Μοντέλα και επιστημολογία

Οι Grosslight et al. (1991) διερεύνησαν τις απόψεις σπουδαστών και ειδικών στις επιστήμες σχετικά με τη δομή και τους στόχους των μοντέλων. Ανάλογα με το πώς κάποιος περιγράφει τη σχέση των μοντέλων με την πραγματικότητα και το ρόλο που παίζουν οι ιδέες σε σχέση με τα μοντέλα, ενέταξαν τις κατανοήσεις των μοντέλων σε 3 επίπεδα που αντικατοπτρίζουν τρεις διαφορετικές επιστημολογικές όψεις σχετικά με τα μοντέλα και την χρήση τους στις επιστήμες. Πολλοί μαθητές των πρώτων τάξεων της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης ήταν στο επίπεδο 1, όπου σημειώθηκε 1 προς 1 αντιστοιχία μεταξύ μοντέλων και πραγματικότητας και τα μοντέλα είναι παιχνίδια ή μικρά ατελή αντίγραφα των πραγματικών αντικειμένων. Κάποιοι μαθητές δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης έφτασαν στο επίπεδο 2, όπου τα μοντέλα παρέμειναν αντικείμενα πραγματικού κόσμου ή γεγονότα παρά αναπαράσταση των ιδεών, είναι ατελή ή έχουν διαφορετική εξάρτηση από τα περιεχόμενα, υπάρχει ένας συγκεκριμένος, σαφής σκοπός που επιδρά τον τρόπο που δομείται το μοντέλο. Ωστόσο η κύρια εστίαση είναι ακόμη στο μοντέλο και σε μια πραγματικότητα μοντελοποιημένη, όχι στις ιδέες που απεικονίζονται καθ’ αυτές. Οι ειδικοί ικανοποιούν τα κριτήρια του επιπέδου 3, κατά το οποίο τα μοντέλα είναι πολλαπλά, είναι εργαλεία σκέψης και διαχειρίζονται από τους ειδικούς σκόπιμα ώστε να ταιριάζουν στις επιστημολογικές ανάγκες τους. Σύμφωνα με τους Grosslight et al. η επιστημολογική πρόοδος είναι συνάρτηση της αυξημένης χρήσης δυναμικών νοητικών μοντέλων, όταν συνοδεύεται με την μείωση της εξάρτησης από στατικά μοντέλα αντικειμένων (Grosslight L., Unger, C. & Jay, E., Smith, C.L., (1991), Understanding Models and their Use in Science: Conceptions of Middle and High School Students and Experts, Journal of research in Science teaching, 28, 799-822).