Μετωπικά πειράματα ή πειράματα επίδειξης;

 

Καθώς περιμένουμε μια μεταρρύθμιση στην παιδεία, είναι λογικό να αναμένουμε η μεταρρύθμιση να αγκαλιάσει και τον τρόπο διδασκαλίας των ΦΕ και ειδικά της φυσικής, με εισαγωγή περισσότερης εργαστηριακής διδασκαλίας. Αυτό όμως που πρέπει να συζητηθεί είναι το είδος της εργαστηριακής διδασκαλίας: Μετωπικά πειράματα ή πειράματα επίδειξης;
Οι προσπάθειες που είχαν γίνει στο παρελθόν για την εισαγωγή της εργαστηριακής διδασκαλίας ήταν αξιόλογες: Ιδρύθηκαν τα ΕΚΦΕ που λειτουργούν μέχρι σήμερα και θα συνεχίσουν να λειτουργούν. Καθιερώθηκε το 3-ωρο εργαστηριακής απασχόλησης έναντι διδακτικής από τους υπευθύνους εργαστηρίων ΦΕ. Δόθηκαν πολλά εκατομμύρια (δραχμές εννοώ, αυτό ήταν τότε το νόμισμα) για αγορά εργαστηριακού εξοπλισμού (PSCC, ΕΠΕΑΕΚ ΙΙ). Με λίγα λόγια τέθηκαν οι βάσεις, αλλά δυστυχώς δεν καρποφόρησαν.
Προβλέφθηκε μάλιστα τα πειράματα να γίνονται μετωπικά, δηλαδή να χωρίζονται οι μαθητές σε ομάδες των τριών και κάθε ομάδα να εκτελεί το πείραμα το οποίο είχε ήδη προετοιμάσει ο ΥΣΕΦΕ (σημ. Υπεύθυνος Εργαστηρίου) για άσκηση των μαθητών την ώρα εκείνη. Στο πρόγραμμα ΕΠΕΑΕΚ ΙΙ μάλιστα τα υλικά του κάθε πειράματος ήταν σε βαλιτσάκια, οκτώ συνήθως, γιατί τόσες ομάδες προβλέπονταν να δουλεύουν σε κάθε πείραμα.
Γιατί όμως, ενώ τα πράγματα ήταν τόσο καλά οργανωμένα, δεν καρποφόρησαν;
Ένας από τους λόγους ήταν ότι τα πράγματα δεν ήταν τόσο καλά οργανωμένα όσο εκ πρώτης όψεως φαινόταν.
Καθιερώθηκαν υποχρεωτικά πειράματα Φυσικής Χημείας και Βιολογίας. Για να εκτελεστούν αυτά τα πειράματα μετωπικά, έπρεπε οι ΥΣΕΦΕ να κάνουν φύλα εργασίας συμβουλευόμενοι τον Εργαστηριακό Οδηγό.
Αλλά οι μέθοδοι του εργαστηριακού οδηγού ήταν χρονοβόρες. Έτσι, στα 45’ της διδακτικής ώρας ήταν αδύνατον οι μαθητές να μεταφερθούν από την αίθουσα διδασκαλίας στο εργαστήριο, να χωριστούν σε ομάδες, να μελετήσουν τα φύλλα εργασίας, να λύσουν τυχόν απορίες μέσω τους ενός και μοναδικού επιβλέποντα στο εργαστήριο, να εξοικειωθούν με τα όργανα, να πάρουν μετρήσεις (συνήθως πολλές) και να τις αναλύσουν. Συχνά η ανάλυση μπορεί να φάει μια διδακτική ώρα από μόνη της (σκεφτείτε πόσο χρόνο θέλει μια γραφική παράσταση).
Επί πλέον τα εργαστήρια παρουσίαζαν ελλείψεις. Γιατί μπορεί 1100 λύκεια να είχαν τον εξοπλισμό του ΕΠΕΑΕΚ ΙΙ, αλλά συνήθως τα υποχρεωτικά πειράματα έπρεπε να εκτελεστούν ακολουθώντας τον Εργαστηριακό Οδηγό ο οποίος ζητούσε το πείραμα να γίνει με υλικά άλλα από αυτά που υπήρχαν στα βαλιτσάκια του ΕΠΕΑΕΚ ΙΙ. Πολλά πειράματα της Α΄ λυκείου, για παράδειγμα, απαιτούσαν αμαξίδια, χρονομετρητές, χαρτοταινίες κλπ. που δεν υπήρχαν στα βαλιτσάκια του ΕΠΕΑΕΚ ΙΙ. Έτσι ήταν δύσκολο για τον ΥΣΕΦΕ να βρεί 8 αμαξίδια, 8 χαρτοταινίες, 8 χρονομετρητές και πολλά άλλα πράγματα που απαιτούσε το πείραμα.
Ένα άλλο από τα μείζονα προβλήματα είναι η έλλειψη τεχνικού προσωπικού. Γιατί είναι σχεδόν αδύνατο να γίνει ένα μετωπικό πείραμα και να μην χαλάσει τουλάχιστον μια συσκευή. Γιατί όλοι ξέρουμε ότι οι μαθητές είναι άπειροι και δεν είναι αρκούντως προσεκτικοί.
Όταν χαλάσει μια συσκευή μετά από μετωπικό πείραμα, και η βλάβη είναι επισκευάσιμη, δεν υπάρχει τεχνικός στο σχολείο να την επισκευάσει. Έτσι ο ΥΣΕΦΕ θα τη στείλει στο ΕΚΦΕ της περιοχής του.
Συνήθως το ΕΚΦΕ έχει μόνο ένα υπεύθυνο που είναι φυσικός ή χημικός ή βιολόγος. Σε μερικά ΕΚΦΕ υπάρχει και συνεργάτης που ενδέχεται, εκτός από φυσικός ή χημικός ή βιολόγος να είναι δάσκαλος ή ηλεκτρολόγος ΤΕΙ. Ένας φυσικός, χημικός, βιολόγος ή δάσκαλος είναι απίθανο να έχει την ευχέρεια να επισκευάζει βλάβες. Μόνο ηλεκτρολόγος ΤΕΙ μπορεί να το κάνει και υπό την προϋπόθεση ότι έχει πείρα στην επισκευή βλαβών. Εν ολίγοις: αν σου χαλάσει το τροφοδοτικό DC στο πείραμα, είναι απίθανο να στο φτιάξουν. Αλλά, ακόμα κι αν εντοπίσει ο Υπ. ΕΚΦΕ τη βλάβη, θα χρειαστεί ένα εξάρτημα για να αντικαταστήσει το χαλασμένο και η αναζήτησή του είναι συχνά προβληματική.
Βλέπουμε δηλαδή ότι δεν είμαστε ακόμα τόσο καλά οργανωμένοι για να εισάγουμε το μετωπικό πείραμα στα σχολεία. Τα τελευταία χρόνια μάλιστα η κατάσταση επιδεινώθηκε γιατί χάθηκε το 3-ωρο των ΥΣΕΦΕ και, επί πλέον, όλοι έχουμε φορτωθεί 2 διδακτικές ώρες παραπάνω απ΄ όσες είχαμε πριν 6 χρόνια, και δεν έχουν οι ΥΣΕΦΕ τον απαιτούμενο χρόνο και ενέργεια να ετοιμάζουν μετωπικά πειράματα.
Θεωρώ λοιπόν ότι, ναι μεν πρέπει να εισαχθεί η εργαστηριακή διδασκαλία στα σχολεία, αλλά αυτό να γίνει μέσω πειραμάτων επίδειξης. Τα πειράματα επίδειξης απαιτούν λίγα μέσα, γίνονται κατά τη διάρκεια της διδασκαλίας (ενώ τα μετωπικά πειράματα δεν γίνονται κατά τη διάρκεια της διδασκαλίας: απαιτούν μια επί πλέον ώρα), και δεν απαιτούν παρά μόνο την προσοχή του μαθητή. Στο τέλος του πειράματος ο μαθητής βγαίνει έξω ικανοποιημένος και μορφωμένος συνάμα.

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
90 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Καλημέρα Τίνα.

Το κάνεις καλά. Να υποθέσω ότι επιλέγεις και σχεδιάζεις η ίδια ή έστω σε συνεργασία δυο-τριών ατόμων;

Τίνα Νάντσου
22/12/2018 12:00 ΜΜ

Τα σχεδιαζω η ίδια ακολουθώντας το αναλυτικό πρόγραμμα σπουδών του Δημοτικού και του Γυμνασίου. Δεν ξεφεύγω καθόλου να είσαι σίγουρος για αυτό και μπορουν όλοι με χαμηλό κόστος να το κάνουν στην τάξη τους.

Το κάνω 20 χρόνια σε μια απλή τάξη με έναν απλό νεροχύτη , γιατι αυτό μονον χρειάζεται.

Οποιος θελει βοήθεια μπορω να του πω πως μπορεί να το κάνει. Το θεμα ειναι να υπα΄ρχει το κέφι και η όρεξη για να γίνει.

Τίνα Νάντσου
22/12/2018 12:09 ΜΜ

Φυσική Α Γυμνασίου Θερμική Ισορροπία

Θερμική ισορροπία

τι συμβαίνει όταν φέρουμε σε επαφή ένα θερμό και ένα ψυχρό σώμα;

Υλικά για το πείραμα

1 μπρίκι
1 μεγάλο τάπερ
ζεστό νερό
κρύο νερό
2 εργαστηριακά θερμόμετρα
1 βραστήρα
1 ογκομετρικό δοχείο

Δοκιμάσαμε το πείραμα και με δύο μπρίκια

 

Βήματα

1. Βάζουμε 100 ml ζεστό νερό από έναν βραστήρα, μέσα σε ένα μπρίκι ή  βράζουμε το νερό σε μία εστία.
2. Βάζουμε 100 ml κρύο νερό μέσα σε ένα τάπερ μέχρι την μέση. Και το νερό της βρύσης είναι καλό για το πείραμα, δεν χρειαζόμαστε νερό από το ψυγείο.
3. Μετράμε τη θερμοκρασία του νερού μέσα στο μπρίκι και μέσα στο τάπερ. Σημειώνουμε τις μετρήσεις μας σε ένα πίνακα με τις θερμοκρασίες των δύο δοχείων σε δύο γραμμές.
4. Τοποθετούμε το μπρίκι μέσα στο τάπερ και σημειώνουμε ανά 1 λεπτό τις θερμοκρασίες στο μπρίκι και στο τάπερ. Τι παρατηρούμε;
Γιατί γίνεται αυτό; Ποια θερμοκρασία μειώνεται και ποια αυξάνεται;
Σε πόσο χρόνο τα δύο δοχεία θα αποκτήσουν την ίδια θερμοκρασία;
Ποια είναι η θερμοκρασία που αποκτήσαν τα δύο δοχεία; Περιμέναμε αυτήν την θερμοκρασία; Μπορούσε η θερμοκρασία αυτή να είναι μικρότερη από την θερμοκρασία του κρύου νερού;
Μπορούσε η θερμοκρασία αυτή να είναι μεγαλύτερη από την θερμοκρασία του ζεστού νερού;
Σημειώνουμε τις παρατηρήσεις μας.

Μπορούμε να φτιάξουμε και την γραφική παράσταση της θερμοκρασίας σε συνάρτηση με τον χρόνο για τα δύο δοχεία.
 Τι παρατηρούμε; Πότε οι δύο καμπύλες τέμνονται;
 

και λίγη περισσότερη φυσική…

Θερμότητα είναι μία μορφή ενέργειας που ρέει από ένα σώμα σε ένα άλλο λόγω διαφορετικής θερμοκρασίας.
Όταν τα δύο δοχεία έρθουν σε επαφή τότε ενέργεια μεταφέρεται από το θερμό προς το ψυχρό νερό μέχρι η θερμοκρασία των δύο δοχείων να γίνει η ίδια.
Η κατάσταση που προκύπτει ονομάζεται  θερμική ισορροπία.

Κείμενο – φωτογραφίες πειράματος : Τίνα Νάντσου

 

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Θα συμφωνήσω.

Πέραν όσων βλέπω στη σελίδα σου, κάποια εύκολα στο διαδίκτυο:

ΕΔΩ

ΕΔΩ

Γίνονται εύκολα.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Ένα από αυτά που μου αρέσουν είναι:

    

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης
Απάντηση σε  Τίνα Νάντσου

Για κάποιο λόγο το "μηχάνημα" είχε κόψει το σχόλιό σου και χρειάστηκε να το εγκρίνω. Το είδα τυχαία επεξεργαζόμενος τις δικές μου εικόνες.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Επανερχόμενος Τίνα στο ερώτημα του Νίκου, να υποθέσω ότι τάσσεσαι υπέρ των μετωπικών;

Τίνα Νάντσου
22/12/2018 7:28 ΜΜ

Ναι Γιάννη είμαι υπέρ των μετωπικών πειραμάτων. Σε ομάδες των 3 ή 4 παιδιών . Μπορεί να γίνει σε μία διδακτική ώρα, το κάνω χρόνια, αν υπάρχει καλός συντονισμός και φέρνουν τα παιδιά μερικά από τα φτηνά υλικά πχ καλαμάκια, ποτηράκια του καφέ, ψαλίδια κλπ ακόμη και υλικά που θα πηγαίναν στα σκουπίδια.

Καταλαβαίνω ότι σε πολλά σχολεία το να φέρουν οι μαθητές μερικά υλικά από το σπίτι τους είναι μεγάλη πολυτέλεια αλλά βρίσκεται λύση.

Εχω γυρίσει όλη την Ελλάδα κάνοντας πειράματα φυσικής με απλά υλικά και ο ενθουσιασμός των μαθητών ήταν πολύ μεγάλος. Δουλεύω πάντα σε ομάδες και δεν κανω ποτέ πειράματα επίδειξης.

Στην φωτογραφια που ανέβασες παραπάνω, και σε ευχαριστω για αυτό, έκανα πειράματα στο Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών με ομάδα 30 μαθητών που έβλεπα για πρώτη φορά. Και λειτούργησε. Κάναμε την camera obscura.

Μανώλης Χανιωτάκης

Νίκο καλησπέρα,
θα απαντήσω μόνο επι της αρχικής ανάρτησης που διάβασα προσεκτικά γιατί είμαι σίγουρος οτι όλοι οι συνάδελφοι έχουν δώσει εξαιρετικές απαντήσεις και θέλω να τις μελετήσω πριν σχολιάσω επιμέρους.

Κατα τη γνώμη μου μια μεταρρύθμιση στην παιδεία έχει σαν στόχο να βελτιώσει τις συνθήκες της διδασκαλίας. Κάτι τέτοιο επιτυγχάνεται με την εισαγωγή των μετωπικών πειραμάτων. Σε ένα πλαίσιο που δεν αλλάζει ριζικά τον τρόπο διδασκαλίας αλλά βελτιώνει "στα σημεία", θεωρώ οτι μια απλή αναδιάταξη των ωρών μπορεί να βοηθήσει στο πρόβλημα χρόνου.
Στην Α' και στη Β' Λυκείου Γενικής Παιδείας π.χ με 2ω/εβδομάδα, μπορεί να αφιερωθεί μία πλήρης εβδομάδα το μήνα για την εκτέλεση μιας εργαστηριακής άσκησης (2 ώρες σερί) και η ανάλυσή της να γίνει από τους μαθητές παραδίδοντας πλήρη εργαστηριακή  αναφορά την ερχόμενη εβδομάδα. Μπορεί ο καθηγητής να αφιερώσει μία διδακτική ώρα επιπλέον για την επεξήγηση και την παρουσίαση των αποτελεσμάτων. 3 στις 8 ώρες το μήνα είναι νομίζω αρκετές για να μπορέσει να υλοποιηθεί κάτι τέτοιο. 
Μια τέτοια προσέγγιση σου δίνει ευκαιρία να εκτελέσεις 7-8 εργαστηριακές ασκήσεις ανα έτος – αντίστοιχα με τα εργαστήρια γενικής φυσικής που έχουμε στο πανεπιστήμιο. 
 

Στο κομμάτι της τεχνικής υποστήριξης, δεν μπορεί να γίνει σοβαρή εργαστηριακή δουλειά αν δεν υπάρχει παρασκευαστής. Από την περίοδο που ήμουν φοιτητής αλλά και διδάσκων στα εργαστήρια Φυσικής του ΕΚΠΑ, θυμάμαι πολύ καλά τα διαρκή προβλήματα τα οποία προέκυπταν. Η "ακριβή" λύση είναι το άνοιγμα μιας θέσης για έναν ΕΤΕΠ ανα ΕΚΦΕ. Επειδή αυτό είναι αισιόδοξο στα όρια της ηλιθιότητας, μπορεί να αποπειραθεί μία σύνδεση των ΕΚΦΕ με τα κατα τόπους πανεπιστήμια. Κάθε εργαστήριο Φυσικής έχει παρασκευαστή και έχει και εργαστηριακό διδακτικό προσωπικό. Μία σύνδεση του ΕΚΦΕ για περιορισμένο αριθμό ωρών με ήδη υπάρχον προσωπικό του πανεπιστημίου θα μπορούσε να βελτιώσει προσωρινά το πρόβλημα. Θα μπορούσε επίσης να γίνει μία σύνδεση με τμήματα ηλεκτρολόγων/ηλεκτρονικών που θα στέλνουν πρακτικάριους στο ΕΚΦΕ κάθε χρόνο ως μέρος της πρακτικής τους. Μία σοβαρή λύση όμως απαιτεί πρόσληψη προσωπικού.
Πάντα φυσικά υπάρχουν οι εθελοντές – συνταξιούχοι καθηγητές ως επι το πλείστον – που διαθέτουν ανιδιοτελώς το χρόνο τους για να απασχολούνται. Είναι κάτι που ξέρω οτι συμβαίνει στο πανεπιστήμιο, αλλά δεν είναι μια πρακτική που μπορεί να συστηματοποιηθεί (και δεν πρέπει, καθότι η δουλειά πρέπει να πληρώνεται). Φυσικά, η εργαστηριακή διδασκαλία απαιτεί πολλή δουλειά από τον εκπαιδευτικό και μεράκι..

Στο κομμάτι των οδηγών δε θα πώ κάτι γιατί με κάλυψες πλήρως. 

Ως προς τα πειράματα επίδειξης, είναι ένα εξαιρετικό μέσο παρουσίασης ενός φαινομένου, το οποίο συνεπικουρείται και από άλλα πράγματα: π.χ τη χρήση βίντεο, τη χρήση εικονικών εργαστηρίων, τη χρήση ενσώματων αναπαραστάσεων κλπ. Όμως σε αυτό ο μαθητής δεν κάνει ο ίδιος τη διερεύνηση. Σαν στόχο έχουν την αύξηση του ενδιαφέροντος συνήθως με το μαθητή να έχει καθόλου έως περιορισμένη συμμετοχή. Σε επίπεδο διδακτικής, αυτό είναι υπερβολικά χρήσιμο αλλά όχι αρκετό. Και σίγουρα έχει ως απαίτηση τη δουλειά του εκπαιδευτικού. Δουλειά που δεν πληρώνεται έξτρα.. Ένα πείραμα επίδειξης μπορεί να γίνει σε 20 λεπτά αν έχει οργανωθεί άψογα. 

Απο τα παραπάνω, δεν τίθεται για μένα δίλημμα για τα μεν ή τα δε. Και τα δύο είναι απαραίτητα, το καθένα εξυπηρετεί διαφορετικό σκοπό. Με το ασκησεολογικό χάλι που έχουμε αυτή τη στιγμή στο σχολείο ωστόσο, ακόμα και η χρήση ενός βίντεο αποτελεί πρόοδο. Λυπηρό αλλά πραγματικό.

Μανώλης Χανιωτάκης
Απάντηση σε  Πάνος Μουρούζης

Στο περι Πυθαγορείου θεωρήματος, μια μικρή παρένθεση:
Είναι η ιδιότητα της πρόσθεσης σε έναν ευκλείδιο διανυσματικό χώρο. Αν η μετρική αλλάξει τότε αλλάζουν και τα πρόσημα όπως ξέρουμε από τη σχετικότητα (Το μήκος του ανύσματος είναι αυτό που μένει αναλλοίωτο σε στροφές του συστήματος συντεταγμένων στον Ευκλείδειο χώρο. Αντίστοιχα, στο χώρο Μinkowski, η ποσότητα που διατηρείται αναλλοίωτη σε μετασχηματισμούς συντεταγμένων εμπεριέχει την 4η διάσταση με ένα μείον μπροστά).  Είναι μια αμιγώς μαθηματική έννοια. Επειδή όμως το σύμπαν μας μπορεί να περιγραφεί σε μικρή κλίμακα με την Ευκλείδεια γεωμετρία, η πρόσθεση διανυσμάτων γίνεται κατ' αυτόν τον τρόπο. Ή τουλάχιστον έτσι το καταλαβαίνω.

Μανώλης Χανιωτάκης
Απάντηση σε  Τίνα Νάντσου

Καλημέρα!
Τα πειράματα με απλά υλικά όπως τα καταλαβαίνω και τα έχω κάνει κατα καιρούς, μπορούν να εισάγουν πρωτογενείς έννοιες πολύ καλά κάτι που είναι ιδανικό για δημοτικό και ίσως για πρώτες τάξεις γυμνασίου. Όταν αυξάνει η ηλικία και φύγουμε από την εποικοδόμηση και πάμε στη διερεύνηση, τότε νομίζω οτι χρειάζεται επέκταση ώστε να μπούμε σε πιο πολύπλοκες έννοιες (derived concepts) που απαιτούν δεύτερη ανάγνωση και ανάλυση δεδομένων. Τα καταλαβαίνω ως εκ τούτου σαν μια πολύ καλή φυσική συνέχεια πειραμάτων επίδειξης σε μικρές τάξεις. Λέω ανοησίες ή έχω καταλάβει σωστά τι συμβαίνει;
 

Τίνα Νάντσου
23/12/2018 8:42 ΠΜ

Νίκο αν διάβασες αυτό που έγραψα μιλώ για το Δημοτικό και το Γυμνάσιο.

Στην ύλη μπορείς να κάνεις πολλά πειράματα φυσικής με απλά υλικά σε όλες τις τάξεις μέσα σε 45 λεπτά. Ετοιμάζω το υλικό που αφορά το Γυμνάσιο με την ομάδα μου και θα σας το παρουσιάσω.

Προφανώς τα πειράματα που λες δεν μπορούν να γίνουν σε 45 λεπτά και ίσως η λύση που λέει ο Χανιωτάκης να βοηθήσει.

Αν όμως θέλουμε να γίνουν σε όλα τα σχολεία από του χρόνου πειράματα , με τα συγκεκριμένα βιβλία, το πρόγραμμα σπουδών δεν βλέπω άλλη λύση από τα πειράματα φυσικής με απλά υλικά .

Ας μην περιμένουμε την επανάσταση στην παιδεία που δεν θα έρθει ποτέ και ας προσπαθήσουμε να μην χάσουμε άλλα παιδιά από τις θετικές επιστήμες.

 

 

Μανώλης Χανιωτάκης

Δεν διαφωνώ καθόλου με τη λογική του πειράματος επίδειξης. Ίσα ίσα που το θεωρώ απαραίτητο. Αλλά η μικρή συμμετοχή των μαθητών στη διαδικασία δεν βοηθά στην ανάπτυξη περεταίρω δεξιοτήτων. Ένα καλό πείραμα θα έχει όφελος. Ένα κακό πείραμα είναι καταστροφικό για το ενδιαφέρον των παιδιών. Οπότε είτε κάν'το καλά ειτε μην το κάνεις καθόλου.
Aν θέλει κανείς να κάνει πείραμα με περιορισμένα μέσα αλλά με μεγάλο βάθος ενασχόλησης, ειδικά στην επεξεργασία των δεδομένων, μπορεί να δουλέψει και με βίντεο ανάλυση με την οποία είχα την τύχη να ασχοληθώ εκτενώς.