σωμάτων. Η παρουσίαση περιελάμβανε και πρακτική άσκηση στους ατομικούς υπολογιστές, ενώ μελετήθηκαν φαινόμενα όπως έκλειψη Ηλίου, Σελήνης, διάβαση της Αφροδίτης από τον Ήλιο, φάσεις της Σελήνης, φάσεις της Αφροδίτης, κίνηση του ουράνιου θόλου γύρω από τον Πολικό Αστέρα.
Κατόπιν έγινε εισαγωγή στο πρόγραμμα SalsaJ επεξεργασίας αστρονομικών εικόνων. Το δωρεάν λογισμικό SalsaJ δίνει τη δυνατότητα επιστημονικής μελέτης εικόνων που λαμβάνονται από τηλεσκόπια και εξαγωγή συμπερασμάτων, ενώ χαρακτηρίζεται ως απόλυτα ακριβές επιστημονικό εργαλείο. Με το λογισμικό αυτό μπορεί κάποιος ερευνητής να μεταβάλλει τη φωτεινότητα αστρονομικών εικόνων, τη χρωματική σύνθεση, αλλά να προχωρήσει και σε πιο σύνθετες διεργασίες, όπως κατακόρυφες τομές στο ανάγλυφο (π.χ. μιας επιφάνειας πλανήτη) ή και οριζόντιες τομές. Παράλληλα, το SalsaJ προσφέρει τη δυνατότητα δημιουργίας μικρών ταινιών από διαδοχικές εικόνες που μπορούν να δώσουν απεικονιστικές παραστάσεις αστρονομικών φαινομένων (π.χ. περιστροφή φυσικών δορυφόρων γύρω από πλανήτες) και συνεπακόλουθη επιστημονική επεξεργασία.
Ακολούθησε εισαγωγική ομιλία του Mark McCaughrean, ESA Senior Scientific Adviser, που παρουσίασε το 10ετές εγχείρημα προσεδάφισης σε κομήτη με την αποστολή Rosetta. Η πραγματικά εντυπωσιακή εισήγηση του Mark McCaughrean μας ταξίδεψε στην μακρόχρονη και κοπιαστική προσπάθεια προσεδάφισης σε ένα εξωτικό σώμα, όπως ο κομήτης. Το να γνωρίζεις τον άνθρωπο που συμμετείχε στην ομάδα σχεδίασης, συντονισμού και υλοποίησης του μεγαλύτερου επιστημονικού επιτεύγματος του 2014, δίνει μια ιδιαίτερη ποιότητα στο πρόγραμμα της επιμορφωτικής δράσης. Παράλληλα, στους συμμετέχοντες δίνεται η δυνατότητα προσέγγισης ενός ανθρώπου που υπήρξε οραματιστής και κατάφερε να δει το όραμά του να υλοποιείται.
Τη δεύτερη μέρα (Τρίτη 9 Δεκεμβρίου 2014) του επιμορφωτικού συνεδρίου ξεκινήσαμε με εισήγηση της Rosa Doran διακεκριμένης αστρονόμου και παιδαγωγού σχετικά με τις μαύρες τρύπες. Η εισήγηση περιελάμβανε τόσο θεωρητική προσέγγιση, όσο και πειραματική ανίχνευση μελανών οπών. Στη συνέχεια παρουσιάστηκε από την ίδια εισηγήτρια το παγκόσμιο πρόγραμμα ανίχνευσης μελανών οπών που υλοποιείται σε σχολεία, με τίτλο: “Black Holes in my school”. Αυτό το πρόγραμμα εντάσσει σχολικές μονάδες και μαθητές σε ερευνητική διαδικασία υψηλού επιπέδου. Επειδή, η αναζήτηση και ο εντοπισμός μελανών οπών είναι λεπτομερής και κοπιώδης εργασία που προκύπτει από επεξεργασία τεράστιου όγκου πληροφοριών, η εργασία μοιράζεται σε μεγάλο αριθμό ερευνητικών ομάδων-σχολείων.
Στο ίδιο μοτίβο παρουσιάστηκαν προγράμματα και ερευνητικές εργασίες που μπορούν να υλοποιηθούν στο σχολείο μέσα από την εισήγηση “Space Projects in your School” με τη χρήση του λογισμικού Stellariun και του SalsaJ. Χρησιμοποιώντας αυτά τα δυο λογισμικά μπορούν τα σχολεία να λάβουν μέρος σε μεγάλες ερευνητικές προσπάθειες που υλοποιούνται από μεγάλο αριθμό ερευνητικών κέντρων. Τέλος, παρουσιάστηκε το εκπαιδευτικό μοντέλο της διερευνητικής μάθησης. Η πλατφόρμα ODS σχεδιάστηκε ώστε να μπορεί να φιλοξενήσει εκπαιδευτικά σενάρια διερευνητικής μάθησης. Ειδικά, στην αστρονομία με τη χρήση των εκπαιδευτικών λογισμικών μπορούν να συνταχθούν ενδιαφέροντα εκπαιδευτικά σενάρια στηριζόμενα στα στάδια της διερευνητικής μάθησης. Η διερευνητική μάθηση φαίνεται να είναι η ιδανική τεχνική διδασκαλίας των φυσικών επιστημών και κερδίζει ολοένα και μεγαλύτερο έδαφος στη διδασκαλία τους.
Την τρίτη ημέρα (Τετάρτη 10 Δεκεμβρίου 2014) υλοποιήσαμε πρακτική άσκηση στα πειραματικά δεδομένα-αρχεία που συλλέγει ο δορυφόρος SOHO. Ο δορυφόρος SOHO συλλέγει εικόνες του ηλιακού δίσκου σε διάφορα μήκη κύματος και με διάφορα φίλτρα. Τα πειραματικά αυτά δεδομένα συλλέγονται και αποθηκεύονται σε ηλεκτρονικά αρχεία διαθέσιμα στο κοινό προς επεξεργασία. Μας παρουσιάστηκε το ηλεκτρονικό αποθετήριο και στη συνέχεια μας έγινε αναλυτική προβολή του τρόπου επεξεργασίας των δεδομένων. Στη συνέχεια αναπτύχθηκε και παρουσιάστηκε το σχολικό πρόγραμμα επεξεργασίας των πειραματικών δεδομένων από το οποίο μαθητές μπορούν με πολύ απλό τρόπο να υπολογίσουν την ταχύτητα περιστροφής του Ηλίου και να εμβαθύνουν στη φυσική του Ηλίου, όπως στην φυσική των ηλιακών κηλίδων και της διαφορικής κίνησης του ηλιακού δίσκου. Στο τέλος κληθήκαμε εμείς οι ίδιοι μέσα από τους προσωπικούς μας υπολογιστές να πραγματοποιήσουμε το συγκεκριμένο project και να προτείνουμε αντίστοιχες δράσεις.
Στη συνέχεια της τρίτης ημέρας, μας έγινε εισαγωγή στα εκπαιδευτικά σενάρια AstroEDU τα οποία υποστηρίζονται από τη Διεθνή Αστρονομική Εταιρία (IAU) και αφορούν ερευνητικές εργασίες που σχετίζονται με την παρατήρηση του νυχτερινού ουρανού, μετρήσεις φωτορύπανσης, μελέτη του σεληνιακού ανάγλυφου, αστρονομικές μετρήσεις, όπως διαστάσεις ουράνιων σωμάτων (μέθοδος Ερατοσθένη κτλ.). Όλα αυτά τα εκπαιδευτικά σενάρια και εργαλεία συνδυάζονται αρμονικά με την εκπαιδευτική διαδικασία και τα αναλυτικά προγράμματα του ελληνικού Γυμνασίου και Λυκείου, ενώ εμπλουτίζουν ήδη υπάρχοντα πρότυπα διδασκαλίας και εισάγουν δοκιμασμένες πρακτικές ευρωπαϊκών σχολείων στο ελληνικό εκπαιδευτικό σύστημα. Εν κατακλείδι τα παρουσιαζόμενα εκπαιδευτικά σενάρια και πρότυπα χαρακτηρίζονται από υψηλή εκπαιδευτική ποιότητα, καινοτομία, διαδραστικότητα, πρωτοτυπία και πρωτοπορία.
Στη συνέχεια της τρίτης μέρας παρουσιάστηκαν από τον Limaye Sanjay (Space Science and Engineering Center, UW – Madison USA) τα τελευταία πειραματικά δεδομένα στην εξερεύνηση του πλανήτη Αφροδίτη. Δεν παρουσιάστηκαν όμως μόνο τα πειραματικά δεδομένα, αλλά και διαδραστικά εκπαιδευτικά εργαλεία επεξεργασίας των δεδομένων. Από δορυφορικές εικόνες των νεφών της Αφροδίτης, έγινε δυνατός ο υπολογισμός της ταχύτητας περιστροφής της Αφροδίτης. Το λογισμικό είναι εξαιρετικά απλό, εύχρηστο και προσιτό σε μαθητές. Ο Limaye Sanjay παρουσίασε δημοσιευμένη επιστημονική εργασία, με πειραματικά δεδομένα επεξεργασμένα από μαθητές σχολείου. Η διαδικασία αυτή πραγματικά αποτελεί την πεμπτουσία της διασύνδεσης σχολείου-έρευνας.
Το βράδυ της τρίτης ημέρας, επισκεφθήκαμε το παλαιό Αστεροσκοπείο του Leiden, όπου παρατηρήσαμε τον ουράνιο θόλο με τα τηλεσκόπια του, ενώ ξεναγηθήκαμε στους χώρους του ιστορικού αστεροσκοπείου. Είδαμε τα τηλεσκόπια με τα οποία εργάστηκε ο Hertzsprung για τη δημιουργία της ακολουθίας των αστέρων. Επίσης, γνωρίσαμε τις πρώτες τεχνικές απεικόνισης αστέρων και είδαμε μερικές από τις πρώτες φωτογραφίες νεφελωμάτων. Επισκεφθήκαμε την ιστορική βιβλιοθήκη του αστεροσκοπείου και τη μόνιμη επιστημονική έκθεση με αστρονομικά εκθέματα, μεταξύ των οποίων και ένα από τα πρώτα αυτοσχέδια ραδιοτηλεσκόπια. Η βραδιά έκλεισε με το δείπνο του συνεδρίου.
Την τέταρτη ημέρα του συνεδρίου (Πέμπτη 11 Δεκεμβρίου 2014) ξεκινήσαμε με πρακτικές εφαρμογές και πειράματα που μπορούν να εφαρμοστούν στην τάξη και να οδηγήσουν σε σημαντικά επιστημονικά αποτελέσματα. Έτσι, μετά από μια εισηγητική ομιλία για τους κομήτες και τη φύση τους, δημιουργήσαμε στο εργαστήριο μικρούς κομήτες με υλικά από τα οποία είναι κατασκευασμένοι οι πραγματικοί κομήτες. Επίσης, μελετήσαμε τους κρατήρες που έχουν κατακλύσει την επιφάνεια της Σελήνης, αλλά εντοπίσαμε και κρατήρες στην επιφάνεια της Γης που έχουν προκαλέσει βιβλικές καταστροφές. Με τη βοήθεια καθημερινών υλικών, όπως αλεύρι, μπίλιες, και χρώμα ζαχαροπλαστικής προσομοιάσαμε προσκρούσεις μετεωριτών στις επιφάνειες πλανητών. Όμως η φαινομενικά απλή αυτή διαδικασία σχετίζεται με επιστημονικά συμπεράσματα, όπως το μέγεθος κρατήρα σε σχέση με την ταχύτητα (ορμή- ενέργεια) και τη γωνία πρόσκρουσης. Καταγράφοντας το βάθος του κρατήρα κάθε φορά, μεταβάλλοντας το ύψος πρόσπτωσης του μετεωρίτη μπορούμε να σχεδιάσουμε τη γραφική παράσταση ταχύτητας – βάθους κρατήρα και άρα της προκαλούμενης πιθανής καταστροφής.
Στη συνέχεια μας παρουσιάστηκε το λογισμικό “Down2earth” που προσομοιάζει την πρόσκρουση κομήτη στην επιφάνεια της Γης. Προσδιορίζοντας το μέγεθος του μετεωρίτη, τη σύστασή του, την ταχύτητά του, τη γωνία πρόσπτωσης και το έδαφος πρόσκρουσης, το λογισμικό προσδιορίζει σε χάρτη του Google Maps το μέγεθος του αναμενόμενου κρατήρα. Ένα εκπαιδευτικό εργαλείο που μπορεί εύκολα να εφαρμοστεί στην τάξη και να δώσει στους μαθητές μια εικόνα του πραγματικού μεγέθους των καταστροφών που μπορούν να προκληθούν από πτώσεις μετεωριτών. Αμέσως μετά ο Fred Jansen ο ESA Rosetta Mission Manager μας εισήγαγε στα φανερά και μυστικά της αποστολής Rosetta της ESA, της αποστολής που χαρακτηρίστηκε το κορυφαίο επιστημονικό επίτευγμα του 2014. Είναι πραγματικά εντυπωσιακό να επιμορφώνεσαι από τους κορυφαίους επιστήμονες σε παγκόσμιο επίπεδο και να πληροφορείσαι από «πρώτο χέρι» για τα μεγάλα επιτεύγματα της ανθρωπότητας.
Κλείνοντας την τέταρτη ημέρα του συνεδρίου, μας παρουσιάστηκε το παγκόσμιο εκπαιδευτικό δίκτυο Faulkes Telescope, που δίνει τη μοναδική δυνατότητα σε εκπαιδευτικούς και μαθητές να χρησιμοποιήσουν ρομποτικά τηλεσκόπια εξ αποστάσεως και να κάνουν παρατηρήσεις υψηλού επιστημονικού επιπέδου. Το πρόγραμμα αυτό εισάγει τους μαθητές στην επιστημονική μέθοδο, στον πειραματισμό και στην εξαγωγή συμπερασμάτων. Οι μαθητές μπορούν να σχεδιάσουν και να εκτελέσουν τα δικά τους πειράματα, να εξάγουν συμπεράσματα και να επεξεργαστούν πειραματικά δεδομένα. Οι εκπαιδευτικοί μπορούν να δημιουργήσουν τα δικά τους εκπαιδευτικά σενάρια και να εμπλουτίσουν το εκπαιδευτικό τους πλαίσιο. Τέλος, η τέταρτη ημέρα έκλεισε με συζήτηση και ανατροφοδότηση πάνω στα πεπραγμένα όλων των ημερών.
Την πέμπτη και τελευταία μέρα του συνεδρίου (Παρασκευή 12 Δεκεμβρίου 2014) ξεκινήσαμε με πειραματικές διαδικασίες. Μοντελοποιήσαμε πειραματικά τις αποστάσεις μεταξύ των πλανητών, τη θεωρία της σχετικότητας και τη δημιουργία κομητών και κρατήρων. Οι πειραματικές, πρακτικές μοντελοποιήσεις, έχουν σημαντικό αντίκτυπο στον εμπλουτισμό της εκπαιδευτικής πρακτικής, ενώ βοηθάνε καθοριστικά στην κατανόηση αφηρημένων θεωρητικών εννοιών. Το ίδιο συνέβη και στη συνέχεια, με μοντελοποίηση δεδομένων από τον πλανήτη Αφροδίτη. Μετά από την παρουσίαση της τρίτης ημέρας, τώρα κληθήκαμε να πραγματοποιήσουμε εμείς την επεξεργασία των πειραματικών δεδομένων και να εξάγουμε πληροφορίες. Μας ζητήθηκε ο υπολογισμός της ταχύτητας περιστροφής των νεφών της Αφροδίτης και τα αποτελέσματα καταγράφηκαν σε βάση δεδομένων.
Αντίκτυπος της δραστηριότητας
Ο αντίκτυπος της δραστηριότητας αφορά τα ακόλουθα επίπεδα. Σε επίπεδο σχολικής μονάδας οι μαθητές μέσα από τα Εκπαιδευτικά Προγράμματα, τους Ομίλους Αριστείας και τις Δράσεις που θα επιβλέψουμε θα γνωρίσουν τα νέα εκπαιδευτικά εργαλεία. Σε επίπεδο παραγωγής εκπαιδευτικού υλικού θα προχωρήσουμε σε δημιουργία εκπαιδευτικών σεναρίων με φύλλα εργασίας και εκπαιδευτικές δραστηριότητες. Παράλληλα, σε επίπεδο διασχολικής διάχυσης της γνώσης, σχεδιάζουμε να υλοποιήσουμε ημερίδα παρουσίασης των νέων εκπαιδευτικών εργαλείων. Ως τελικό παραδοτέο τέλος του προγράμματος ERASMUS+ KA1 είναι η υλοποίηση θερινού σχολείου για εκπαιδευτικούς και μαθητές.
Βιωσιμότητα-διάδοση και αξιοποίηση των αποτελεσμάτων
Το πρόγραμμα ESA Education θεωρείται ένα από τα πιο καλά οργανωμένα και αναπτυγμένα, με σαφή προσανατολισμό στην εκπαίδευση και διάδοση της επιστήμης. Το πρόγραμμα Galileo Teachers Training Program (GTTP) είναι επίσης ένα γοργά αναπτυσσόμενο δίκτυο καθηγητών και σχολείων σε ολόκληρο τον κόσμο με προσανατολισμό διάδοσης της επιστήμης σε σχολεία. Οι καινοτόμες δράσεις εισαγωγής hands-on διδασκαλιών, βιωματικών δραστηριοτήτων και ΤΠΕ στην εκπαίδευση είναι μερικοί από τους άξονες δραστηριοποίησης των καθηγητών Galileo. Μετά τη συμμετοχή μου στο εν λόγω εργαστήριο έχω χαρακτηριστεί πλέον ως καθηγητής Galileo, ιδιαίτερος χαρακτηρισμός σε εθνικό επίπεδο. Τα εκπαιδευτικά εργαλεία που μας παρουσιάστηκαν μπορούν να εφαρμοστούν στην τάξη και προσομοιάζουν την ερευνητική μεθοδολογία που ακολουθείται από τα μεγάλα ερευνητικά κέντρα. Αυτό είναι ένα από τα σύγχρονα εκπαιδευτικά ζητούμενα, καθώς επιδιώκουμε να συνδέσουμε το σχολείο με την έρευνα και να καταστήσουμε τους μαθητές μικρούς ερευνητές.
Προκλήσεις και δυσκολίες που συναντήσατε: Δεν συνάντησα ιδιαίτερες δυσκολίες
Παρατηρήσεις και προτάσεις: Η βασική πρότασή μου είναι ότι πρέπει να περιορίσουμε τη γραφειοκρατία και να ελαστικοποιήσουμε τα ασφυκτικά χρονικά όρια. Η ουσία είναι στην επιμορφωτική δράση και ο στόχος να επιμορφωθούν όσο το δυνατόν περισσότεροι εκπαιδευτικοί για μια νέα διαφορετική παιδεία.
