Climate Change Education through Earth Observation: An Approach for EO Newcomers in Schools

Από RemoteSensing Wiki

Πρωτότυπος τίτλος: Climate Change Education through Earth Observation: An Approach for EO Newcomers in Schools

Συγγραφείς: Panagiota Asimakopoulou, Panagiotis Nastos, Emmanuel Vassilakis, Assimina Antonarakou, Maria Hatzaki, Ourania Katsigianni, Maria Papamatthaiou, Charalampos (Haris) Kontoes

Δημοσιεύθηκε: Sustainability 2023, 15(19), 14454; https://doi.org/10.3390/su151914454

Λέξεις κλειδιά: Παρατήρηση της Γης, Κλιματική Αλλαγή και Εκπαίδευση για την Αειφορία , μάθηση με βάση τα φαινόμενα, μάθηση βάσει περιβάλλοντος, EO browser, δημοτικό σχολείο

Αντικείμενο εφαρμογής: Something

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Στο παρόν άρθρο υπογραμμίζεται ο επείγον χαρακτήρας για την αντιμετώπισης της κλιματικής αλλαγής (CC) και της περιβαλλοντικής υποβάθμισης λόγω της υπαρξιακής απειλής τους. Τονίζεται η ανάγκη για εκπαίδευση στην και την κλιματική αλλαγή (CCE) στα σχολεία, όπως αναγνωρίζεται από διεθνή πλαίσια όπως η Σύμβαση-Πλαίσιο των Ηνωμένων Εθνών για την κλιματική αλλαγή, η Συμφωνία των Παρισίων και η Ευρωπαϊκή Πράσινη Συμφωνία. Η UNESCO τάσσεται υπέρ της CCE, τονίζοντας τον ρόλο της στην ενδυνάμωση των νέων με τις απαραίτητες γνώσεις και δεξιότητες για τον περιορισμό και την προσαρμογή στην κλιματική αλλαγή. Οι έρευνες δείχνουν ότι τα προγράμματα CCE επηρεάζουν όχι μόνο τους μαθητές αλλά και τους γονείς τους, οδηγώντας σε αυξημένη ευαισθητοποίηση για την κλιματική αλλαγή και υιοθέτηση φιλικού προς το περιβάλλον τρόπου ζωής. Στη συνέχεια, το κείμενο εξετάζει την αυξανόμενη σημασία της Εκπαίδευσης για την Κλιματική Αλλαγή και την Βιωσιμότητα (CCSE) στα σχολικά προγράμματα σπουδών παγκοσμίως και τη συνεχή αναζήτηση καινοτόμων προσεγγίσεων και εργαλείων για την προώθηση της κλιματικής παιδείας και των στόχων της βιωσιμότητας στους μαθητές. Η Παρατήρηση της Γης (EO) αναδεικνύεται ως μια διεπιστημονική προσέγγιση που αναγνωρίζεται για τις δυνατότητές της να ενισχύσει τους στόχους της CCSE και να προωθήσει τον τεχνικό και επιστημονικό γραμματισμό των μαθητών. Τα δεδομένα της ΕΟ θεωρούνται ισχυρό εργαλείο για την κατανόηση των περιβαλλοντικών διεργασιών, την εστίαση στις τοπικές επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής και την εμπλοκή των μαθητών με πραγματικά επιστημονικά δεδομένα, με προσέγγιση βιωματικής μάθησης. Η ενότητα εξετάζει επίσης προηγούμενες προσπάθειες για την προώθηση της ΕΟ στα σχολεία, αναφέροντας διάφορες ευρωπαϊκές πρωτοβουλίες και έργα που αποσκοπούν στην ενσωμάτωση της στα εκπαιδευτικά συστήματα. Ωστόσο, αναγνωρίζει τους περιορισμούς στην αξιοποίηση της ΕΟ στα ευρωπαϊκά σχολεία, κυρίως λόγω τεχνικών, κινητήριων, πληροφοριακών και γλωσσικών εμποδίων. Παρά τις προκλήσεις αυτές, οι πρόσφατες εξελίξεις στην Ελλάδα, όπως η ίδρυση του ελληνικού παραρτήματος του ESERO και οι μεταρρυθμίσεις στο σχολικό πρόγραμμα σπουδών, έχουν δημιουργήσει βελτιωμένες συνθήκες για την ενσωμάτωση εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων που βασίζονται στην ΕΟ στα ελληνικά σχολεία. Τέλος, γίνεται παρουσίαση του εκπαιδευτικού σεναρίου βασισμένου στην ΕΟ που αναπτύχθηκε για τα ελληνικά δημοτικά σχολεία, με στόχο να καταδείξει πώς η ΕΟ μπορεί να ενσωματωθεί στην εκπαίδευση για να προσελκύσει και διατηρήσει το ενδιαφέρον νέων χρηστών, να αναδειχθεί η ΕΟ ως επιστήμη και να προωθήσει την CCSE. Περιγράφεται το κύριο ερευνητικό ερώτημα, το οποίο επικεντρώνεται στην αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας του σεναρίου που βασίζεται στην EO όσον αφορά την προσέλκυση και διατήρηση του ενδιαφέροντος των μαθητών, την ευαισθητοποίηση για την κλιματική αλλαγή, την προώθηση της επιμόρφωσης των εκπαιδευτικών και την ενσωμάτωσή της στο ελληνικό σχολικό πρόγραμμα σπουδών.

2. ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΛΟΓΙΑ

Στη συνέχεια θα περιγράφει το εκπαιδευτικό υλικό, οι παιδαγωγικές μεθόδους, τα εργαλεία και η μεθοδολογία αξιολόγησης που χρησιμοποιήθηκαν κατά την υλοποίηση του εκπαιδευτικού σεναρίου με τίτλο "Χαρτογράφηση των σημαδιών της πυρκαγιάς από το διάστημα" (MaFiSS), το οποίο αποτελείται από ένα σύνολο δομημένων δραστηριοτήτων σχετικά με τις πυρκαγιές και το αντίκτυπό τους στην κλιματική αλλαγή. Οι πυρκαγιές επιλέχθηκαν ως μεθοδολογία καθώς είναι σχετικά εύκολη η μελέτη τους στα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (GIS). Το σενάριο σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε σε διάρκεια επτά (7) εβδομάδων (1 μαθησιακή δραστηριότητα-πλάνο μαθήματος των 45 λεπτών ανά εβδομάδα) από τον Δεκέμβριο του 2021 έως το Φεβρουάριο του 2022 σε τρεις (3) τάξεις της 5ης τάξης, σε 57 συνολικά παιδιά ηλικίας 11-15 ετών που φοιτούν σε δημόσια δημοτικά σχολεία της Αθήνας και του Αγρινίου. Μελετήθηκαν περιστατικά πυρκαγιών που συνέβησαν στο τοπικό περιβάλλον των μαθητών, ώστε να υπάρχει συναισθηματικό δέσιμο, νόημα, εμπειρία και δυνατότητα επιτόπιας μελέτης από τους μαθητές, ενισχύοντας έτσι την προώθηση της περιβαλλοντικής υπευθυνότητας

Παιδαγωγικές Μέθοδοι

Το MaFiSS περιλαμβάνει ένα σύνολο δομημένων δραστηριοτήτων που έχουν σχεδιαστεί για τη διερεύνηση των πυρκαγιών, εστιάζοντας στο κατά πόσον η παρατήρηση της Γης (EO) μπορεί να ενσωματωθεί στο σχολικό πρόγραμμα σπουδών χωρίς προηγούμενες γνώσεις EO. Το θέμα των πυρκαγιών επιλέχθηκε λόγω της καταλληλότητάς του για τη μελέτη της ΕΟ, της διαθεσιμότητας πόρων ΕΟ στα ελληνικά, της συνάφειας με τους Έλληνες μαθητές και της σύνδεσής του με την κλιματική αλλαγή. Η παιδαγωγική μέθοδος προσεγγίζει τη μάθηση βάσει διερεύνησης, την ενεργητική και συμμετοχική μάθηση. Στο μοντέλο εντάχθηκε επίσης η ενεργή εμπλοκή των μαθητών σε ένα φαινόμενο της πραγματικής ζωής και η εκπαίδευση με βάση τον τόπο (place- based education), με την τελευταία ειδικά να αποτελεί ιδιαίτερα πετυχημένη μέθοδο περιβαλλοντικής εκπαίδευσης. Συνολικά δίνει έμφαση στις διεπιστημονικές, μαθητοκεντρικές και συνεργατικές προσεγγίσεις επίλυσης προβλημάτων.

Εργαλεία και πόροι της Ε.Ο.

Το MaFiSS χρησιμοποιεί εργαλεία ΕΟ ανοικτής πρόσβασης, όπως το πρόγραμμα περιήγησης ΕΟ και το Diachronic Burnt Scar Mapping (Diachronic BSM). Το πρόγραμμα περιήγησης EO, παρά το γεγονός ότι αναπτύχθηκε αρχικά για προχωρημένους χρήστες, επιλέγεται για την απλότητά του, την υποστήριξη πολλών γλωσσών (συμπεριλαμβανομένων των ελληνικών) και τα εκπαιδευτικά χαρακτηριστικά του. Το Diachronic BSM παρέχει μια ολοκληρωμένη εικόνα των πυρκαγιών στην Ελλάδα τα τελευταία 35 χρόνια, ενώ το περιβάλλον χρήστη είναι αρκετά φιλικό σε νέους χρήστες.

Εκπαιδευτικό υλικό-σχέδια μαθήματος

Το MaFiSS αποτελείται από επτά πλάνα μαθήματος:

1. Το ήξερες; : Εισάγει τους μαθητές στο θέμα των πυρκαγιών και τους εμπλέκει σε αυτοαξιολόγηση και συνεργατική διερεύνηση (Εικόνα 1).

2. Καυτά νέα: Εισάγει τους μαθητές στο φαινόμενο των ξηρών καταιγίδων και τη σχέση τους με τις πυρκαγιές (Εικόνα 2).

3. Χαρτογράφηση των πυρκαγιών με τα χέρια: Καθοδηγεί τους μαθητές στη χαρτογράφηση καμένων περιοχών χρησιμοποιώντας δορυφορικές εικόνες του Sentinel-2b.

4. Χαρτογράφηση πυρκαγιάς με το πρόγραμμα περιήγησης EO: Επιτρέπει στους μαθητές να εξερευνήσουν τις δορυφορικές εικόνες υψηλής ανάλυσης και να χαρτογραφήσουν τα σημάδια πυρκαγιών χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα περιήγησης EO, αφού προηγηθεί μία βασική «εκπαίδευσή» τους πάνω στην τηλεπισκόπηση και τον EO Browser.

5. Πόσο έχει πληγεί η περιοχή σας από πυρκαγιές; : Ενθαρρύνει τους μαθητές να διερευνήσουν τις τοπικές πυρκαγιές χρησιμοποιώντας το Diachronic BSM (Εικόνα 3).

6.&7. Αξιολογήστε αυτά που μάθατε και διαδώστε τα νέα: Περιλαμβάνει το σχεδιασμό μιας εκστρατείας ευαισθητοποίησης του σχολείου ή της τοπικής κοινότητας και την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας του προγράμματος. Κατά τη διάρκεια των δύο τελευταίων μαθημάτων, οι μαθητές ανακαλούν όλα τα στάδια του προγράμματος.

Μεθοδολογία αξιολόγησης

Η αξιολόγηση περιλαμβάνει την ανατροφοδότηση των εκπαιδευτικών μέσω συνεντεύξεων και φορμών αξιολόγησης για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας του προγράμματος, της φιλικότητας προς το χρήστη, της εμπλοκής των μαθητών και της συνάφειας του με το πρόραμμα σπουδών. Οι μαθητές παρέχουν επίσης ανατροφοδότηση μέσω ερωτηματολογίων για την αξιολόγηση της ευαισθητοποίησης, του ενδιαφέροντος, της ικανοποίησης και της ευθυγράμμισης με το πρόγραμμα σπουδών.

3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Αποτελέσματα αξιολόγησης των εκπαιδευτικών

Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα αξιολόγησης από τους εκπαιδευτικούς που εφάρμοσαν το πρόγραμμα MaFiSS με μαθητές της πέμπτης τάξης. Κανείς από τους εκπαιδευτικούς δεν είχε χρησιμοποιήσει προηγουμένως ΕΟ ή τα άλλα προγράμματα που χρησιμοποιήθηκαν. Περιγράφονται τα σχόλιά τους σχετικά με διάφορες πτυχές του προγράμματος.

Φιλικότητα του υλικού προς τους εκπαιδευτικούς και ευκολία εφαρμογής

Οι εκπαιδευτικοί βρήκαν το πρόγραμμα MaFiSS φιλικό προς το χρήστη και απλό στην εφαρμογή του, παρά το γεγονός ότι δεν είχαν προηγούμενες γνώσεις σχετικά με την EO. Σημείωσαν ότι το παρεχόμενο υλικό ήταν σαφές, οργανωμένο και έτοιμο προς χρήση, απαιτώντας ελάχιστο χρόνο προετοιμασίας. Ωστόσο, ορισμένες δραστηριότητες απαιτούσαν περισσότερο χρόνο από τον προβλεπόμενο, γεγονός που επέβαλε την επέκταση του προγράμματος σε μαθήματα ΤΠΕ.

Ελκυστικότητα του προγράμματος και συμμετοχή των μαθητών

Οι εκπαιδευτικοί ανέφεραν θετική εμπλοκή των μαθητών καθ' όλη τη διάρκεια του προγράμματος, ακόμη και από μαθητές που συνήθως δεν ήταν συγκεντρωμένοι στο μάθημα. Δραστηριότητες όπως η εξερεύνηση του φαινομένου της ξηρής καταιγίδας και η αλληλεπίδραση με τον ΕΟ Browser ήταν ιδιαίτερα επιτυχείς στο να προσελκύσουν το ενδιαφέρον των μαθητών. Λιγότερο ενδιαφέρον έδειξαν οι μαθητές στη συμπλήρωση του ερωτηματολογίου, στην ανάλυση των απαντήσεων και στην αξιολόγηση.

Καταλληλότητα των εργαλείων ΕΟ στην εκπαίδευση

Όλοι οι εκπαιδευτικοί επιβεβαίωσαν ότι οι εφαρμογές που βασίζονται σε ΕΟ και χρησιμοποιήθηκαν στο MaFiSS ήταν εύκολες στη χρήση και κατάλληλες για εκπαιδευτικούς σκοπούς. Οι μαθητές και οι εκπαιδευτικοί εξοικειώθηκαν γρήγορα με τις εφαρμογές.

Αποτελεσματικότητα της προσέγγισης με βάση το φαινόμενο

Οι εκπαιδευτικοί συμφώνησαν ότι η προσέγγιση με βάση το φαινόμενο, ιδίως η εστίαση στο φαινόμενο της ξηρής καταιγίδας, τόνωσε το ενδιαφέρον και την περιέργεια των μαθητών. Η προσέγγιση αυτή ευθυγραμμίστηκε επίσης καλά με τα αποτελέσματα της αξιολόγησης των μαθητών, υποδεικνύοντας αυξημένο ενδιαφέρον στην τάξη.

Αποτελεσματικότητα της προσέγγισης με βάση την ΕΟ

Η προσέγγιση με βάση τις ΕΟ αύξησε σημαντικά την ευαισθητοποίηση των μαθητών σχετικά με τις πυρκαγιές, ιδίως σε τοπικό επίπεδο. Οι μαθητές κατανόησαν βαθύτερα την κλίμακα και το μέγεθος των πυρκαγιών μέσω δραστηριοτήτων όπως η μελέτη εικόνων EO με σημάδια πυρκαγιάς και η καταγραφή παλαιότερων πυρκαγιών στην περιοχή τους.

Αντίκτυπο στο ενδιαφέρον των μαθητών για τους δορυφόρους και την ΕΟ

Οι εκπαιδευτικοί παρατήρησαν μια σημαντική αύξηση του ενδιαφέροντος των μαθητών για τους δορυφόρους και την EO καθ' όλη τη διάρκεια του προγράμματος. Οι μαθητές αναζήτησαν ενεργά πρόσθετες πληροφορίες πέρα από το υλικό του προγράμματος, υποδεικνύοντας μια γνήσια περιέργεια για το θέμα (Εικόνα 4).

Σύνδεση με έννοιες του προγράμματος σπουδών

Το MaFiSS βοήθησε τους εκπαιδευτικούς να διευρύνουν το πεδίο εφαρμογής των θεμάτων που διδάσκονται στην τάξη και επέτρεψε στους μαθητές να συνδέσουν τις έννοιες του αναλυτικού προγράμματος με την πραγματική ζωή. Οι εκπαιδευτικοί εντόπισαν συσχετισμούς με θέματα όπως η φυσική, η γεωγραφία και τα μαθηματικά.

Αποτελέσματα αξιολόγησης των μαθητών

Οι μαθητές έδειξαν αυξημένη ευαισθητοποίηση και κατανόηση των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής, ιδίως όσον αφορά τις πυρκαγιές. Η πλειονότητα θεώρησε ότι οι δορυφορικές εικόνες και τα εργαλεία βοήθησαν σημαντικά στην κατανόηση του κινδύνου πυρκαγιών. Σχετικά με την EO και τα STEM, οι μαθητές έδειξαν ενδιαφέρον για τους δορυφόρους και την ΕΟ, εκφράζοντας την επιθυμία να μάθουν περισσότερα για την ΕΟ μέσω τηλεπισκόπησης. Το πρόγραμμα ενίσχυσε αποτελεσματικά την κατανόηση των εννοιών STEM από τους μαθητές. Επιπλέον οι μαθητές βρήκαν το MaFiSS χρήσιμο για την κατανόηση διαφορετικών σχολικών μαθημάτων και την ενίσχυση των δεξιοτήτων πλοήγησης και προσανατολισμού στο χάρτη. Η πλειονότητα των φοιτητών εξέφρασε θετική άποψη για το πρόγραμμα, εκφράζοντας ενδιαφέρον για συμμετοχή σε παρόμοια προγράμματα που βασίζονται στην ΕΟ στο μέλλον, ενώ κανείς δεν το αξιολόγησε αρνητικά. Παρατηρήθηκαν ωστόσο διαφορές στις απαντήσεις των μαθητών μεταξύ των τάξεων, ιδίως μεταξύ των σχολείων του Αγρινίου και της Αθήνας, με τους μαθητές της Αθήνας να αξιολογούν λιγότερο θετικά το σύνολο του προγράμματος. Συνολικά οι μαθητές εξέφρασαν προτιμήσεις για δραστηριότητες όπως η αλληλεπίδραση με τον EO Browser, το φαινόμενο ξηρής καταιγίδας και την εκστρατεία ευαισθητοποίησης, ενώ έδειξαν λιγότερο ενθουσιασμό για δραστηριότητες που περιλάμβαναν μαθηματικούς υπολογισμούς.

4. ΣΥΖΗΤΗΣΗ & ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Η ενσωμάτωση των εργαλείων EO που βασίζονται στο νέφος στην εκπαίδευση σημειώνει πρόοδο, ξεπερνώντας τα σχετικά εμπόδια. Για την πλήρη αξιοποίηση της EO στην CCSE, η προσαρμογή του παιδαγωγικού περιεχομένου στα σχολικά προγράμματα σπουδών είναι καθοριστικής σημασίας. Η παρούσα μελέτη δείχνει ότι η ΕΟ μπορεί να χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικά στα δημοτικά σχολεία από αρχάριους εκπαιδευτικούς και μαθητές, όταν παρέχεται κατάλληλο παιδαγωγικό περιεχόμενο. Η αξιοποίηση της ΕΟ στα σχολεία ωφελεί την CCSE, αυξάνοντας την ευαισθητοποίηση και την κατανόηση των μαθητών για τους κινδύνους της κλιματικής αλλαγής. Τα βασικά αποτελέσματα από την εφαρμογή του μαθησιακού σεναρίου MaFiSS με βάση τις ΕΟ έδειξαν ότι:

1. Εργαλεία EO που βασίζονται στο νέφος, όπως το πρόγραμμα περιήγησης EO, είναι φιλικά προς το χρήστη και χρησιμοποιούνται εύκολα.

2. Η CCSE επωφελείται από συνδυασμό των προσεγγίσεων που βασίζονται στις ΕΟ και στον τόπο.

3. Τα εργαλεία που βασίζονται στην ΕΟ διεγείρουν το ενδιαφέρον των μαθητών και προωθούν την επιστημονική έρευνα.

4. Η προσέγγιση με βάση το φαινόμενο και το φαινόμενο της ξηρής καταιγίδας τράβηξε το ενδιαφέρον και έχει προοπτική ως θεματική.

5. Ενθαρρύνεται η συνεργασία μεταξύ εκπαιδευτικών ΤΠΕ και εκπαιδευτικών πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης, καθώς η συνεργασία τους προάγει την εξέλιξη των δεξιοτήτων τους.

6. Η εκπαίδευση με βάση την ΕΟ συνδυάζεται με διάφορα μαθήματα του δημοτικού σχολείου.

Η προσέλκυση νέων χρηστών ΕΟ στα σχολεία προκαλεί ενδιαφέρον καθώς αποτελεί προσαρμόσιμο παιδαγωγικό περιεχόμενο, το οποίο θα πρέπει να εφαρμόζεται σε τοπικό επίπεδο. Απαιτείται περαιτέρω έρευνα για την αξιολόγηση της ενίσχυσης της κατανόησης των μαθητών. Στα μελλοντικά σχέδια περιλαμβάνεται η ανάπτυξη νέων αντίστοιχων προγραμμάτων με βάση την ΕΟ για την μελέτη ζητημάτων Μετεωρολογίας και Ατμοσφαιρικής Σύνθεσης.