Α Γυμνασίου: μια ώρα Φυσική, έτσι χωρίς Πρόγραμμα

Δημοσιεύτηκε από το χρήστη Γιώργος Φασουλόπουλος στις 1 Οκτώβριος 2013 στις 23:36 στην ομάδα Φυσική Α Γυμνασίου.

Η εισαγωγή της Φυσικής την τρέχουσα σχολική χρονιά στην Α Γυμνασίου, αποτελούσε αντικείμενο συζήτησης και αίτημα των εκπαιδευτικών ΠΕ04. Η εισαγωγή της χωρίς δοκιμασμένο και θεσπισμένο Αναλυτικό Πρόγραμμα, δημιουργεί αμηχανία για τους διδακτικούς χειρισμούς που θα αναπτυχθούν στα τμήματα της σχολικής χρονιάς 2013-14.

Όσοι αντιλαμβάνονται αυτή την εκπαιδευτική καινοτομία ως ευκαιρία οργανικής σύνδεσης των Αναλυτικών Προγραμμάτων  Επιστήμης στο Δημοτικό με εκείνα του Γυμνασίου ή ακόμα πιο φιλόδοξα ως μια καινούργια αρχή στη διδασκαλία της Φυσικής, λαμβάνουν και πρέπει να λαμβάνουν κατά νου δυο ισχυρά εμπειρικά τεκμήρια. Την αρνητική αντιμετώπιση της Φυσικής από τους μαθητές, τουλάχιστον σε σχέση με Χημεία και Βιολογία στο Γυμνάσιο, ενδεχομένως λόγω και του πιο αφηρημένου χαρακτήρα της (γενικοί νόμοι και μαθηματικός φορμαλισμός).  Και το ότι δεν έχει αναπτυχθεί εργαστηριακή παράδοση στη διδασκαλία, παρά τις συστηματικές κατευθύνσεις που δίνουν οι Σχολικοί Σύμβουλοι και τις ενθουσιώδεις και επίμονες προσπάθειες συναδέλφων που στηρίζουν τα ΕΚΦΕ.

Οι ΠΕ04 που «αναπνέουν την κιμωλία της τάξης» και εκφράζονται για την συγκεκριμένη καινοτομία και τη διαχείρισή της, όπως προκύπτει από τον διαδικτυακό διάλογο που αναπτύσσεται, θεωρώ ότι συγκλίνουν σε τρεις βασικές επιλογές που τις συνοψίζω κωδικοποιημένα:

• Δραστηριότητες με «ενδιαφέρον»
• Δραστηριότητες «από τα παλιά»;
• Ποιοτική πραγμάτευση

Θα επιχειρήσω να τις διερευνήσω και να τις εξειδικεύσω με στόχο, να μπορούν οδηγήσουν στην παραγωγή καινούργιου διδακτικού υλικού. 

Δραστηριότητες με ενδιαφέρον

Βασικός στόχος για τη διδασκαλία της Φυσικής στην Α Γυμνασίου αποτελεί και πρέπει να αποτελεί, αν θέλουμε η Φυσική να μην φυλακιστεί σε τάξεις επιλογής, η πρόκληση του ενδιαφέροντος των μαθητών. Πως όμως προκαλείται το ενδιαφέρον των μαθητών και πως θα εμπνεύσουμε τους μαθητές μας να θέτουν αυθεντικά ερωτήματα για τη φύση;

Τι είναι αυτό το άπιαστο που το λένε «ενδιαφέρον» και όλοι –πολιτικοί, διαφημιστές, διαμορφωτές της κοινής γνώμης, πωλητές- το αναζητούν στους πληθυσμούς που απευθύνονται; Οι εκπαιδευτικοί π.χ. συχνά συγχέουν  τα δικά τους ενδιαφέροντα με αυτά των μαθητών τους. Θα μπορούσαν τα νεανικά στυλ έκφρασης, κουλτούρας ή υποκουλτούρας να σηματοδοτήσουν μια γλώσσα επικοινωνίας με «ενδιαφέρον»; Ποια απ’ αυτά μπορούν να μεταφερθούν σε μια σχολική τάξη εισαγωγικής Φυσικής; Είναι νόμιμα και συμβατά με το σημερινό εκπαιδευτικό πλαίσιο; Δυο σχετικά ασφαλείς παράμετροι που μπορούν να μπολιάσουν τη διδασκαλία με στοιχεία  της νεανικής κουλτούρας είναι η χρήση της γλώσσας της κινούμενης εικόνας (you tube) και η επιλογή επίκαιρων γεγονότων και ερωτημάτων σχετικών με την επιστήμη.

Ως αυθεντικά ερωτήματα εννοούνται εκείνα που στην καλύτερη περίπτωση αρθρώνονται αυθόρμητα από (αρκετά) μαθητικά στόματα και πυροδοτούνται από τον διδάσκοντα που σχεδιάζει και αναδεικνύει τις ερεθιστικές, για τον εκάστοτε μαθητικό πληθυσμό, όψεις των φυσικών φαινομένων.

Για την ανάδειξη περιβαλλόντων με ενδιαφέρον που θα παρωθήσουν τους μαθητές π.χ. σε διαδικασίες μέτρησης, ενδείκνυται η αναζήτηση ισχυρών αρχετύπων για την εικονική αναπαράσταση του κόσμου και για την κατασκευή εμβληματικών δημόσιων κτηρίων, σε ιστορικές περιόδους ακμής, πριν αυτά τα αρχέτυπα καταστούν αφηρημένοι τεχνικοί κανόνες, προσπελάσιμοι μόνο από ειδικούς. Η περίοδος της Κλασσικής Ελλάδας  και η Αναγέννηση αποτελούν τέτοιες δεξαμενές. Οι μετρικοί κανόνες γεωμετρικού τύπου που ανέσυρε από το παρελθόν και εξειδίκευσε στα εικαστικά ο ντα Βίντσι (χρυσή τομή-αρχαία αρχιτεκτονική, αριθμοί Φιμπονάτσι-αριθμοί της φύσης) μπορούν να αποτελέσουν περιβάλλοντα με ενδιαφέρον στην περίπτωση των μετρήσεων μήκους.

Πλέον τίθενται διδακτικά ερωτήματα. Τι θα επέλεγε ένας σύγχρονος δάσκαλος απ’ όλο αυτό τον πλούτο; Τις μετρικές σχέσεις στο ανθρώπινο σώμα; Τις μετρικές σχέσεις στον Παρθενώνα; Στις πυραμίδες; Στους πίνακες του Λεονάρντο; Στη διάταξη των πετάλων του ηλίανθου; Στη δομή του κελύφους του ναυτίλου; Όλα αυτά μαζί;

Η απάντηση διευκολύνεται αν τεθούν χρονικές δεσμεύσεις, π.χ. μια διδακτική ώρα για μετρήσεις μήκους και το κοινωνικό – πολιτιστικό πλαίσιο των μαθητών της τάξης (π.χ. τάξη καλλιτεχνικού σχολείου ή τάξη σε περιοχή μέσα στη φύση) και η κόπωση των μαθητών όταν αντιμετωπίζουν για πολλά μαθήματα το ίδιο θέμα. Αν δεν συντρέχουν ιδιαίτεροι κοινωνικοί – πολιτιστικοί παράγοντες η επιλογή είναι βιωματική. Το σώμα του μαθητή.

Δραστηριότητες απ’ τα παλιά;

Έχουν θέση οι φορμαλιστικές πειραματικές διαδικασίες επιβεβαίωσης φυσικών νόμων στην εισαγωγή της διδασκαλίας της Φυσικής στο Γυμνάσιο;

Ως φορμαλιστική πειραματική διαδικασία εννοείται η άσκηση των μαθητών στη λήψη μετρήσεων μήκους, όγκου και οι πειραματικές επιβεβαιώσεις φυσικών νόμων, ερήμην ενός ερωτήματος που έχει νόημα για τον μαθητή. Πώς θα μπορέσει να προκληθεί ο μαθητής να ασχοληθεί με μια μέτρηση, χωρίς να υπάρχει ένα ερώτημα; Υποθέτω  ότι η μέτρηση του μήκους του θρανίου δεν είναι ένα «προκλητικό» ερώτημα.

Θα πρέπει επομένως να τεθούν στο περιθώριο δραστηριότητες που με διδακτικό αυταρχισμό προτρέπουν τους μαθητές, π.χ. κατά τη διαπραγμάτευση της «ελεύθερης» πτώσης, να πολλαπλασιάσουν το χρόνο με το εαυτό του, να διαιρέσουν το αποτέλεσμα με το ύψος και να αναδείξουν τη σταθερότητα του λόγου; Όχι, εφόσον έχει αποκατασταθεί εμπιστοσύνη των μαθητών προς τους διδακτικούς χειρισμούς των δάσκαλων. Δηλαδή όταν υπάρχει η προσδοκία στην τάξη, ότι αυτή η βαρετή «συνταγή μαγειρικής» στο τέλος του εργαστηρίου θα παρασκευάσει «νόστιμο γεύμα». Είναι δεδομένη αυτή η διδακτική προϋπόθεση  σε εισαγωγικά μαθήματα Φυσικής; 

 Αναζητώντας πώς εντείνεται ή ατονεί η συγκέντρωση των μαθητών κατά τη διαπραγμάτευση ενός πειράματος και πως οικοδομείται το νόημα, καταφεύγουμε σε εμπειρίες από τυπικές φορμαλιστικές πειραματικές δραστηριότητες. Μια εκδοχή των φορμαλιστικών διαδικασιών είναι οι πειραματικές επιβεβαιώσεις νόμων. Η περίπτωση της επιβεβαίωσης του νόμου του Χουκ αποτελεί ένα παράδειγμα. Έχει υιοθετηθεί από την πλειοψηφία αυτών που κατασκευάζουν διδακτικά υλικά, γιατί υλοποιείται με αποδεκτή ακρίβεια από τις μαθητικές ομάδες εργασίας. Το τελικό όμως προϊόν (βαθμονομημένο ελατήριο) είναι γελοιογραφία ενός δυναμόμετρου του εμπορίου και δεν είναι ικανό να δημιουργήσει εστίαση. Η δε γνώση που επιχειρείται να οικοδομηθεί είναι η αναμενόμενη και από τους μαθητές γραμμική αναλογία δύναμης-απομάκρυνσης. Είναι αναμενόμενη  γιατί υπαγορεύεται από τη γραμμική αιτιότητα με την οποία συλλογίζονται οι μαθητές (μια αιτία-ένα αποτέλεσμα, μεγαλώνει η μια παράμετρος-μεγαλώνει και η άλλη). Δυναμικό  πλαίσιο για οικοδόμηση εννοιών και για την «ανακάλυψη» νόμων από ένα μαθητή που έχει προηγουμένως εστιάσει στο πρόβλημα, θα αποτελούσε η αμφισβήτηση της γραμμικής αναλογικής υπόθεσης. Ο Χουκ και όσοι διαθέτουν μεταγνωστική ματιά στη Φυσική, την θεώρησε σημαντική, διότι ως ευρηματικός πειραματικός αντιλαμβανόταν ότι η ανάδειξη γραμμικών αναλογιών στον κόσμο των υλικών αποτελεί την εξαίρεση. Η δε κατασκευή με ελατό ατσάλινο σύρμα διάταξης, με το γνωστό ελικοειδές σχήμα, που υπακούει σε γραμμική αναλογία, αποτελεί εξαίρεση και τεχνικό επίτευγμα. Κάποιοι συνάδελφοι επιδίωξαν να δώσουν ένταση σ’ αυτή την εργαστηριακή πρακτική, που οι μετρήσεις «πάνε καλά» αλλά απουσιάζει η εστίαση άρα και το νόημα. Μετασχημάτισαν την παιγνιώδη διάθεση των μαθητών να ταλαντώνουν σε ακραίες θέσεις τα ελατήρια στη διάρκεια του εργαστηρίου, σε διδακτική προτροπή. Ζητούν να βρεθεί το όριο πέρα από το οποίο η συμπεριφορά του ελατηρίου σταματά να είναι η αναμενόμενη γραμμική. Δηλαδή ζητούν να βρεθεί η δύναμη πέραν της οποίας ξεκινά η πλαστική περιοχή παραμόρφωσης. Αυτός ο μετασχηματισμός προσέδωσε στη δραστηριότητα και ένταση και νόημα. Κόστος; Τα παραμορφωμένα ελατήρια.

Διδασκόμαστε από τις αρνητικές εμπειρίες χειρισμού σχολικών μετωπικών πειραμάτων; Π.χ. μετωπικά πειράματα που απαιτούν θερμαντήρες, πολλά θερμόμετρα, μεγάλες ποσότητες πάγου, ορθοστάτες αλλά το κυριότερο 20λεπτες, ανά δυο λεπτά μετρήσεις που εξαντλούν τους μαθητές και στραγγίζουν μετά το βασανιστικό 20λεπτο τη διάθεση για «θύελλες σκέψης», προκειμένου να αποδοθεί νόημα σ’ αυτό καψώνι. Και μάλιστα για ένα συμπέρασμα που οι μαθητές το υποπτεύονταν, δηλαδή ότι δυο ποσότητες νερού διαφορετικών θερμοκρασιών μετά από είκοσι λεπτά αποκτούν κοινή θερμοκρασία. Ας θυμηθούμε που καταλήγουν αυτές οι δραστηριότητες. Να εκφυλίζονται σε πειράματα επίδειξης, που ο μόνος μπορεί να διαβάσει τις τιμές της θερμοκρασίας είναι ο συνεργάτης-μαθητής που εκτελεί την δραστηριότητα, το πολύ και ο καταγραφέας και χρονομέτρης μαθητής που τις «περνάει» στον πίνακα του εργαστηρίου. Η τάξη αναμένει και αντιγράφει.     

Ποιοτική πραγμάτευση

Οι ποιοτικές πραγματεύσεις που προκρίνονται σε σχέση με τις ποσοτικές, είναι ικανές να οδηγήσουν στην διατύπωση γενικών νόμων της Φυσικής ή θα πρέπει να αρκεστούμε σε εμπειρικούς κανόνες;

            Η ποιοτική πραγμάτευση της Φυσικής, που ως γνωστόν «είναι γραμμένη σε μαθηματική γλώσσα» αναπόφευκτα δημιουργεί απόσταση από τις αντίστοιχες διατυπώσεις της Φυσικής όπως τις αντιλαμβάνονται οι ειδικοί κάθε κλάδου στις μονογραφίες τους ή έστω όπως τις συνοψίζουν διεθνώς αποδεκτοί συγγραφείς σε πανεπιστημιακά εγχειρίδια «Γενικής Φυσικής».

Η ανάπτυξη πειραματικών δραστηριοτήτων που στοχεύουν στο ενδιαφέρον των μαθητών, εκτιμώ ότι δεν έχει ως βαθύτερο εμπόδιο τους τεχνικούς  χειρισμούς των υλικών, αλλά κυρίως την ετεροβαρή επιλογή του διδάσκοντα μεταξύ των δυο εκφράσεων της ίδιας εμβληματικής προσωπικότητας.  Του «Νεύτωνα των Principia», δηλαδή των θριαμβευτικών ορθολογικών μοντέλων και του «Νεύτωνα αλχημιστή» των φιλόδοξων σκοτεινών πειραμάτων αλλά και των τοπικών εμπειρικών συνταγών που δεν δικαιώθηκαν, παρότι το βασικό ερώτημά του περί μεταστοιχείωσης, δικαιώθηκε με την κατασκευή τεχνιτών στοιχείων τον 20^ο αιώνα. Οι φυσικοί βρίσκονται μέσα στο παράδειγμα του «Νεύτωνα των Principia». Όμως οι δάσκαλοι της Φυσικής αντιμετωπίζουν δυσκολία να εντάξουν τους μαθητές τους σε αυτό το σκληρό εννοιολογικά παράδειγμα που υπερασπίζονται. Μήπως θα πρέπει να μπολιάσουν τη διδασκαλία τους και με στοιχεία από τον «αλχημιστή Νεύτωνα»; Αξίζει να τολμήσουν να διαχειριστούν ενδιαφέροντα πειράματα, χωρίς επιδιώκουν παρά τη διατύπωση τοπικών κανόνων; Π.χ. η θερμότητα να «αποθηκεύεται» στα σώματα με γνωστικό κέρδος για το μαθητή, ότι με αυτή την παραδοχή διαφοροποιείται από τη θερμοκρασία. Η εσωτερική ενέργεια θα πάρει τη θέση της σε επόμενη τάξη.

Κανείς δε διανοείται ή δεν έχει ακόμα ισχυρά επιχειρήματα  για να προτείνει, διδασκαλία μοντέλων ασύμβατων με την επιστήμη. Η συζήτηση αναζητά το μέτρο του με πόση ένταση και δράση μπορεί να φορτωθεί ένα μάθημα Φυσικής και πόση εννοιολογική πραγμάτευση πρέπει να αφαιρεθεί, αφού σ’ αυτή την ηλικία οι περισσότεροι μαθητές δεν αντέχουν να συμμετέχουν σε αφηρημένες συζητήσεις πάνω από δεκάλεπτο. Υπάρχει διάθεση να επιχειρήσουμε να «σώσουμε τα εντυπωσιακά φαινόμενα» αρκούμενοι στην οικοδόμηση εμπειρικών κανόνων χάριν μιας ενεργού μαθητικής τάξης ή θα επιμείνουμε στο ρόλο των «πουριτανών θεματοφυλάκων τωνPrincipia»;

Νομίζω ότι και τα δυο, στο ίδιο μέτρο, δεν επιτυγχάνονται.

Τις αντιλήψεις που σας εξέθεσα, άλλες τις όξυνα και άλλες τις λείανα κατά τη διάρκεια έντονων πολύωρων συζητήσεων με τον Ανδρέα Κασσέτα. Η αστείρευτη νεανική του επιμονή, η  οξύτητα των επιχειρημάτων του, η ασφαλής και γοητευτική πλοήγηση που μου επιφύλαξε στις θάλασσες της Φυσικής, κυρίως όμως η ανοχή και η ευγένεια με την οποία αντιμετώπισε τις αυθάδειες παρατηρήσεις μου, με έκαναν να απολαύσω κοντά του το ρόλο του μαθητή.

Αυτές οι αντιλήψεις και ερωτήσεις είναι αυτονόητο ότι θα κριθούν αυτόνομα. Παρακαλώ όμως να ελεγχθούν και από τα φύλλα εργασίας που παραθέτω, όπου επιχειρώ την εξειδίκευσή τους. 

Σχετικά με τα φύλλα εργασίας

1. Επιχειρούνται να είναι το πολύ δισέλιδα, ώστε να «χωρούν» στο διδακτικό 40λεπτο και να συνάδουν με την μικρή, στις πρώτες φάσεις, πνευματική πειθαρχία των μαθητών.
2. Δίδονται για επεξεργασία στο σπίτι, χωρίς να έχει προηγηθεί σχετικό μάθημα. Μελετώνται συμπληρωμένα στην τάξη.
3. Η καθοδήγηση των δραστηριοτήτων γίνεται συνήθως με βίντεο (you tube). Οι μαθητές βλέπουν το προτεινόμενο βίντεο και προκαλούνται να το αναπαράγουν με υλικά. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται στα βίντεο είναι απλά. Σε αντίθετη περίπτωση, ενισχύονται οι τροποποιήσεις που θα διευκολύνουν την αναπαραγωγή με οικονομικό τρόπο σε κόπο και υλικά.
4. Προκρίνεται η ομαδική επεξεργασία, στο σπίτι και η ομαδική παρουσίαση στο σχολείο.
5. Προτείνεται η βιντεοσκόπηση στο σχολείο, κάποιων επιλεγμένων πειραματικών δραστηριοτήτων στο τέλος κάθε ενότητας.