Μεθοδολογία σχεδιασμού και εκτέλεσης

Μεθοδολογία σχεδιασμού και εκτέλεσης

Το πειραματικό πρόγραμμα ΙΠΠΟΔΑΜΟΣ βασίζεται στη διασύνδεση των σχολείων με το διαδίκτυο, τη συστηματική διεξαγωγή ατμοσφαιρικών μετρήσεων με αυτόματο μετεωρολογικό σταθμό και την αξιοποίηση των δεδομένων των μετρήσεων μέσα από μαθησιακές δραστηριότητες. Για την υλοποίησή του διερευνήθηκαν, σχεδιάστηκαν και αναπτύχθηκαν όλες οι συνιστώσες που συνθέτουν ένα τέτοιο δίκτυο και που έχουν σχέση με τα ακόλουθα:

τον απαραίτητο εξοπλισμό,

το λογισμικό που απαιτείται,

τις μαθησιακές δραστηριότητες,

το κατάλληλο εκπαιδευτικό υλικό,

την κατάρτιση των εκπαιδευτικών που συμμετέχουν στο Πρόγραμμα,

την πειραματική εφαρμογή στην τάξη,

την τεχνική και επιστημονική υποστήριξη των σχολείων,

την αξιολόγηση του προγράμματος.

Η επιλογή των σχολείων του προγράμματος έγινε σε συνεννόηση με το ΥΠΕΠΘ και το Παιδαγωγικό Ινστιτούτο. Την επιστημονική ευθύνη του Προγράμματος έχει το Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών. Συγκεκριμένα: το Εργαστήριο Φυσικής του Ατμοσφαιρικού Περιβάλλοντος του Τμήματος Φυσικής έχει την ευθύνη όλων των θεμάτων που αφορούν τις ατμοσφαιρικές μετρήσεις και το Τμήμα Πληροφορικής την ευθύνη για τα συστήματα πληροφορικής και επικοινωνιών.

Στο πρόγραμμα συμμετέχουν, εκτός από την επιστημονική ομάδα, δύο καθηγητές από κάθε σχολείο (ένας τεχνολόγος και ένας της πληροφορικής) και τρεις εκπαιδευτικοί από το ΥΠΕΠΘ.

Το σύστημα επικοινωνιών του Προγράμματος ΙΠΠΟΔΑΜΟΣ βασίζεται στο συνεχώς επεκτεινόμενο παγκόσμιο δίκτυο Internet και διασυνδέει τα σχολεία που συμμετέχουν στο πρόγραμμα μεταξύ τους. Ουσιαστικά εξυπηρετεί τις τρεις ομάδες-στόχους που εμπλέκονται στο πρόγραμμα: μαθητές, καθηγητές και επιστήμονες παρέχοντάς τους τις παρακάτω υπηρεσίες:

εισαγωγή & αποθήκευση των μετρήσεων που συνέλεξαν τα σχολεία του προγράμματος από τους αυτόματους μετεωρολογικούς σταθμούς σε ενιαία βάση δεδομένων,

παροχή πρόσβασης στα δεδομένα και διανομή τους με σκοπό την ανάλυση ή σύγκριση,

παροχή οπτικοποιημένων αναπαραστάσεων των δεδομένων,

επικοινωνία μαθητών με άλλα σχολεία και επιστήμονες-εμπειρογνώμονες,

ανταλλαγή εκπαιδευτικού υλικού,

συζήτηση και ανταλλαγή εμπειριών μεταξύ των εκπαιδευτικών,

επικοινωνία με την επιστημονική ομάδα υποστήριξης του προγράμματος,

παρουσίαση του προγράμματος μέσω σελίδων στο WWW,

διασύνδεση με άλλα δίκτυα,

τεχνική υποστήριξη καθηγητών και μαθητών του Προγράμματος σε θέματα πληροφορικής, τεχνολογίας και περιβαλλοντικής αγωγής.

Η πειραματική εφαρμογή του ΙΠΠΟΔΑΜΟΣ στηρίζεται σε μετρήσεις ατμοσφαιρικών παραμέτρων. Η μελέτη της ατμόσφαιρας παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τους μαθητές καθώς αποτελείται από παραμέτρους που περιγράφουν τις καιρικές συνθήκες και επηρεάζουν την καθημερινή ζωή των κατοίκων των πόλεων ή της υπαίθρου αλλά και καθορίζουν σε σημαντικό βαθμό την ασφάλεια μιας σειράς από ανθρώπινες δραστηριότητες.

Οι μετρήσεις των παραμέτρων της ατμόσφαιρας πραγματοποιούνται από αυτόματο μετεωρολογικό σταθμό (το κόστος του είναι μικρό, ώστε να είναι προσιτό από κάθε σχολείο). Οι παράμετροι που μετρώνται είναι η θερμοκρασία και η υγρασία του αέρα, η ατμοσφαιρική πίεση, η βροχόπτωση και η ένταση και διεύθυνση του ανέμου. Ο αυτόματος μετεωρολογικός σταθμός καταγράφει συνεχώς τις μέσες ωριαίες τιμές των ατμοσφαιρικών παραμέτρων και δεν απαιτείται κατά τη λήψη των μετρήσεων η παρουσία των μαθητών. Η νεφοκάλυψη (είδος νεφών και ποσοστό νεφοκάλυψης) προσδιορίζεται μόνο από τους μαθητές με παρατήρηση του ουρανού. Ολες οι παραπάνω παράμετροι είναι θεμελιώδεις για την πρόγνωση του καιρού μιας περιοχής και τον καθορισμό του κλίματος και μπορούν να δώσουν σημαντικές πληροφορίες για τον πλανήτη που ζούμε.

Για το σκοπό του προγράμματος αναπτύχθηκαν εγχειρίδια με θέμα «Η ατμόσφαιρα της γης», πρωτόκολλα μετρήσεων στην ατμόσφαιρα, μαθησιακές δραστηριότητες και φύλλα εργασίας για τον μαθητή.

Στο εγχειρίδιο «Η ατμόσφαιρα της γης» δίνονται οι ορισμοί και η φυσική των παραμέτρων της ατμόσφαιρας και τονίζεται η σημαντικότητα της μέτρησής τους, προτείνονται θέματα για συζήτηση και πρόσθετη έρευνα για την αξιολόγηση των μαθητών.

Η συγγραφή και ανάπτυξη των πρωτοκόλλων της θερμοκρασίας και της υγρασίας του αέρα, της ατμοσφαιρικής πίεσης, της βροχόπτωσης, της νεφοκάλυψης (είδος νεφών και ποσοστό νεφοκάλυψης) και του ανέμου (ένταση και διεύθυνση) ακολουθεί ενιαία μορφή συγγραφής και στηρίζεται στην καταγραφή των μετρήσεων από τον αυτόματο μετεωρολογικό σταθμό. Παρουσιάζεται στην αρχή ο αυτόματος μετεωρολογικός σταθμός και περιγράφεται στη συνέχεια αναλυτικά η διαδικασία της διεξαγωγής των μετρήσεων

Οι μαθησιακές δραστηριότητες εστιάζονται στην εκμετάλλευση των μετρήσεων, οι οποίες υπάρχουν στο αρχείο δεδομένων. Σημαντικότατη είναι η εστίαση στη μελέτη των χρονοσειρών των μετρήσεων για τη εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων που βοηθούν στην κατανόηση της θεωρίας. Για τη μελέτη των χρονοσειρών προτείνεται η κατασκευή γραφικών παραστάσεων των μετρούμενων παραμέτρων, που χωρίς να εμπλέκουν το μαθητή σε δυσνόητες μαθηματικές εξισώσεις, δίνουν με σαφήνεια - τουλάχιστον σε απλές εφαρμογές - την ποιοτική συμπεριφορά των ατμοσφαιρικών παραμέτρων.

Κύριος σκοπός της εκπαίδευσης των καθηγητών είναι να καταρτίσει τους εκπαιδευτικούς των Σχολείων του Προγράμματος, ώστε να είναι ικανοί να πραγματοποιήσουν το Πρόγραμμα ΙΠΠΟΔΑΜΟΣ στην τάξη, τόσο στον τομέα των ατμοσφαιρικών μετρήσεων όσο και στον τομέα της εισαγωγής μέσα στο δίκτυο ορισμένων δεδομένων που προκύπτουν από τις μετρήσεις, την επισκόπηση και μελέτη τους, την ανάλυση δεδομένων άλλων σχολείων και τέλος την επικοινωνία με άλλα σχολεία και την ομάδα υποστήριξης.

Το Πανεπιστήμιο Αθηνών και ιδιαίτερα τα Τμήματα Πληροφορικής και Φυσικής έχουν διαθέσει τον απαραίτητο κεντρικό εξοπλισμό (όπως τον κεντρικό εξυπηρετητή του Προγράμματος και τα απαραίτητα εργαλεία λογισμικού) καθώς και την βασική υποδομή για την απρόσκοπτη λειτουργία του προγράμματος. Επίσης, η ανάπτυξη του απαραίτητου λογισμικού για την κεντρική βάση δεδομένων, την προσπέλασή της μέσω του WWW και η δημιουργία σε πραγματικό χρόνο μέσω του WWW οπτικοποιήσεων των δεδομένων έχουν υλοποιηθεί από το Τμήμα Πληροφορικής του Πανεπιστημίου Αθηνών.

Στις εγκαταστάσεις του Πανεπιστημίου Αθηνών στην Πανεπιστημιόπολη έχει γίνει το σεμινάριο κατάρτισης των εκπαιδευτικών των σχολείων του Προγράμματος.