«Βρίσκω τις ιδέες στα fractals, τόσο ως σώμα γνώσης όσο και ως μεταφορά, ένας απίστευτα σημαντικός τρόπος για να δούμε τον κόσμο.»
Αντιπρόεδρος και βραβευμένος με Νόμπελ Αλ Γκορ
Αυτό το WebQuest έχει ως στόχο οι μαθητές να χρησιμοποιούν τη συνεργασία, τη δημιουργικότητα και τις πηγές του διαδικτύου για να δουν πώς οι δομές του ανθρώπινου σώματος και ιδιαίτερα οι πνεύμονες μπορούν να εξηγηθούν μέσω της fractal γεωμετρίας.
Ξέρετε ότι υπάρχει κάτι κοινό μεταξύ του σώματός σου, των γαλαξιών και του κουνουπιδιού; Αναρωτηθήκατε ποτέ πώς τα ποτάμια μοιάζουν με δέντρα που μοιάζουν με τα αιμοφόρα αγγεία μας; Σε αυτό το webquest, θα κάνουμε ένα ταξίδι κατά τη διάρκεια του οποίου θα εξερευνήσουμε αυτά τα ερωτήματα ανακαλύπτοντας μερικές όμορφες δομές που ονομάζονται fractals.
Αλλά πριν από αυτό, εδώ είναι μερικά πράγματα που θα πρέπει να ξέρετε:
Στόχος αυτού του WebQuest είναι να σας βοηθήσει να ανακαλύψετε τη σημασία της δημιουργίας διασυνδέσεων μεταξύ διαφορετικών τομέων γνώσης. Στην περίπτωση αυτής της αναζήτησης, θα είναι κυρίως βιολογία (με ιδιαίτερη προσοχή στην ανατομία και τους πνεύμονες) και μαθηματικά (φραγματική γεωμετρία).
Ας ξεκινήσουμε λοιπόν την έρευνά μας και ας ρίξουμε μια ματιά στο όμορφο fractal σύμπαν μέσα μας.
Οι εκπαιδευόμενοι θα πρέπει να εργάζονται σε ομάδες 5 έως 10 ατόμων. Θα πρέπει να εξερευνήσουν την έννοια των fractals και να ανακαλύψουν τη δομή τους μέσα στους ανθρώπινους πνεύμονες. Κάθε ένα από αυτά θα πρέπει να προετοιμάσει μια σύντομη παρουσίαση PP (ή άλλα πολυμέσα) σε ένα άλλο μέρος του ανθρώπινου σώματος με δομή fractals (αιμοφόρα αγγεία, νεφρά, κ.λπ.). Οι πληροφορίες θα πρέπει να είναι καλά οργανωμένες, τεκμηριωμένες και καλά διαμορφωμένες. Είναι σημαντικό να καταδειχθεί ένα καλό επίπεδο χρήσης του διαδικτύου και της τεχνολογίας.
Σε αυτό το βήμα, κάθε μαθητής θα πρέπει να χρησιμοποιήσει τους διαδικτυακούς πόρους για αυτό το Webquest και να ερευνήσει τη φύση των fractals και τα κύρια χαρακτηριστικά τους.
Μπορούν να ξεκινήσουν με τους ακόλουθους ορισμούς:
https://www.merriam-webster.com/dictionary/fractal#note-1
https://www.britannica.com/science/fractal
Βασικές πληροφορίες για τα fractals υπάρχουν εδώ:
https://users.math.yale.edu/public_html/People/frame/Fractals/IntroToFrac/welcome.html
Στα παρακάτω βίντεο ο άνθρωπος που ανακάλυψε fractals και εφηύρε τη λέξη fractals, Benoit Mandelbrot, εξηγεί τη φύση τους με έναν συνοπτικό και εμπνευσμένο τρόπο:
https://www.ted.com/talks/benoit_mandelbrot_fractals_and_the_art_of_roughness
https://www.youtube.com/watch?v=Sx_0cdogaZ8&feature=youtu.be
Έτσι, τα αληθινά fractals συχνά έχουν σαφή συστήματα σε ατελείωτα μικρές κλίμακες. Βασικά fractals είναι παρόμοια και λόγω αυτού, λέγεται ότι είναι ανυπολόγιστα πολύπλοκα. Παραδείγματα από κάποια πραγματικά fractals είναι οι ακτογραμμές, το κουνουπίδι, οι νιφάδες χιονιού, τα σύννεφα, τα βουνά... και πολλά όργανα του σώματός μας. Τα fractals μπορούν επίσης να δημιουργηθούν από υπολογιστή. Ωστόσο, οι υπολογιστές επαναλαμβάνουν άψογα αντίγραφα με άπειρο τρόπο. Αυτό δεν συμβαίνει ποτέ στη φύση και η φύση εκμεταλλεύεται το γεγονός αυτό. Για παράδειγμα, αν οι καρδιές μας χτυπούσαν με την ίδια ένταση όλη την ώρα, δεν θα είχαν την ευκαιρία να ξεκουραστούν σχετικά από καιρό σε καιρό.
Πράγματι, η πλήρης συμμετρία ή η τέλεια επανάληψη σχετικά με το ανθρώπινο σώμα είναι μάλλον σημάδι κάποιου είδους ασθένειας…
Με την ευκαιρία, έχετε παρατηρήσει πόσο ένα καρδιογράφημα μοιάζει με ακτογραμμή; Λοιπόν, αυτό οφείλεται στην fractal δομή τους.
Λοιπόν, τέλεια, παιδιά! Γνωρίζετε ήδη τι είναι τα fractals και κοιτάζοντας την εικόνα στα αριστερά σας είναι προφανές ότι οι πνεύμονες είναι ουσιαστικά fraactals, ακόμα κι αν δεν ξέρετε πολλά για τη δομή τους ή τον τρόπο λειτουργίας τους. Τώρα μπορείτε να φανταστείτε πώς εισπνέετε οξυγόνο και ακολουθείτε το δρόμο του μέσα από τη δομή των πνευμόνων που μοιάζει με fractals. Ή απλά δείτε πώς συμβαίνει σε αυτό το όμορφο βίντεο: https://www.youtube.com/watch?v=kacMYexDgHg
Αυτές οι ιστοσελίδες θα βοηθήσουν στην περαιτέρω υλοποίηση της fractal φύσης των πνευμόνων:
https://fractalfoundation.org/OFC/OFC-1-2.html
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1474667016387791
Οι πνεύμονές μας διακλαδίζουν fractals με επιφάνεια ~100 m². Η ομοιότητά τους με ένα δέντρο είναι σημαντική, καθώς οι πνεύμονες και τα δέντρα χρησιμοποιούν τις μεγάλες επιφάνειές τους για την ανταλλαγή οξυγόνου και CO2. Αναφέροντας τον κ. Μάντελμπροτ από το παραπάνω βίντεο: Τώρα ο πνεύμονας είναι κάτι πολύ παράξενο. Αν πάρεις αυτό το πράγμα, ξέρεις πολύ καλά ότι ζυγίζει πολύ λίγο. Ο όγκος ενός πνεύμονα είναι πολύ μικρός, αλλά τι γίνεται με την περιοχή του πνεύμονα; Οι ανατόμοι διαφωνούσαν πάρα πολύ γι’ αυτό. Μερικοί λένε ότι ο κανονικός πνεύμονας ενός άνδρα κατέχει μια περιοχή στο εσωτερικό ενός γηπέδου μπάσκετ. Και οι άλλοι λένε, όχι, πέντε γηπέδων μπάσκετ. Τεράστιες διαφωνίες. Για ποιο λόγο; Επειδή, στην πραγματικότητα, η περιοχή του πνεύμονα είναι κάτι πολύ απροσδιόριστο. Ο κλάδος βρόγχων, όπου σταματάνε να διακλαδώνονται, όχι για λόγους αρχής, αλλά για σωματικούς λόγους: η βλέννα, που είναι στον πνεύμονα. Έτσι, αυτό που συμβαίνει είναι ότι κατά έναν τρόπο έχετε ένα πολύ μεγαλύτερο πνεύμονα, αλλά κλαδιά και κλαδιά κάτω...
Οι πνεύμονες μπορεί να φαίνονται μικροί όταν κοιτάτε την εξωτερική επιφάνεια τους, αλλά μέσα τους είναι πολύ μεγαλύτεροι. Αυτό συμβαίνει επειδή οι πνεύμονες αναπτύσσονται ως διακλαδώσεις fractals. Δείτε αυτό το βίντεο και δείτε πώς αναπτύσσονται οι πνεύμονες στην εμβρυϊκή φάση: https://www.youtube.com/watch?v=cC2hWizvWa4
Όπως έχετε δει, οι πνεύμονες αναπτύσσονται σαν fractals και δείχνουν ιδιότητες της γεωμετρίας fractals. Αλλά λόγω της fractal φύσης τους, οι πνεύμονες είναι επίσης πιο αποτελεσματικοί. Οι κυψέλες είναι οι λίγοι σάκοι αέρα στους πνεύμονες των οποίων το κύριο καθήκον είναι να κυκλοφορεί οξυγόνο στο αίμα. Ο χρόνος κατά τον οποίο συμβαίνει η κυκλοφορία και ο ρυθμός διάχυσης του αέρα στις κυψέλες είναι άμεσα ανάλογος με την περιοχή των κυψελίδων στους πνεύμονες.
Εδώ μπορείτε να ρίξετε μια στενή 3D ματιά στους ανθρώπινους πνεύμονες και να δείτε πώς λειτουργούν σε μερικά σύντομα βίντεο: https://www.visiblebody.com/learn/respiratory/lower-respiratory-system
Η διαδικασία της αναπνοής εξηγείται περαιτέρω εδώ:
https://www.youtube.com/watch?v=kacMYexDgHg
Έτσι, τέλος, ρίξτε μια ματιά σε αυτή την ιστοσελίδα που συνοψίζει μερικά από τα ενδιαφέροντα γεγονότα που ήδη γνωρίζετε για τους πνεύμονες: https://medivizor.com/blog/2017/08/24/facts-lungs/
Σε αυτό το στάδιο, οι μαθητές θα πρέπει να εξερευνήσουν άλλες fractal δομές του ανθρώπινου σώματος. Αυτός ο τομέας μελέτης εξακολουθεί να είναι αναπτυσσόμενος και θα πρέπει να κάνουν τη δική τους έρευνα. Μπορούν να εξερευνήσουν τα νεφρά, τον εγκέφαλο, το DNA, την καρδιά, τους νευρώνες...Αυτές οι ιστοσελίδες μπορούν να προσφέρουν περαιτέρω ιδέες:
http://www.fractal.org/Life-Science-Technology/Publications/Fractals-and-Human-Biology.pdf
https://www.medicographia.com/2013/01/fractals-and-their-contribution-to-biology-and-medicine/
http://www.iawwai.com/FractalBrains.html
Από σας εξαρτάται να ανακαλύψετε την ομορφιά των fractals κάπου μέσα στο σώμα σας!
Χρησιμοποιήστε πολυμέσα (PowerPoint, Prezi, άλλα εργαλεία) για να παρουσιάσετε τα αποτελέσματα της έρευνάς σας σχετικά με τις δομές fractal στο ανθρώπινο σώμα. Μπορείτε να συμπεριλάβετε φωτογραφίες ή βίντεο. Μην ξεχνάτε ότι ένα από τα χαρακτηριστικά της γεωμετρίας fractal του κ. Μάντελμπροτ είναι η ορατότητα της.
Σε αυτό το στάδιο, οι μαθητές θα πρέπει να συζητήσουν τις παρουσιάσεις και να σχολιάσουν κάποιες άλλες δομές fractal στο ανθρώπινο σώμα και τη φύση που μπορούν να σκεφτούν.
Τι είναι το «Fractal»;
https://www.merriam-webster.com/dictionary/fractal#note-1
https://www.britannica.com/science/fractal
https://users.math.yale.edu/public_html/People/frame/Fractals/IntroToFrac/welcome.html
https://www.ted.com/talks/benoit_mandelbrot_fractals_and_the_art_of_roughness
https://www.youtube.com/watch?v=Sx_0cdogaZ8&feature=youtu.be
Δομή, λειτουργία και ανάπτυξη των ανθρώπινων πνευμόνων:
https://www.youtube.com/watch?v=kacMYexDgHg
https://fractalfoundation.org/OFC/OFC-1-2.html
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1474667016387791
https://www.youtube.com/watch?v=cC2hWizvWa4
https://www.visiblebody.com/learn/respiratory/lower-respiratory-system
https://www.youtube.com/watch?v=kacMYexDgHg
https://www.physio-pedia.com/Lung_Anatomy
https://www.britannica.com/science/human-respiratory-system/Blood-vessels-lymphatic-vessels-and-nerves
https://medivizor.com/blog/2017/08/24/facts-lungs/
Άλλες δομές fractal στην ανθρώπινη ανατομία:
http://www.fractal.org/Life-Science-Technology/Publications/Fractals-and-Human-Biology.pdf
https://www.medicographia.com/2013/01/fractals-and-their-contribution-to-biology-and-medicine/
http://www.iawwai.com/FractalBrains.html
Μέσα από αυτή την αναζήτηση βιώσατε το γεγονός ότι το ανθρώπινο σώμα είναι βασικά fractal.
Έτσι, ακολουθεί βασικές δομές που κυριαρχούν στον κόσμο μας και στο σύμπαν ως σύνολο σε διαφορετικές κλίμακες.
Οι περισσότεροι άνθρωποι βρίσκουν τα fractals χαλαρωτικά και όμορφα. Παρακαλώ, δείτε αυτό το βίντεο (ή μόνο ένα μέρος του) και ανακαλύψτε αν τα βρείτε κι εσείς επίσης: https://www.youtube.com/watch?v=BTiZD7p_oTc
Αν ναι, συζητήστε γιατί. Θα μπορούσε να είναι επειδή ανακαλύπτουμε ασυνείδητα μια θεμελιώδη αρχή της δομής του σώματός μας στα fractals που παρακολουθούμε; Τέλος πάντων, αναλύοντας τη φύση της ομορφιάς είμαστε ήδη στο πεδίο της αισθητικής, που είναι ένας ακόμη τομέας της γνώσης.
Δεξιότητες:
Επιπλέον, οι εκπαιδευόμενοι:
Σε αυτή την ενότητα δεν θα εμβαθύνουμε πολύ στις υποκείμενες εκπαιδευτικές θεωρίες σχετικά με την αξιολόγηση και τις δοκιμές: υπάρχουν πάρα πολλά που δεν θα μπορούσαμε να καλύψουμε σε αυτή τη μικρή αναφορά έργου.
Αντίθετα, θέλουμε να επικεντρωθούμε σε διαδικασίες που επιτρέπουν τόσο στους μαθητές όσο και στους καθηγητές τους να διαπιστώνουν αν οι μαθησιακοί στόχοι ενός Webquest επιτεύχθηκαν και, αν ναι, σε ποιο βαθμό. Συνιστούμε στους εκπαιδευτικούς να κάνουν χρήση μιας συνδυασμένης διαδικασίας αξιολόγησης, η οποία αποτελείται από:
Για παράδειγμα:
"Έμαθα ότι κατά τον Μεσαίωνα η υγιεινή των ανθρώπων δεν ήταν σχεδόν καθόλου σημαντική, γεγονός που συνέβαλε επιδημικές ασθένειες όπως η πανούκλα να έχουν πολλά θύματα". Ή:
'Έμαθα τα γεγονότα και ξέρω ότι η γη θερμαίνεται, αλλά δεν μπορώ να καταλάβω γιατί οι άνθρωποι ήταν τόσο ηλίθιοι που μόλυναν τον κόσμο και τον άφησαν να θερμανθεί τόσο πολύ.
'Έμαθα από τις πληροφορίες σχετικά με τις ασθένειες ότι αυτό το θέμα με ελκύει περισσότερο απ' ό,τι θα περίμενα εκ των προτέρων: ίσως θα έπρεπε να σκεφτώ την ιατρική καριέρα'. Ή:
'Τα Webquests επιβεβαιώνουν αυτό που ήδη πίστευα: Δεν θα μπορούσα να ενδιαφερθώ λιγότερο για το κλίμα και την υπερθέρμανση του πλανήτη. Στην πραγματικότητα, πίστευα ότι όλα αυτά είναι μια φάρσα και εξακολουθώ να το πιστεύω!
Αυτού του είδους η αξιολόγηση φαίνεται πιο υποκειμενική από ό,τι είναι στην πραγματικότητα: στο βασικό του έργο για τις εξετάσεις και την αξιολόγηση (και πολλά άλλα), που ονομάζεται απλά Μεθοδολογία (1974), ο καθηγητής A.D. de Groot περιγράφει πόσο συνεπείς φαίνονται να είναι οι αυτοαξιολογήσεις των μαθητών: όταν ερωτώνται ξανά μετά από 5 ή 10 χρόνια, η αξιολόγησή τους είναι σχεδόν η ίδια. Ο De Groot συμβούλευσε τους εκπαιδευτικούς να χρησιμοποιούν την έκθεση του μαθητή ως αφετηρία για κοινές αξιολογήσεις, , επιδιώκοντας τη συναίνεση μεταξύ εκπαιδευτικού και μαθητή/μαθήτριας σχετικά με τα μαθησιακά αποτελέσματα και την αξία τους για τον μαθητή, αλλά και σε σύγκριση με τους μαθησιακούς στόχους, όπως αναφέρονται στο πρόγραμμα σπουδών.
Τα μαθησιακά επιτεύγματα είναι ορατά στα αποτελέσματα που παράγουν οι μαθητές: πρόκειται για υλικά στοιχεία: εκθέσεις, απαντήσεις σε ερωτήσεις που τίθενται στο Webquest, παρουσιάσεις, επιδόσεις κατά τη διάρκεια των παρουσιάσεων (κατά προτίμηση μαγνητοσκοπημένες). Ο εκπαιδευτικός συμπληρώνει ένα πλέγμα αξιολόγησης στο οποίο αναφέρονται με σαφήνεια τα μαθησιακά αποτελέσματα για τον μαθητή/μαθήτρια. Οι κατηγορίες του πλέγματος μπορούν να τροποποιηθούν από τον εκπαιδευτικό για να καλύψουν με μεγαλύτερη ακρίβεια το περιεχόμενο ενός Webquest.
Συμβουλεύουμε τους εκπαιδευτικούς να χρησιμοποιούν το πλέγμα για να ξεκινήσουν μια κοινή συζήτηση αξιολόγησης, με στόχο τη συναίνεση ή τουλάχιστον την κατανόηση μεταξύ του εκπαιδευτικού και του μαθητή/μαθήτριας σχετικά με τα μαθησιακά αποτελέσματα: επιτεύχθηκαν (όπως είχε προγραμματιστεί στο πρόγραμμα σπουδών και είχε ανακοινωθεί πριν από την έναρξη του Webquest) και σε ποιο βαθμό; Η επικοινωνία των μαθησιακών στόχων με σαφήνεια πριν από την έναρξη οποιασδήποτε μαθησιακής δραστηριότητας αποτελεί προϋπόθεση διαφάνειας που αναγνωρίζεται ευρέως στην εκπαιδευτική κοινότητα. Η ιστορία της διατύπωσης ρητών μαθησιακών στόχων ξεκινά από την " Βίβλο" της αξιολόγησης των Bloom, Hastings και Madaus: "Handbook on formative and summative evaluation of student learning" (1971), ένα πρότυπο έργο που αποτέλεσε επίσης έμπνευση για τον καθηγητή De Groot που αναφέρθηκε προηγουμένως.
Η διαδικασία εφαρμόζεται επίσης όταν οι μαθητές έχουν εργαστεί από κοινού σε ένα Webquest. Ο καθηγητής θα κάνει ερωτήσεις σχετικά με τις ατομικές συνεισφορές: "Τι βρήκατε; Ποιο μέρος γράψατε; Πώς βρήκατε τις εικόνες; Ποιος έκανε την τελική παρουσίαση; "
Όλα τα αποδεικτικά στοιχεία (των μαθησιακών προσπαθειών και των αποτελεσμάτων καθώς και των κοινών αξιολογήσεων) αποθηκεύονται κατά προτίμηση στο μαθησιακό χαρτοφυλάκιο του μαθητή ή σε οποιοδήποτε άλλο κατάλληλο σύστημα αποθήκευσης (φάκελοι με γραπτά ή έντυπα έγγραφα, ηλεκτρονική συλλογή αρχείων κ.λπ.).
Οι αλλαγές στις προσωπικές απόψεις και τα συναισθήματα είναι πιο δύσκολο να εκτιμηθούν και εδώ η συναίνεση μεταξύ εκπαιδευτικού και μαθητή/μαθήτριας σχετικά με τις εμπειρίες κατά τη διάρκεια της μαθησιακής διαδικασίας παρέχει ουσιαστικές πληροφορίες.
Ο παρακάτω πίνακας δίνει ένα παράδειγμα για το πώς μπορεί να διαμορφωθεί η αξιολόγηση της μαθησιακής διαδικασίας και των επιτευγμάτων: τι είδους αντιδράσεις στο Webquest αναμένει ο εκπαιδευτικός και πόσο πολύτιμες είναι αυτές; Είναι σε θέση ο εκπαιδευτικός να εξηγήσει την αξία ή τη βαθμολογία που αποδίδεται στις απαντήσεις ή τις παρουσιάσεις των μαθητών; Κατανοεί ο μαθητής τα αποτελέσματα της αξιολόγησης και συμφωνεί; Εάν ναι, εξακολουθεί να είναι ο εκπαιδευτικός αυτός που αποφασίζει πώς θα αξιολογήσει την εργασία του μαθητή/της μαθήτριας.
Σημειώστε ότι το κείμενο στον πίνακα απευθύνεται απευθείας στον μαθητή: αυτό είναι σημαντικό και αποτελεί στην πραγματικότητα προϋπόθεση για τη χρήση ενός τέτοιου πίνακα αξιολόγησης: προορίζεται ειδικά για να επιτρέψει τη συζήτηση των μαθησιακών αποτελεσμάτων μεταξύ εκπαιδευτικού και μαθητή και όχι για να κοινοποιήσει τα μαθησιακά επιτεύγματα των μαθητών σε άλλους που δεν είχαν άμεσο ρόλο στο Webquest.
Η υποστήριξη της Ευρωπαϊκής Επιτροπής στην παραγωγή της παρούσας έκδοσης δεν συνιστά αποδοχή του περιεχομένου, το οποίο αντικατοπτρίζει αποκλειστικά τις απόψεις των συντακτών, και η Επιτροπή δεν μπορεί να αναλάβει την ευθύνη για οποιαδήποτε χρήση των πληροφοριών που περιέχονται σε αυτήν.
Τ: +357 2466 40 40
Φ: +357 2465 00 90
E: scool.it@scool-it.eu
Η υποστήριξη της Ευρωπαϊκής Επιτροπής στην παραγωγή της παρούσας έκδοσης δεν συνιστά αποδοχή του περιεχομένου, το οποίο αντικατοπτρίζει αποκλειστικά τις απόψεις των συντακτών, και η Επιτροπή δεν μπορεί να αναλάβει την ευθύνη για οποιαδήποτε χρήση των πληροφοριών που περιέχονται σε αυτήν.
Τ: +357 2466 40 40
Φ: +357 2465 00 90
E: scool.it@scool-it.eu
Η υποστήριξη της Ευρωπαϊκής Επιτροπής στην παραγωγή της παρούσας έκδοσης δεν συνιστά αποδοχή του περιεχομένου, το οποίο αντικατοπτρίζει αποκλειστικά τις απόψεις των συντακτών, και η Επιτροπή δεν μπορεί να αναλάβει την ευθύνη για οποιαδήποτε χρήση των πληροφοριών που περιέχονται σε αυτήν.
T: +357 2466 40 40
Φ: +357 2465 00 90
Ε: scool.it@scool-it.eu
©2019 sCOOL-IT. All Rights Reserved.
Designed & Developed by PCX Management