Η ραγδαία ανάπτυξη της ηλεκτρονικής τεχνολογίας δημιουργεί νέους προβληματισμούς και ερωτήματα σχετικά με την εισαγωγή της στην εκπαίδευση, τις νέες δυνατότητες που παρέχει, τους νέους ρόλους που διαμορφώνει αλλά και τα μεθοδολογικά και παιδαγωγικά ζητήματα που προκύπτουν από αυτή τη χρήση.

Στο παρακάτω κείμενο παρουσιάζεται μια διδακτική πρόταση στην περίπτωση των Φυσικών Επιστημών με τη χρήση νέων τεχνολογιών. H διδακτική πρόταση βασίζεται στην εποικοδομητική προσέγγιση η οποία δίνει ιδιαίτερη σημασία στις υπάρχουσες ιδέες των παιδιών. Στην παρούσα εισήγηση καταγράφεται το θεωρητικό πλαίσιο του κοινωνικού κονστρουκτιβισμού, του εποικοδομητισμού και των βασικών θέσεων σχετικά με την αξιοποίηση της νέας τεχνολογίας στην εκπαιδευτική πράξη.

Εισαγωγή:

Ο χώρος της εκπαίδευσης δεν υπάρχει σε ένα κοινωνικό κενό αλλά επηρεάζεται από τις κοινωνικές μεταβολές και ως ένα βαθμό τις καθορίζει, είναι αδύνατον το εκπαιδευτικό σύστημα να αγνοήσει την τεχνολογική έκρηξη γιατί κάτι τέτοιο θα σήμαινε την ανάπτυξή του ερήμην των κοινωνικών εξελίξεων.

Από πολλούς αναγνωρίζεται το γεγονός ότι οι υπολογιστές μπορούν να αποτελέσουν ένα ισχυρό εργαλείο στη συλλογή, επεξεργασία και παρουσίαση της πληροφορίας, καθώς και στην ανάπτυξη νέων μορφών επικοινωνίας (Honey, M., & Henriguez, A.,1993),. Η εκπαιδευτική χρήση των Νέων Τεχνολογιών δημιουργεί ένα νέο περιβάλλον μάθησης περισσότερο ελκυστικό και ευχάριστο. Ουσιαστικά πρόκειται για την διαμόρφωση ενός διαφορετικού μαθησιακού περιβάλλοντος όπου τόσο ο ρόλος του εκπαιδευτικού και των μαθητών και η μεταξύ τους σχέση επαναπροσδιορίζονται υπό το φως των νέων συνθηκών και δυνατοτήτων. Πιο συγκεκριμένα ο μαθητής συμμετέχει ενεργά στην εκπαιδευτική διαδικασία μέσα σε ένα διαδραστικό περιβάλλον, γεγονός που τον καθιστά από παθητικό δέκτη δημιουργό της πληροφορίας και της γνώσης. Η εισαγωγή των Νέων Τεχνολογιών στο σχολείο διαφοροποιεί και το ρόλο του εκπαιδευτικού, προσδίδοντας του έναν χαρακτήρα διαμεσολαβητικό και καθοδηγητικό σε μια διαδικασία βιωματικής προσέγγισης της γνώσης. Βέβαια το ερώτημα που εγείρεται σ’ αυτό το σημείο σχετίζεται με τον τεχνολογικό αλφαβητισμό των εκπαιδευτικών, την γνώση των δυνατοτήτων που προσφέρουν οι υπολογιστές και των παιδαγωγικών προβλημάτων που ανακύπτουν από τη χρήση τους.

Θεωρητικό πλαίσιο:

Τα τελευταία χρόνια κερδίζει έδαφος η προσέγγιση του κοινωνικού κονστρουκτιβισμού στο χώρο της εκπαίδευσης και μάλιστα της εποικοδομητικής προσέγγισης της διδασκαλίας και της μάθησης. Ο κοινωνικός κονστρουκτιβισμός υπογραμμίζει τη σημασία του πολιτισμού και του πλαισίου στην κατανόηση του τι εμφανίζεται στην κοινωνία και στην δόμηση της γνώσης (Derry, 1999, McMahon, 1997). Αυτή η προοπτική συνδέεται πολύ με πολλές σύγχρονες θεωρίες και ειδικότερα με τις αναπτυξιακές θεωρίες του Vygotsky, του Bruner και της κοινωνικής γνωστικής θεωρίας του Bandura.

Ο κοινωνικός κονστρουκτιβισμός είναι βασισμένος σε συγκεκριμένες υποθέσεις για την πραγματικότητα, τη γνώση, και τη μάθηση. Για να καταλάβουμε και να εφαρμόσουμε μοντέλα δόμησης που απορρέουν από τις προοπτικές των κοινωνικών κονστρουκτιβιστών, είναι σημαντικό να ξέρουμε τι κρύβεται κάτω από αυτές. Οι κοινωνικοί κονστρουκτιβιστές θεωρούν ότι η πραγματικότητα κατασκευάζεται μέσω της ανθρώπινης δραστηριότητας. Τα μέλη μιας κοινωνίας εφευρίσκουν μαζί τις ιδιότητες του κόσμου. Για τον κοινωνικό κονστρουκτιβιστή, η πραγματικότητα δεν μπορεί να ανακαλυφθεί: δεν υπάρχει πριν από την κοινωνική εφεύρεσή της.Στους κοινωνικούς κονστρουκτιβιστές, η γνώση είναι επίσης ένα ανθρώπινο προϊόν και κατασκευάζεται κοινωνικά και πολιτιστικά (Ernest,1999, Gredler,1997, Prawat & Floden, 1994). Τα άτομα δημιουργούν την έννοια μέσω των αλληλεπιδράσεών τους το ένα με το άλλο και με το περιβάλλον που ζουν. Η μάθηση για τους κοινωνικούς κονστρουκτιβιστές νοείται ως κοινωνική διαδικασία. Δεν πραγματοποιείται μόνο μέσα σε ένα άτομο, ούτε είναι αυτό μια παθητική ανάπτυξη των συμπεριφορών που διαμορφώνονται από τις εξωτερικές δυνάμεις (McMahon, 1997). Η σημαντική μάθηση εμφανίζεται όταν ασχολούνται τα άτομα με τις κοινωνικές δραστηριότητες. Ο κοινωνικός κονστρουκτιβισμός, υιοθετεί την άποψη ότι η επιστήμη αποτελεί απλώς μια κοινωνική κατασκευή, αντανακλά τωρινές ή πρόσφατες κοινωνικές δομές, αντιλήψεις, οράματα, προσδοκίες, ιδεολογίες κ.λ.π. Αποτελεί λοιπόν ένα κοινωνικό κατασκεύασμα που έχει μικρή σχέση με τη φυσική πραγματικότητα και αντικατοπτρίζει μονάχα την κοινωνική πραγματικότητα. Σ' αυτό το πλαίσιο, η πορεία της επιστήμης είναι μια πορεία αλληλοδιάδοχων κοινωνικών απεικονίσεων και γι' αυτό η επιστήμη θα πρέπει να εξετάζεται ως προς το ιδεολογικό ή κοινωνικό σύστημα το οποίο την παρήγαγε και το οποίο ανακλά.

Με τη θεωρία του κοινωνικού κονστρουκτιβισμού συνδέεται το όνομα του Ρώσου ψυχολόγου και φιλόσοφου Vygotsky στη δεκαετία του 1930. Ο Vygotsky δίνει έμφαση στην επίδραση που ασκούν τα πολιτισμικά και κοινωνικά περιβάλλοντα στη μάθηση και υποστηρίζει την ανακαλυπτική μάθηση. Αυτή η προσέγγιση τοποθετεί το διδάσκοντα σε ένα ενεργό ρόλο ενώ συγχρόνως οι μαθητές αναπτύσσουν τις νοητικές τους ικανότητες φυσικά, μέσα από ποικίλα μονοπάτια της ανακάλυψης.

Τρεις είναι οι βασικές υποθέσεις του Vygotsky (1934):

1. Το κοινωνικό περιβάλλον: Η κοινότητα θέτει ένα κεντρικό ρόλο. Οι άνθρωποι του στενού περιβάλλοντος του μαθητή επηρεάζουν σημαντικά τον τρόπο που αυτός βλέπει τον κόσμο.

2. Εργαλεία για γνωστική ανάπτυξη: Το είδος και η ποιότητα αυτών των εργαλείων καθορίζεται από τον τύπο και το ρυθμό της ανάπτυξης. Τα εργαλεία δυνατόν να περιλαμβάνουν: σπουδαίους ενήλικες για το μαθητή, γλώσσα, πολιτισμική παράδοση

3. Η ζώνη της επικείμενης ανάπτυξης (zone of proximental development): Σύμφωνα με τη θεωρία του Vygotsky οι δεξιότητες για την επίλυση προβλημάτων μπορούν να τοποθετηθούν σε τρεις κατηγορίες ως εξής: α) αυτές που εκτελούνται ανεξάρτητα από το μαθητή β) αυτές που δεν μπορούν να εκτελεστούν ούτε μεβοήθεια γ) αυτές που ανήκουν μεταξύ των δύο, δηλαδή τα έργα που μπορούν να εκτελεστούν με βοήθεια.

Μια βασική αρχή στη θεωρία του Vygotsky είναι η αντίληψη της ύπαρξης του τι ο ίδιος ονομάζει «ζώνη της επικείμενης ανάπτυξης». Η ζώνη της επικείμενης ανάπτυξης είναι η διαφορά μεταξύ της ικανότητας του παιδιού να λύνει προβλήματα από μόνο του , και της ικανότητας να τα επιλύει με βοήθεια. Με άλλα λόγια το πραγματικό επίπεδο ανάπτυξης αναφέρεται σε όλες τις λειτουργίες και δραστηριότητες, τις οποίες ένα παιδί μπορεί από μόνο του να πραγματοποιήσει, ανεξαρτήτως με ή χωρίς τη βοήθεια κάποιου άλλου. Απ’ την άλλη πλευρά, η ζώνη της επικείμενης ανάπτυξης περιέχει όλες τις λειτουργίες και τις δραστηριότητες τις οποίες ένα παιδί ή ένας μαθητής μπορεί να επιτύχει μόνο με τη βοήθεια κάποιου άλλου. Το πρόσωπο σ’ αυτήν την κλιμακούμενη διαδικασία ,διασφαλίζοντας μια διακριτική παρέμβαση , μπορεί να γίνει ένας ενήλικας (γονέας, δάσκαλος, δάσκαλος γλώσσας) ή κάποιος άλλος ισάξιος, ο οποίος έχει ήδη καταξιωθεί σ΄ αυτήν τη συγκεκριμένη διαδικασία.

Η ζώνη της επικείμενης ανάπτυξης του Vygotsky έχει πολλές επιπτώσεις για όλους όσους βρίσκονται στο περιβάλλον εκπαίδευσης. Μια απ’ αυτές είναι η ιδέα ότι η ανθρώπινη μάθηση προϋποθέτει έναν ειδικό κοινωνικό χαρακτήρα και είναι κομμάτι μιας διαδικασίας σύμφωνα με την οποία τα παιδιά μεγαλώνουν μέσα σε μια πνευματική ζωή από όλα αυτά γύρω τους (Vygotsky,1978). Σύμφωνα με τον Vygotsky, ένα ουσιαστικό χαρακτηριστικό της μάθησης είναι ότι (η μάθηση) αντιλαμβάνεται μια ποικιλία από εσωτερικές αναπτυξιακές διαδικασίες οι οποίες είναι ικανές να ενεργήσουν μόνο όταν το παιδί είναι σε μια πράξη αλληλεπίδρασης με ανθρώπους του περιβάλλοντός του και συνεργασίας με ισάξιά του άτομα. Διαφορετικά όταν εισέρχεται στη γλωσσική μάθηση, η αυθεντικότητα του περιβάλλοντος και η συνάφεια μεταξύ των συμμετεχόντων είναι ουσιαστικά στοιχεία που βοηθούν τον μαθητή να νιώσει κομμάτι του συγκεκριμένου περιβάλλοντος. Αυτά τα στοιχεί σπάνια υπερισχύουν σε συμβατικές τάξεις .

Φυσικές Επιστήμες:

Παρά το γεγονός της κριτικής που ασκείται, ο εποικοδομητισμός ασκεί μεγάλη επιρροή στα εκπαιδευτικά προγράμματα πολλών χωρών και έχει βρει εφαρμογή στη διδασκαλία κυρίως των Μαθηματικών και των Φυσικών Επιστημών. Επίσης με βάση τις αρχές του εποικοδομητισμού συγκροτούνται προγράμματα εκπαίδευσης εκπαιδευτικών. Η εποικοδομητική προσέγγιση είναι αποτέλεσμα των αναζητήσεων τόσο στο χώρο της φιλοσοφίας των επιστημών για τη φύση και τα κριτήρια της γνώσης, όσο και στο χώρο της ψυχολογίας για την φύση της έννοιας της μάθησης και τις συνθήκες κάτω από τις οποίες αυτή επιτυγχάνεται. Ο επιστημολογικός προβληματισμός αφορά κυρίως τη διαδικασία αλλαγής της επιστημονικής γνώσης.. Εάν όμως η γνώση επιδέχεται διαφορετικών ερμηνειών και προσεγγίσεων, είναι φυσικό αυτός ο σχετικισμός να μεταφέρεται και στις διδακτικές προσεγγίσεις. Η εποικοδομητική προσέγγιση έχει ως βασικό άξονα την ενεργό συμμετοχή του υποκειμένου στην οικοδόμηση της γνώσης. Κατά τον εποικοδομητισμό δεν υπάρχει αντικειμενική γνώση αφού αυτή δεν μπορεί να νοηθεί ανεξάρτητα από τον άνθρωπο του οποίου είναι κατασκεύασμα. Η γνώση, λοιπόν, κατασκευάζεται από το ίδιο το υποκείμενο κατά την αλληλεπίδρασή του με τον κόσμο και είναι άμεσα συνυφασμένη με το κοινωνικό γίγνεσθαι. Αυτή η κατασκευή αποκτά έναν υποκειμενικό χαρακτήρα, αφού θεμελιώνεται στα προγενέστερα νοητικά σχήματα του μαθητή, τα οποία καθορίζουν τον τρόπο αξιοποίησης την νέας γνώσης. Βασική παραδοχή του εποικοδομητισμού αποτελεί συνεπώς η θέση ότι η μάθηση είναι ενεργά δομημένη από το ίδιο το υποκείμενο και δεν επιτυγχάνεται με τον μαθητή ως παθητικό δέκτη. Μαθαίνουμε, λοιπόν, δρώντας και αυτό πραγματοποιείται εντός ενός κοινωνικού πλαισίου, αποδίδοντας έτσι εξέχοντα ρόλο στη συμβολή της κοινωνικής ομάδας στην κατασκευή της γνώσης. Η γνώση, δηλαδή, είναι κοινωνικά προσδιορισμένη και ως κοινωνική κατασκευή μπορεί να πραγματωθεί στο πλαίσιο της κοινότητας – μαθητικής ομάδας.

Η εργασία κατά ομάδες και η συζήτηση που έπεται δημιουργούν τις προϋποθέσεις για την αναζήτηση και οικοδόμηση της νέας γνώσης. Ως αφετηρία στην εποικοδομητική προσέγγιση της διδασκαλίας χρησιμοποιούνται οι ιδέες των μαθητών. Οι ιδέες των παιδιών, που βρέθηκαν στο επίκεντρο της προσοχής ήδη από τα μέσα της δεκαετίας του `70, προκάλεσαν νέες αναζητήσεις και προβληματισμούς στο χώρο της Διδακτικής, αποτελώντας πλέον τη βάση κάθε διδακτικής και μαθησιακής διαδικασίας. Αυτή η ιδιαίτερη προσοχή στις ιδέες των παιδιών, η οποία σηματοδοτεί μια μαθητοκεντρική προσέγγιση στο χώρο της Παιδαγωγικής, δεν μπορεί να θεωρηθεί άσχετη με το γενικότερο επιστημολογικό προβληματισμό που αμφισβητεί την αντικειμενικότητα της επιστημονικής γνώσης.

Βασικό λοιπόν στοιχείο της εποικοδομητικής προσέγγισης αποτελεί πρωτίστως η παραδοχή ότι η νέα γνώση οικοδομείται με βάση τις προϋπάρχουσες νοητικές δομές. Όπως διαπιστώνεται από έρευνες, οι μαθητές έρχονται στο σχολείο έχοντας διαμορφώσει κάποιες ιδέες αντιλήψεις μέσω της εμπειρία τους και της κοινωνικής αλληλεπίδρασης στην προσπάθειά τους να ερμηνεύσουν τον κόσμο και οι οποίες διαφοροποιούνται από την επιστημονική γνώση (Driver et. al. 1993).Οι ιδέες των παιδιών δεν αποτελούν απλά λάθη. Δεν είναι δηλαδή μια ασαφής και ακανόνιστη γνώση αλλά βαθιά ριζωμένες πεποιθήσεις με μεγάλη ερμηνευτική δύναμη για τους μαθητές (Duit R.,1995). Αποτελούν ολοκληρωμένα και με εσωτερική συνοχή νοητικά σχήματα ερμηνείας του κόσμου που τα περιβάλλει (Driver R., 1995).

Ένα ακόμη βασικό χαρακτηριστικό αυτών των ιδεών είναι η αντίσταση που παρουσιάζουν σε οποιαδήποτε προσπάθεια τροποποίησής τους (Driver et. al., 1998). Κάτω από αυτό το πρίσμα θεώρησης των προγενέστερων ιδεών των μαθητών, οι λανθασμένες απαντήσεις τους αποκτούν ξεχωριστή προοπτική. Σε αντίθεση με την παραδοσιακή προσέγγιση της διδασκαλίας στην εποικοδομητική προσέγγιση, μέσω μιας διαδικασίας αναστοχασμού, ο μαθητής συνειδητοποιεί το περιορισμένο και μη εφαρμόσιμο αυτών των ιδεών με αποτέλεσμα να οδηγηθεί στην αναδόμηση - ανακατασκευή τους. Η παράβλεψη της προϋπάρχουσας γνώσης των παιδιών κατά τη διαδικασία μάθησης θα οδηγήσει σε πρόσκαιρη γνώση. Όπως επισημαίνει ο Π. Κόκκοτας, (1996), επιβεβαίωση της δημιουργίας «συνθετικών σχημάτων γνώσεων» από τον παραδοσιακό τρόπο διδασκαλίας, αποτελεί η συνάφεια αντιλήψεων των μαθητών του Δημοτικού με αυτούς της Δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης.

Mε την εφαρμογή κατάλληλων διδακτικών στρατηγικών οι μαθητές αναστοχάζονται πάνω στις ιδέες τους ώστε να αξιολογήσουν κατά πόσο είναι λειτουργικές και εφαρμόσιμες. Στην περίπτωση που διαπιστωθεί πως οι ιδέες αυτές είναι ανεπαρκής οι μαθητές οδηγούνται σε «γνωστική σύγκρουση», γεγονός που θα οδηγήσει στην διαδικασία της «εννοιολογικής αλλαγής». H γνωστική σύγκρουση αποτελεί μία από τις διαδικασίες που έχουν ως στόχο την επίτευξη της αναδιοργάνωσης των νοητικών σχημάτων σε άλλα ευρύτερα, πληρέστερα και εγγύτερα στο επιστημονικό μοντέλο. Η σύγκρουση μπορεί να επιτευχθεί είτε με τη διάψευση που μπορεί να προκαλέσουν τα αποτελέσματα ενός πειράματος είτε με τη συνειδητοποίηση της ύπαρξης διαφορετικών απόψεων στο πλαίσιο της σχολικής τάξης (Κόκκοτας, 1996). Βέβαια η γνωστική σύγκρουση δεν είναι μια απλή διαδικασία, δεν επιτυγχάνεται εύκολα και δεν έχει πάντοτε τα επιθυμητά αποτελέσματα. Ως μηχανισμός μετασχηματισμού της γνώσης εμπεριέχει έντονο συγκινησιακό φορτίο, αφού οι μαθητές βιώνουν μια διάψευση των ίδιων τους των απόψεων.

Τα εμπειρικά δεδομένα μας δείχνουν πως συχνά οι μαθητές δεν είναι πρόθυμοι να μπουν στη διαδικασία διαπραγμάτευσης τόσο των ιδεών τους όσο και της επιστημονικής άποψης, επιδιώκοντας να μάθουν εξαρχής τη «σωστή» απάντηση. Επίσης, αρκετά συχνά, ενώ η σύγκρουση είναι προφανής για τον εκπαιδευτικό, δεν συμβαίνει το ίδιο και για τους μαθητές. Στις δυσκολίες επίτευξης της γνωστικής σύγκρουσης, στην περίπτωση των Φυσικών Επιστημών, θα πρέπει να προσθέσουμε και την πολυπλοκότητα των φυσικών φαινομένων που πολύ συχνά δεν μπορούν να γίνουν αντικείμενο των αισθήσεων, παραμένοντας σε ένα εικονικό – συμβολικό επίπεδο. Αυτό σημαίνει πως απαιτείται ιδιαίτερη προσοχή στους χειρισμούς του εκπαιδευτικού, ώστε όλη η διαδικασία να είναι αξιόπιστη, για να προκαλέσει την απαιτούμενη επαγρύπνηση των μαθητών που θα οδηγήσει στην γνωστική ανισορροπία ως προπομπού της εννοιολογικής αλλαγής. Ως εννοιολογική αλλαγή θεωρείται η τροποποίηση των υπαρχουσών δομών των μαθητών κατά τέτοιο τρόπο ώστε να είναι περισσότερο συμβατές με το επιστημονικό πρότυπο (Ψύλλος Δ., Κουμαράς Π., Καριώτογλου Π, 1993).

Ποιες είναι όμως οι διδακτικές στρατηγικές οι οποίες μπορούν να οδηγήσουν στην επιθυμητή εννοιολογική αλλαγή; Στο πλαίσιο της εποικοδομητικής προσέγγισης έχουν αναπτυχθεί διαφορετικές στρατηγικές, ανάλογα με τις διαφορετικές θεωρητικές αναφορές των μελετητών. Οι Βοσνιάδου & Brewer (1994) ξεχωρίζουν δύο στρατηγικές ως ικανές να επιφέρουν ριζική αναδιοργάνωση της γνώσης, τους σωκρατικούς διαλόγους και τις αναλογίες και τις μεταφορές. O Κόκκοτας (1996) αναφέρουν επίσης την εποικοδομητική διδακτική ακολουθία και τις εργαστηριακές εμπειρίες σε μικροϋπολογιστές. Κάνουν ιδιαίτερη αναφορά στα εργαλεία των διδακτικών στρατηγικών, συμπεριλαμβάνοντας σε αυτά τον διάλογο σε ομάδες, την επίλυση προβλημάτων, την σχηματική αναπαράσταση των ιδεών των παιδιών κ.λπ. Εκείνο που πρέπει να τονίσουμε είναι ότι, επειδή η εννοιολογική αλλαγή και η εποικοδόμηση των νέων ιδεών πραγματοποιείται εντός του πλαισίου της κοινότητας, της μαθητικής ομάδας, θα πρέπει να δίνεται έμφαση στην ανάπτυξη της συνεργατικότητας, με την εφαρμογή ομαδικών δραστηριοτήτων και στη διαμόρφωση κατάλληλου κλίματος για τη διατύπωση ερωτήσεων.

Διαφαίνεται λοιπόν ότι στο κονστρουκτιβιστικό μοντέλο μάθησης προκύπτουν νέοι ρόλοι τόσο για το δάσκαλο όσο και για το μαθητή σε σχέση με ό,τι ισχύει στον παραδοσιακό τρόπο προσέγγισης της διδασκαλίας. Ο δάσκαλος δεν αποτελεί πλέον τον τροφοδότη της γνώσης αλλά αυτόν του καθοδηγητή και συνερευνητή της γνώσης. Βασική του αποστολή είναι η διαμόρφωση του κατάλληλου πλαισίου και του ανάλογου σχολικού κλίματος ώστε να υποβοηθήσει την αλλαγή στις γνωστικές δομές του μαθητή. Ο δάσκαλος λοιπόν θα πρέπει να ενθαρρύνει και να προκαλεί την ανάπτυξη της κριτικής σκέψης του μαθητή και να του παρέχει ευκαιρίες ώστε να οικοδομεί τη γνώση μέσα από τον πειραματισμό, το στοχασμό, το σχηματισμό υποθέσεων κ.λπ. Ο ρόλος του πλέον έγκειται στο να διαπραγματεύεται τις ιδέες των παιδιών και να γίνεται "πράκτορας της αλλαγής".

Η εποικοδόμηση έχει ως ειδοποιό διαφορά που την ξεχωρίζει από τις άλλες διδακτικές προσεγγίσεις το γεγονός ότι χρησιμοποιεί και αξιοποιεί διδακτικά τις ιδέες των μαθητών. Με την εποικοδομητική προσέγγιση η μάθηση στις Φυσικές Επιστήμες γίνεται μια φυσική και λογική διαδικασία. Συνδυάζει την κατανόηση των φυσικών εννοιών με την ανάπτυξη δεξιοτήτων στις επιστημονικές διαδικασίες και παράλληλα την απόκτηση επιστημονικής νοοτροπίας από τους μαθητές. Οι ιδέες των μαθητών είναι πολλές φορές τόσο βαθιά ριζωμένες που δεν αλλάζουν με τη διδασκαλία. Ωστόσο μετά τη διδασκαλία είναι δυνατό οι μαθητές να χρησιμοποιούν ένα κάπως εξειδικευμένο λεξιλόγιο. Πολλές φορές οι μαθητές μαθαίνουν στο σχολείο κάποιες επιστημονικές έννοιες τις οποίες χρησιμοποιούν μόνο στις σχολικές εξετάσεις ή είναι δυνατό η διδασκαλία να ενισχύσει τις εναλλακτικές ιδέες του μαθητή. Σε μερικές περιπτώσεις οι μαθητές δεν μπορούν να ξεχωρίσουν τις επιστημονικές γνώσεις από τις προσωπικές τους ιδέες, τις συγχέουν και τις χρησιμοποιούν αδιάκριτα, χωρίς συνέπεια. Τέλος υπάρχει η περίπτωση κατά την οποία η επίδραση της διδασκαλίας να οδηγεί στα επιθυμητά αποτελέσματα. Ο μαθητής δηλαδή εγκαταλείπει τις εναλλακτικές του απόψεις και υιοθετεί το επιστημονικό πρότυπο. Οι ιδέες των μαθητών επηρεάζουν τη διαδικασία απόκτησης νέων γνώσεων γιατί ενεργούν ως δομή υποδοχής. Αντιστέκονται σε αλλαγές που επιθυμούμε να επιφέρουμε με τη διδασκαλία.

Οι Φυσικές Επιστήμες, ως δημόσια γνώση, είναι προϊόν της ανθρώπινης συνεργατικής προσπάθειας. Αν ο βασικός σκοπός της διδασκαλίας είναι να κατανοήσουν οι μαθητές το πώς προωθούνται οι Φυσικές Επιστήμες, αυτό πρέπει να αντανακλάται στη διαδικασία δόμησης της γνώσης που γίνεται στην αίθουσα. Επειδή οι επιστημονικές ιδέες είναι προϊόντα κοινωνικού εγχειρήματος, άρα προϊόντα συμβιβασμού, οι μαθητές δεν μπορούν να τις ανακαλύψουν «ρωτώντας ή διαβάζοντας το βιβλίο της φύσης». Αν αυτοί πρέπει, μπορούν, θέλουν ή πρόκειται να δουν τον κόσμο με τα γυαλιά της επιστήμης, υπάρχει ανάγκη για συζήτηση και διάλογο (Κόκκοτας, 1998). Η παραδοσιακή αντίληψη για την σχολική γνώση είναι ότι αυτή αποτελεί μια απλοποίηση της αντίστοιχης επιστημονικής. Η εποικοδομητική αντίληψη θεωρεί ότι η σχολική γνώση είναι μια «κατασκευή», που προκύπτει ως προϊόν της κοινωνικής διαδικασίας της αναπλαισίωσης, γεγονός που την διαφοροποιεί σε σχέση με την καθημερινή και την ακαδημαϊκή γνώση. Η διαδικασία της αναπλαισίωσης περιλαμβάνει επιλεκτική μεταφορά, μετατόπιση, συγχώνευση, επανερμηνεία και επανατοποθέτηση εννοιών και αρχών, υπό το πρίσμα του παιδαγωγικού προβληματισμού (στόχοι, ανάγκες μαθητών, συνθήκες διδασκαλίας, διαθέσιμος χρόνος και υλικά κλπ.), από το πρωτογενές πλαίσιο δημιουργίας της επιστημονικής γνώσης στο δευτερογενές πλαίσιο αναπαραγωγής της. Το μοντέλο της εκπαιδευτικής επανοικοδόμησης-ανασυγκρότησης και μετασχηματισμού της επιστημονικής γνώσης (Duit,1994) είναι μια κυκλική διαδικασία θεωρητικού συλλογισμού, εννοιολογικής ανάλυσης, ανάπτυξης αναλυτικού προγράμματος σε μικρή κλίμακα και έρευνα της αλληλεπίδρασης των διαδικασιών διδασκαλίας-μάθησης στην τάξη. Η προσέγγιση του βασίζεται σε μια εποικοδομητική επιστημολογική θέση, βασική υπόθεση της οποίας είναι ότι το επιστημονικό περιεχόμενο μιας συγκεκριμένης γνωστικής περιοχής δεν αποτελεί μια «αλήθεια». Αυτό που συνήθως αποκαλείται περιεχόμενο Φυσικών Επιστημών θεωρείται ουσιαστικά ως το προϊόν συναινέσεις μιας συγκεκριμένης επιστημονικής κοινότητας. Κάθε παρουσίαση αυτής της συναίνεσης, αποτελεί μια ιδιόμορφη επανοικοδόμηση, επηρεασμένη από τους συγκεκριμένους σκοπούς, που άμεσα ή έμμεσα θέτουν αυτοί που την επιχειρούν. Στα πλαίσια αυτού του μοντέλου οι αντιλήψεις των μαθητών προσεγγίζονται ως ιδιόμορφα γνωστικά κατασκευάσματα κατ' ανάλογο τρόπο με τις επιστημονικές θεωρίες και έννοιες. Επιπλέον, μια βασική υπόθεση του είναι ότι: εάν ο σχεδιαστής αναλυτικών προγραμμάτων γνωρίζει τις απόψεις των μαθητών, επηρεάζεται σημαντικά στην επανοικοδόμηση-ανασυγκρότηση μιας συγκεκριμένης ενότητας των Φυσικών Επιστημών.

Το μοντέλο αποτελείται από τρεις στενά αλληλοσυσχετιζόμενες συνιστώσες:

1) Ανάλυση της δομής του περιεχομένου. Περιλαμβάνει την ερμηνευτική-αναλυτική έρευνα για την αποσαφήνιση του αντικειμένου και την αναγωγή του σε στοιχειώδες επίπεδο καθώς και ανάλυση της εκπαιδευτικής σημασίας της συγκεκριμένης επιστημονικής γνώσης.

2) Έρευνες των ιδεών των μαθητών αλλά και των κινήτρων και ενδιαφερόντων τους. Έρευνες για αλληλεπίδραση Δ-Μ (σχέσεις κοινωνικοεποικοδομητικών θέσεων-εννοιολογικής αλλαγής).

3)Ανάπτυξη και αξιολόγηση πιλοτικών διδακτικών ενοτήτων μέσα στην τάξη που με τις ρεαλιστικές τους συνθήκες μπορούν να ανατροφοδοτήσουν την κυκλική διαδικασία της εκπαιδευτικής επανοικοδόμησης (Κόκκοτας, 1998).

Η "εννοιολογική αλλαγή" έχει να κάνει με την αναδόμηση της ήδη υπάρχουσας γνώσης, αφού έχει αποδεχθεί ότι οι ιδέες των παιδιών πολλές φορές είναι "λανθασμένες". Είναι σχετικό με την "προσαρμογή" του Piaget, αλλά διαφέρει από την "αφομοίωση" που ο ίδιος πρέσβευε. Οι αλλαγές αυτές χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες: (α) Την επαύξηση της γνωστικής δομής, όπου προστίθενται νέα στοιχεία σε προϋπάρχουσες γνώσεις, κάτι που μπορεί να γίνει και με τον παραδοσιακό τρόπο, (β) Την εναρμόνιση, που αλλάζει τα χαρακτηριστικά του αρχικού μοντέλου, και (γ). Την αναδιοργάνωση που είναι και η δυσκολότερη. Η εποικοδομητική προσέγγιση της διδασκαλίας κατά τους Driver & Oldham (1986) περιλαμβάνει τις εξής φάσεις:

(α) Τη φάση της πρόκλησης του ενδιαφέροντος: είναι η παραδοσιακή φάση της αφόρμησης που περιέχει δύο στάδια: το στάδιο πρόκλησης της περιέργειας και την έναρξη διαδικασίας αναγνώρισης ιδεών με αφορμή το εποπτικό υλικό. Το ξεκίνημα πρέπει να είναι καλά οργανωμένο, να περιέχει παρατηρήσεις, διαφάνειες και ο ρόλος του δασκάλου πρέπει να είναι ενθαρρυντικός ως προς την έρευνα και συντονιστικός στις αισθήσεις. Οι σχέσεις του με τα παιδιά παίζουν σπουδαίο ρόλο ενώ οι λίγες ερωτήσεις είναι καλή μέθοδος για να μην αρχίσουν τα παιδιά να ψάχνουν για την μία και μοναδική σωστή απάντηση.

(β) Τη φάση της ανάδειξης των ιδεών των μαθητών: εδώ οι μαθητές αποκαλύπτουν και ξεδιαλύνουν τις εντυπώσεις που τους προξένησε η αφόρμηση. Πρέπει να οδηγηθούν να εστιάσουν την προσοχή τους στο διαφορετικό και το έργο του δασκάλου σ' αυτήν τη φάση είναι ακριβώς αυτό. Η αποσαφήνιση αυτού που ήδη σκέπτονται τους βοηθάει να αποκτήσουν εμπιστοσύνη στη δόμηση των ιδεών και τους ενημερώνει για τις δικές τους διαδικασίες σκέψης. Η εξωτερίκευση των αντιλήψεών τους βοηθάει και το δάσκαλο να διευκρινίσει το επίπεδό τους. Αυτό πρέπει να γίνεται διακριτικά, κυρίως με διάλογο μεταξύ των παιδιών και λίγο με ερωτήσεις του δασκάλου προς αυτά. Σημαντικό ρόλο παίζει και το "υποθετικό πείραμα", όπου τα παιδιά προβλέπουν πώς θα εξελιχτεί μια διαδικασία "επί χάρτου". Η άποψη που είναι πιο κοντά στην επιστημονική αλήθεια αναδεικνύεται έντεχνα και βελτιώνεται από το δάσκαλο. Για να πραγματοποιηθεί μια εννοιολογική αλλαγή πρέπει να προηγηθεί η γνωστική σύγκρουση. Επειδή αυτό μπορεί να προξενεί φόβο και δυσαρέσκεια στους μαθητές, αφού προϋποθέτει έκθεση των προσωπικών τους απόψεων στην κοινή κριτική, το κλίμα στην αίθουσα πρέπει να διαμορφωθεί έτσι που να είναι δεκτικό σε κάθε άποψη. Ο δάσκαλος πρέπει να εκφράζεται τόσο λεκτικά όσο και μη λεκτικά με αποδοχή και φιλικά προς τους μαθητές, απορρίπτοντας κάθε διάθεση ειρωνείας ή κριτικής. Παράδειγμα αυτής της φάσης είναι να περιγράψουν τα παιδιά τι νομίζουν ότι είναι ζώο και μετά να τους ζητηθεί να ελέγξουν αν είναι ζώα ο ελέφαντας, η χελώνα, το αγόρι, το άνθος, το ψάρι, η αράχνη και το σκουλήκι.

(γ) Η φάση της αναδόμησης των ιδεών των μαθητών: στη φάση αυτή οι μαθητές καλούνται να ελέγξουν τις ιδέες τους, με σκοπό να τις επεκτείνουν, να αναπτύξουν ιδέες αν δεν είχαν πριν, ή να τις αντικαταστήσουν. Η μετακίνηση προς την νέα γνώση πρέπει να γίνεται αυτόβουλα. Σημαντικό ρόλο παίζει η σύγκριση των αποτελεσμάτων του πειράματος με τις προβλέψεις. Αν τα αποτελέσματα δεν συμφωνούν, δημιουργείται η απαραίτητη "γνωστική σύγκρουση" η οποία με τη σειρά της θα οδηγήσει στην εννοιολογική αλλαγή. Τα πειράματα πρέπει να επιλέγονται προσεκτικά για να είναι θελκτικά όχι μόνο στο δάσκαλο αλλά και στους μαθητές. Η ανακαλυπτική διαδικασία εξ άλλου θα πρέπει να σχεδιάζεται εκ των προτέρων από τους μαθητές έτσι ώστε να είναι ενδιαφέρουσα και ο έλεγχος των μεταβλητών ακριβής. Η προτεινόμενη επιστημονική άποψη πρέπει να είναι ευλογοφανής και να προχωρεί από τα συγκεκριμένα αντικείμενα στις αφηρημένες έννοιες. Τα παιδιά στη συνέχεια πρέπει να σκεφθούν πάνω στον τρόπο με τον οποίο εξήγαν τα συμπεράσματά τους και να τον κρίνουν. Ο δάσκαλος παρέχει τις ευκαιρίες για συστηματικό έλεγχο των απόψεών τους και μεταβολή τους. Προσφέρει την επιστημονική διαδικασία και προωθεί την συζήτηση. Παρουσιάζει τις νέες ιδέες, δεν είναι κριτικός, απεκδύεται την αυθεντία και ωθεί τα παιδιά στην διανοητική αυτονομία. Τα παιδιά αλλάζουν ευκολότερα τις παλιές τους ιδέες με νέες, όταν αυτές δεν προέρχονται από τον δάσκαλο αλλά είναι δικές τους και βγήκαν μέσα από μια διαδικασία που ακολούθησε την επιστημονική μέθοδο.

(δ) Η φάση ελέγχου: Στη φάση αυτή τα παιδιά ελέγχουν το κατά πόσο οι νέες γνώσεις που απόκτησαν είναι εφαρμόσιμες και τις συσχετίζουν με εμπειρίες της καθημερινής ζωής. Μόνο έτσι θα συνειδητοποιήσουν ότι είναι παραγωγικότερες από τις παλιές και θα τις κατακτήσουν. Η επίλυση προβλημάτων που θέτουν τα ίδια είναι σημαντική και ο δάσκαλος πρέπει να ελέγχει κατά πόσον ακολουθείται η επιστημονική διαδικασία.

(ε) Η φάση της ανασκόπησης: Εδώ οι μαθητές αναγνωρίζουν τη σπουδαιότητα αυτών που ανακάλυψαν και μελετούν τον τρόπο με τον οποίο τα κατάφεραν. Συγκρίνουν τη νέα γνώση με την παλαιά και συνειδητοποιούν με ποια διαδικασία αποκτήθηκε. Είναι το μέσον του αυτοελέγχου και της συνειδητοποίησης της γνωστικής πορείας, αυτό δηλ. που ονομάζεται μεταγνώση.

Χαρακτηριστικά της εποικοδομητικής προσέγγισης:

α) Η εργασία σε ομάδες. Κύριο χαρακτηριστικό της εποικοδομητικής προσέγγισης είναι η εργασία των μαθητών σε ομάδες. Ήδη από τον Piaget είναι γνωστός ο ρόλος της κοινωνικοποίησης στην πρόσκτηση της γνώσης. Έχει αποδειχτεί ότι παιδιά που δουλεύουν σε ζεύγη ή ομάδες παράγουν περισσότερο επαρκείς λύσεις απ' ότι τα παιδιά που δουλεύουν μόνα τους. Όταν οι άνθρωποι συνεργάζονται στα πλαίσια μιας μικρής ομάδας τροποποιούν ευκολότερα τις απόψεις τους, όταν μάλιστα πρέπει να την αποδώσουν κάπως τυποποιημένη. Ιδιαίτερα σήμερα που η απομόνωση αποτελεί κοινωνικό πρόβλημα, η συνεργατική μάθηση μπορεί να την καταπολεμήσει από τα χρόνια του σχολείου. Ιδιαίτερα για τις Φυσικές Επιστήμες, όπου κάθε μαθητής έχει και μια δική του αντίληψη για τα φυσικά φαινόμενα η συνεργασία είναι απαραίτητη. Η εργασία σε ομάδες είναι αποδοτική όταν: περιλαμβάνει δύο ή περισσότερα πρόσωπα με κοινούς στόχους, τα μέλη της ομάδας έχουν διαφορετικούς ρόλους που μοιράστηκαν με κοινή συμφωνία, κάθε μέλος έχει την ευκαιρία να προσφέρει στο κοινό έργο, η ατμόσφαιρα είναι τέτοια που κάθε μέλος μπορεί να μαθαίνει από τα υπόλοιπα, τα μέλη εργάζονται χρησιμοποιώντας το μέγιστο των δυνατοτήτων τους και υπερβαίνουν τις αδυναμίες τους προάγοντας το έργο της ομάδας, ενθαρρύνεται ένα περιβάλλον εμπιστοσύνης και συνεργατικής ευθύνης. Τα παιδιά εργαζόμενα σε ομάδες αισθάνονται πολύ πιο ενεργά και υπεύθυνα, βλέποντας τους κόπους τους να αποδίδουν.

β) Η συζήτηση στην ομάδα. Με τη συζήτηση ο μαθητής κυρίως ανακαλύπτει τις δικές του απόψεις και δευτερευόντως πείθει την ομάδα του. Η σύγκριση των εμπειριών βοηθάει στη σύνδεση των σκέψεων και τη διαμόρφωση των εννοιών. Οι δάσκαλοι δεν πείθονται εύκολα για την αξία της συζήτησης μεταξύ των παιδιών αν και έχει αποδειχτεί ότι η ανταλλαγή απόψεων διευκολύνει την "εννοιολογική αλλαγή". Προωθείται η χρήση της γλώσσας και της ομιλίας και κατανοούν οι μαθητές την αξία της ως μέσου επικοινωνίας. Είναι σημαντικό οι επιστημονικές έννοιες να παρουσιάζονται ως σκέψεις για συζήτηση και όχι ως ετοιμοπαράδοτες πληροφορίες, διότι μάθηση είναι ότι συμβαίνει στην τάξη και όχι η παρουσίαση της αλήθειας από έναν αλάθητο δάσκαλο.

γ) Η παρουσία του δασκάλου. Αν και η οργανωμένη συζήτηση έχει σημαντικά αποτελέσματα έχει αποδειχτεί ότι οι μαθητές ανταλλάσσουν απόψεις πιο ενεργά χωρίς την παρουσία κάποιου ενήλικα, ο οποίος θα ελέγχει ανά πάσα στιγμή την ορθότητα των απόψεών τους. Όταν ο δάσκαλος απουσιάζει όχι μόνο κάνουν υποθέσεις αλλά τις αξιολογούν και από μόνοι τους. Αυτό δεν σημαίνει ότι ο δάσκαλος πρέπει να βγει από την τάξη, αλλά ότι πρέπει να αποστασιοποιηθεί από τις ομάδες εργασίας των παιδιών.

Για να επιτευχθούν οι στόχοι της εποικοδομητικής προσέγγισης χρησιμοποιούνται τεχνικές - εργαλεία διδασκαλίας. Τα εργαλεία αυτά είναι εξειδικευμένα και το καθένα ενισχύει διαφορετικές δεξιότητες. Αφού τα παιδιά ασχολούνται με τα φύλλα εργασίας, ο ρόλος του δασκάλου δεν ακυρώνεται. Απλώς αλλάζει και από πομπός γνώσης γίνεται καθοδηγητής στο να μαθαίνουν τα παιδιά να εργάζονται. Γίνεται συνερευνητής. Είναι καινοτομικός ο ρόλος του. Επίσης ο ρόλος του δεν είναι αξιολογητικός. Πρέπει να αναλογιζόμαστε τι πήγε καλά και τι όχι στο μάθημα, τόσο στον εαυτό μας, όσο και στο υλικό (καλώδια, μπαταρίες, κλπ.). Πρέπει να τους δώσουμε το έναυσμα να γίνουν μικροί εξερευνητές (Κόκκοτας, 1998).

Αναλυτικά τα εργαλεία αυτά είναι τα εξής:

α. Οι ερωτήσεις. Η ερώτηση είναι έμφυτη στο παιδί, αλλά στο σχολείο έτσι όπως λειτουργεί σήμερα, η τάση αυτή περιορίζεται από τον φόβο μήπως η ερώτηση που θα κάνει φανεί απλοϊκή. Η διατύπωση της ερώτησης με εκφράσεις του τύπου "τι νομίζεις" κτλ, δίνει την ευχέρεια στον μαθητή να απαντήσει πιο ελεύθερα. Οι ερωτήσεις πρέπει να λειτουργούν ως εξής: να αναδεικνύουν τη γνώμη του μαθητή, να μην επιδέχονται μία μόνο απάντηση, να μην τίθενται σε προσωπικό επίπεδο αλλά να απευθύνονται σε όλους, να αποτελούν προέκταση της αφόρμησης και να μην επιβεβαιώνουν την αυθεντικότητα του δασκάλου, δεν δίδονται άμεσα αλλά ακολουθούν μια εικόνα, ένα κείμενο κτλ., δεν εισάγονται με το ΠΩΣ και το ΓΙΑΤΙ αλλά τονίζεται το προσωπικό στοιχείο και η γνώμη του μαθητή.

β. Ο Διάλογος Το εργαλείο αυτό χωρίζεται σε δύο υποκατηγορίες: Τον Σωκρατικό Διάλογο του δασκάλου με τους μαθητές και τον διάλογο μεταξύ των μαθητών. Η μαιευτική μέθοδος στηρίζεται στις εξελισσόμενες ερωτήσεις, με σκοπό να καταλήξουν οι μαθητές μόνοι τους στηριζόμενοι στις δικές τους νοητικές δεξιότητες στις απόψεις που επιδιώκει ο δάσκαλος.

γ. Η γνωστική σύγκρουση Με τον όρο αυτό περιγράφουμε τη σύγκρουση ανάμεσα σ' αυτό που το παιδί προβλέπει να συμβεί και σ' εκείνο που στην πραγματικότητα συμβαίνει. Αποτελεί κύριο μηχανισμό αναδιοργάνωσης της γνώσης. Η αποκτώμενη γνώση είναι σταθερότερη όταν ο μαθητής αναγνωρίσει μόνος του το πρόβλημα. Χρειάζεται προσοχή στην αντιμετώπισή της διότι, αν λάβουμε υπ' όψιν τον ψυχολογικό παράγοντα και την αντίδραση της τάξης, ο μαθητής πιθανώς να την βιώσει τραυματικά. Για να την εκμεταλλευτούμε σωστά πρέπει να ξέρουμε τις αρχικές απόψεις των παιδιών και το κλίμα στην τάξη να είναι κατάλληλο για ερευνητική εργασία. Μόνο το πείραμα μπορεί να δημιουργήσει γνωστική σύγκρουση στους μαθητές, η απλή αναφορά της επιστημονικής άποψης (την οποία δεν παρήγαγαν οι ίδιοι) δεν είναι σε θέση να το κάνει.

δ. Αναλογίες - μεταφορές. Οι επιστήμονες για να γίνουν κατανοητοί πολλές φορές χρησιμοποιούν κάποιες μεταφορές για να σχηματοποιήσουν τις απόψεις τους. Σήμερα αυτό θεωρείται αποδεκτό, κατά τον 17ο όμως αιώνα πίστευαν ότι η μεταφορά και η αναλογία ήταν απλά στολίδια που δεν απέδιδαν την καθαρή επιστημονική αλήθεια.. Επειδή είχαν μια αισθητική απήχηση θεωρούσαν ότι μόνο οι φιλόσοφοι και οι ποιητές έπρεπε να τις χρησιμοποιούν.

Στην διδακτική πράξη εν τούτοις ο ρόλος τους είναι πολύ σπουδαίος, αφού με τον τρόπου αυτό προσεγγίζουν τομείς που δεν τους είναι οικείοι και προσπαθούν να τον αντιμετωπίσουν με βάση τις γνώσεις που έχουν ήδη. Η μεταφορά ενισχύει την γλωσσική επάρκεια και μεταφέρει επιπλέον μηνύματα που δεν κωδικοποιούνται με τη γλώσσα. Πρέπει πάντως να προσεχθεί η μεταφορά να γίνεται αντιληπτή από τον μαθητή και να εμπίπτει στο γνωστικό του πεδίο καθώς επίσης και να είναι τέτοια που να μην ισχύει την εναλλακτική άποψή του. Η αξία της βασίζεται στο γεγονός ότι υπάρχουν σχέσεις ανάμεσα σε ξεχωριστές γνωστικές περιοχές.

ε. Θεατρικό παιχνίδι. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να περιγράψουμε κάτι που τα παιδιά δεν μπορούν να παρατηρήσουν άμεσα. π.χ. Διαστολή - Εξάτμιση (χέρι-χέρι και μπαλόνια με πλατεία αντίστοιχα.)

στ. Επίλυση προβλημάτων

ζ. Κατασκευή - ανακατασκευή μοντέλων

η. Πείραμα. Επαληθεύει ή απορρίπτει υποθέσεις, επαληθεύει ή απορρίπτει μια πρόβλεψη και επικυρώνει ή αλλάζει μια θεωρία ή ένα νόμο, εξελίσσει την τεχνολογία και τα υλικά, ενισχύει την συλλογική προσπάθεια, διαφέρει από την θεωρία.