Διδασκαλία για γνωστική επάρκεια στη φωτοσύνθεση: Μια μελέτη σχεδιασμού εκπαιδευτικού προγράμματος

Το άρθρο παρουσιάζει μια ερευνητική μελέτη σχεδιασμού εκπαιδευτικού προγράμματος (Educational Design Research, EDR) με στόχο την ανάπτυξη «αναγνωστικής επάρκειας/εγγραμματισμός» στη φωτοσύνθεση, δηλαδή την ικανότητα κατανόησης και εφαρμογής γνώσεων γύρω από τη φωτοσύνθεση με σημασία για την αειφορία και σύγχρονα ζητήματα. Το πλαίσιο αυτό μετασχηματίζεται σε πρακτικό πρόγραμμα διδασκαλίας σε τάξεις Γυμνασίου στη Σουηδία, σε συνεργασία με εκπαιδευτικούς βιολογίας. Η ΕDR διαδικασία περιλαμβάνει τρεις φάσεις: πιλοτική εφαρμογή, σχεδιασμός νέας διδασκαλίας και τρεις κύκλους δοκιμής – αξιολόγησης – αναθεώρησης. [Eriksson, A., Olsson, D., & Gericke, N. (2025). Teaching for photosynthesis literacy: an education design research study. Journal of Biological Education, 1–18. https://doi.org/10.1080/00219266.2025.2467764]

Το τελικό πρόγραμμα αποτελείται από δέκα μαθήματα που καλύπτουν τέσσερα θεματικά πλαίσια και 25 μαθησιακούς στόχους. Τα μαθήματα εμπλέκουν βιωματικές δραστηριότητες, ιστορικές προσεγγίσεις και συσχετισμό με πραγματικά οικολογικά προβλήματα. Στοχεύουν να καταρρίψουν γνωστικές προσκολλήσεις και παρανοήσεις της φωτοσύνθεσης, όπως την απλοϊκή εικόνα χλωροφύλλης ως «ενεργειακού εργοστασίου». Η μεθοδολογία βασίζεται στη συνεργασία ερευνητών και εκπαιδευτικών (research‑practice partnership), όπου ο σχεδιασμός γίνεται από κοινού με συνεχείς ανατροφοδοτήσεις και αλλαγές, ώστε να ταιριάζει στο σχολικό περιβάλλον και τις ανάγκες των μαθητών/μαθητριών. Οι μαθητές/μαθήτριες συμμετέχουν ενεργά, π.χ. μέσω εκδρομών σε δάσος όπου παρατηρούν φωτοσυνθετικές διαδικασίες, ενώ οι δραστηριότητες συνδέονται με θέματα βιωσιμότητας, π.χ. αλλαγή κλίματος, παραγωγή τροφής και βιοενέργεια.

Κατά την πιλοτική εφαρμογή εντοπίστηκαν βασικές παρανοήσεις, π.χ. η φωτοσύνθεση ως αποκλειστική διαδικασία των φύλλων ή συγχύσεις μεταξύ πρώτων υλών και προϊόντων. Το πρόγραμμα αναθεωρήθηκε για να στοχεύει συγκεκριμένα σε αυτές τις παρανοήσεις, με δραστηριότητες εμπέδωσης μέσω σχεδιαστικών μοντέλων, ιστορικής προσέγγισης και προβληματοποίησης. Οι αξιολογήσεις των τριών κύκλων εφαρμόσθηκαν με συνεντεύξεις μαθητών/μαθητριών, χρήσης αναστοχαστικών φύλλων εργασίας και παρατήρησης τάξης. Κάθε κύκλος αξιολόγησης οδήγησε σε ανανέωση του σχεδίου διδασκαλίας, έως ότου ολοκληρώθηκε ένα πλήρως τεκμηριωμένο πρόγραμμα δέκα μαθημάτων. Το άρθρο τεκμηριώνει πώς το περιεχόμενο έγινε πιο ουσιαστικό, συνδεδεμένο με την καθημερινή εμπειρία των μαθητών/μαθητριών και πιο αλληλεπιδραστικό από τη συμβατική διδασκαλία.

Η προσέγγιση της διδασκαλίας ενσωματώνει τρεις όψεις της επιστημονικής παιδείας: γνώση της διαδικασίας (Vision I), κατανόηση του ρόλου της φωτοσύνθεσης στη βιωσιμότητα (Vision II), και ικανότητα λήψης αποφάσεων σε πρακτικά κοινωνικά ζητήματα (Vision III). Μάλιστα, παρουσιάζεται ένα σχεδιάγραμμα διδασκαλίας (flowchart) που απεικονίζει τις φάσεις σχεδιασμού, εφαρμογής και ανάλυσης στην τάξη. Οι συγγραφείς συμπεραίνουν ότι η συνειδητοποίηση της κοινωνικής διάστασης της φωτοσύνθεσης – π.χ. επίδραση στην κλιματική αλλαγή, βιοενέργεια, ασφάλεια τροφίμων – ενισχύει την κατανόηση και τη μαθητική εμπλοκή. Τονίζεται επίσης ότι η καλή σχεδίαση επιτρέπει αντιμετώπιση γνωστικών εμποδίων, μειώνει την απογοήτευση των μαθητών/μαθητριών και προωθεί βιώσιμη επιστημονική σκέψη.

Συνολικά, η μελέτη αποτελεί παράδειγμα EDR στο πεδίο της βιολογικής εκπαίδευσης, με αυξανόμενη ακαδημαϊκή και σχολική πρακτική αξία Η τελική πρόταση διδασκαλίας είναι προσβάσιμη και επαναχρησιμοποιήσιμη από άλλους εκπαιδευτικούς, συμβάλλοντας στο διεθνές γίγνεσθαι της επιστημονικής παιδείας.

Εκπαιδευτική αξιοποίηση για Βιολογία Λυκείου

Διερευνητική Δραστηριότητα

Τίτλος: “Πού πάει η φωτοσύνθεση; Από το δάσος στην αλλαγή του κλίματος”

Διερευνητική δεξιότητα: Διατύπωση υποθέσεων & αξιολόγηση μέσω πραγματικών δεδομένων

Αναλυτικά βήματα:

1. Ερέθισμα: Βιντεοσκοπημένη εκδρομή σε πράσινο χώρο, όπου οι μαθητές/μαθήτριες παρατηρούν δέντρο και συζητούν τον κύκλο CO₂–O₂–ενέργειας.
2. Υπόθεση: Ερωτώνται: Πώς συμβάλλει στη μείωση CO₂ και πώς συνδέεται με υπερθέρμανση;
3. Συλλογή δεδομένων: Δίνουν στους μαθητές πίνακα (υποθετικό, βασισμένο στο άρθρο) με μερίδιο της φωτοσύνθεσης στην απορρόφηση CO₂.
4. Ανάλυση: Χρησιμοποιούν απλές πράξεις για να υπολογίσουν % συμμετοχής και παρουσιάζουν γραφικά.
5. Συμπεράσματα: Διατυπώνουν τεκμηριωμένες απαντήσεις για τον ρόλο της φωτοσύνθεσης στην αβελτίωση του κλίματος.
6. Αναστοχασμός: Διαμορφώνουν κείμενο: «Για μένα η φωτοσύνθεση είναι…» με βάση τη νέα τους αντίληψη.

Διαφοροποιημένη Δραστηριότητα

Τίτλος: “Καλλιέργεια βιωσιμότητας: Το infographic των 3 οπτικών”

Περιεχόμενο & Εφαρμογή: Οι μαθητές/μαθήτριες επιλέγουν να παρουσιάσουν την ίδια θεματική – π.χ. «φωτοσύνθεση & δικαιοσύνη διατροφής» – με διαφορετικούς τρόπους:

Προσέγγιση	Περιεχόμενο	Εργαλεία
Οπτική (οπτικοχωρική)	Infographic με εικόνα φωτοσύνθεσης και επιπτώσεις	Canva, ζωγραφική
Πρακτική/μελέτη	Σχεδιάζουν τομείς (μοντέλο) που δείχνουν δίαιτα vs φωτοσύνθεση	χαρτόνι, σύγκριση
Προφορική	Podcast/ηχητικό: συνέντευξη με «φυτό-ειδήμονα» σχολίας	κινητό, Audacity
Κειμενική	Μίνι δοκίμιο: «Η φωτοσύνθεση ως πολιτικό/κοινωνικό θέμα»	Word, Google Docs

Οδηγίες για εφαρμογή:

1. Επιλογή θέματος από μαθητή/μαθήτρια (π.χ. ενέργεια, τρόφιμα).
2. Υποστήριξη με 3 πρότυπα (παράδειγμα infographic, ερωτήσεις συνέντευξης, δοκίμιο).
3. Παρουσίαση στην τάξη + σύντομο Q&A από συμφοιτητές/τριες.
4. Αξιολόγηση: σαφήνεια, σύνδεση με πραγματικότητα, δημιουργικότητα.