Τι διδάσκουμε για την ενέργεια;

Ενέργεια είναι η ικανότητα (ή η δυνατότητα) παραγωγής έργου Πλήθος ερευνών (Lehrman, 1973; Κολιόπουλος, 1997, σ. 215; Σπύρτου, 2002, σ. 75; Doménech et al., 2007; Duit, 2012; Lancor, 2012) έχουν δείξει ότι παγκοσμίως η ενέργεια εισάγεται συνήθως ως: “η ικανότητα (ή η δυνατότητα) παραγωγής έργου”. Ο ορισμός αυτός χρονολογείται από τη δεκαετία του 1850, τα πρώτα χρόνια της εισαγωγής της έννοιας. Αναφέρεται ότι ο Πλανκ στις αρχές του 20ου αιώνα είχε διατυπώσει την πρόβλεψη ότι αυτός ο ορισμός για την ενέργεια θα είχε εξαφανιστεί σε 20 χρόνια από τα σχολικά βιβλία (Duit, 1981). Ευτυχώς που δεν στοιχημάτισε! Ο παραπάνω ορισμός για την ενέργεια συνεχίζει να παραμένει παγκοσμίως και σήμερα ο πιο διαδεδομένος παρά το ότι:

i) Αν και υπάρχουν μορφές ενέργειας που επιτρέπουν σε ένα σύστημα να παράγει έργο, ο ορισμός της ενέργειας ως ικανότητας παραγωγής έργου, σύμφωνα με το δεύτερο Νόμο της Θερμοδυναμικής, δεν ισχύει πάντα (Hecht, 2007; Lehrman, 1973; Sexl, 1981). Είναι δυνατόν ένα σώμα (σύστημα σωματιδίων) σε χαμηλή θερμοκρασία, να έχει θερμική ενέργεια χωρίς να έχει την ικανότητα παραγωγής έργου, αν δεν υπάρχει “δεξαμενή” χαμηλότερης θερμοκρασίας. Η ενέργεια διατηρείται όχι όμως και η ικανότητα παραγωγής έργου.

ii) Όταν η ενέργεια ορίζεται ως η ικανότητα παραγωγής έργου περιορίζεται στη Μηχανική στερώντας από την ενέργεια το κύριο χαρακτηριστικό της γνώρισμα που είναι η κοινή – ενοποιητική ερμηνεία φαινομένων από όλες τις περιοχές της Φυσικής, της Χημείας και της Βιολογίας. Ο ορισμός αυτός της ενέργειας προϋποθέτει τη διδασκαλία του έργου, άρα είναι αδύνατο να διδαχτεί σε μικρές ηλικίες και θα υπάρχει το οξύμωρο να συναντά ο μαθητής την έννοια ενέργεια στη Βιολογία ή στη Χημεία πριν διδαχτεί την έννοια έργο στη Φυσική.

iii) Σημειώνεται (Hicks, 1983) ότι το γεγονός πως ο ορισμός “ενέργεια είναι η ικανότητα παραγωγής έργου” είναι τόσο σύντομος και τόσο ευκολομνημόνευτος έχει ως συνέπεια να μείνει στα παιδιά, αν διδαχτεί ως αρχικός ορισμός, ακόμη και αν στο μέλλον τους υποδειχθούν τα όριά του. Τελικά μάλλον η μεγαλύτερη προσφορά αυτού του ορισμού είναι να παρουσιάζεται στο μάθημα μετά τη διδασκαλία του δεύτερου νόμου της θερμοδυναμικής, ως παραδοσιακός ορισμός για την ενέργεια, και να ζητείται από τους μαθητές να εξηγήσουν γιατί δεν μπορεί να είναι γενικός ορισμός για την ενέργεια (Hicks, 1983).

iv) Πρόκειται για έναν κυκλικό ορισμό διότι αφενός ορίζει την ενέργεια ως την ικανότητα παραγωγής έργου και αφετέρου, λίγο αργότερα, ορίζει το έργο ως μια μορφή μεταφοράς της ενέργειας. Ουσιαστικά, δηλαδή, μέσα από αυτόν τον ορισμό λέμε “ενέργεια είναι η ικανότητα να μεταφέρεται ενέργεια” (Hecht 2007).

Διαβάστε τη συνέχεια σε pdf από το ηλεκτρονικό περιοδικό Φυσικές επιστήμες στην εκπαίδευση, Χειμώνας του 2014.

(Visited 61 times, 1 visits today)
Subscribe
Ειδοποίηση για
0 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια