Το νέο ΠΣ Φυσικής Λυκείου

Η συζήτηση είναι πάρα πολύ μεγάλη και προφανώς έχει ξαναγίνει. Έχει νόημα να την κάνουμε τώρα που τα βιβλία έχουν σχεδόν τελειώσει; Δε νομίζω. Είναι τόσο τραγικό να διδάξουμε πρώτα τις δυνάμεις και μετά τις κινήσεις; Δεν ξέρω. Πολύ γρήγορα βρήκα μια έρευνα που καταλήγει στο ότι δεν υπάρχει ουσιαστική διαφορά (Is it Disadvantageous to Teach Forces First in Mechanics? Andrew Pawl Engineering Physics Department, University of Wisconsin-Platteville, Platteville, WI 53818) που καταλήγει στο “The experiment described in this paper shows that when all other variables are controlled, teaching forces first in calculus-based introductory mechanics provides educational outcomes that are nearly indistinguishable from teaching kinematics first.” Επίσης βρήκα μια έρευνα που καταλήγει στο ότι είναι καλύτερα να διδάσκουμε πρώτα την ενέργεια (Teaching energy before forces improves outcomes for physics students – Christine Middleton), επίσης πολύ ενδιαφέρουσα προσέγγιση.
Από την άλλη το chatgpt έχει την άποψη ότι πρέπει πρώτα να διδάσκουμε τις κινήσεις:

Ερώτηση : Θέλουμε να διδάξουμε Φυσική σε μαθητές Α λυκείου, δηλαδή 15 χρονών. Το βασικό κεφάλαιο που θέλουμε να τους διδάξουμε είναι η Μηχανική. Είναι καλύτερα να διδάξουμε πρώτα τις κινήσεις (κινηματική) ή τις δυνάμεις (δυναμική);

Απάντηση : Η διδαχή της Κινηματικής πριν από τη Δυναμική συνιστά μια κοινή και συχνά αποδεκτή προσέγγιση για τους μαθητές του λυκείου, και για αρκετούς λόγους:

1. Βάση στην Παρατήρηση της Κίνησης

• Κατανόηση της Κίνησης: Η Κινηματική ασχολείται με την περιγραφή της κίνησης – θέσεις, ταχύτητες, επιταχύνσεις – χωρίς να ασχολείται με τους λόγους που την προκαλούν. Αυτό επιτρέπει στους μαθητές να εξοικειωθούν πρώτα με τα βασικά στοιχεία και τους τύπους που αφορούν την κίνηση, χρησιμοποιώντας απλές παρατηρήσεις και μέτρηση (π.χ. χρόνος, απόσταση).
• Οπτική Κατανόηση: Η παρατήρηση και η μέτρηση της κίνησης (όπως το χρονισμό και η καταγραφή της πορείας ενός κινούμενου αντικειμένου) μπορεί να είναι πιο προσιτή και άμεσα κατανοητή για τους μαθητές, δίνοντάς τους ένα απτό παράδειγμα της φυσικής.

2. Σταδιακή Εισαγωγή στις Αφηρημένες Έννοιες

• Αποφυγή Υπερφόρτωσης: Αν εισαχθούν από την αρχή οι έννοιες της Δυναμικής, οι μαθητές μπορεί να βρεθούν να αντιμετωπίζουν ταυτόχρονα και την περιγραφή της κίνησης και τους παράγοντες που την επηρεάζουν (όπως η δύναμη, η μάζα και η επιτάχυνση), γεγονός που μπορεί να τους προκαλέσει σύγχυση.
• Προοδευτική Διδασκαλία: Ξεκινώντας με την Κινηματική, οι μαθητές μπορούν να κατανοήσουν πρώτα το “τι” (δηλαδή, πώς κινείται κάτι) πριν προχωρήσουν στο “γιατί” (δηλαδή, τι προκαλεί την κίνηση). Αυτή η προοδευτική προσέγγιση καθιστά ευκολότερη την εισαγωγή πιο πολύπλοκων εννοιών.

3. Ενσωμάτωση της Μαθηματικής Σκέψης

• Ανάπτυξη Δεξιοτήτων: Η μελέτη της Κινηματικής απαιτεί την εφαρμογή βασικών μαθηματικών εργαλείων (όπως άλγεβρα και γεωμετρία) για την περιγραφή της κίνησης. Αυτή η διαδικασία βοηθά τους μαθητές να εξασκήσουν τις μαθηματικές τους δεξιότητες, κάτι που είναι χρήσιμο όταν αργότερα εισαχθούν και οι έννοιες της Δυναμικής.

4. Ευκολότερη Εισαγωγή στις Δυνάμεις

• Αντίληψη της Αιτιότητας: Αφού οι μαθητές έχουν κατανοήσει πώς περιγράφεται η κίνηση, είναι πιο εύκολο να συνδέσουν την ιδέα ότι οι δυνάμεις προκαλούν αλλαγές στην κίνηση. Η Δυναμική εισάγει την έννοια της αιτιότητας, που είναι πιο αφηρημένη και απαιτεί μια σταθερή βάση στην περιγραφή της κίνησης.
• Πειραματική Εμπειρία: Πολλά πειράματα (όπως η μελέτη της επιτάχυνσης ενός κινούμενου αντικειμένου) ξεκινούν με την παρατήρηση της κίνησης και στη συνέχεια εισάγουν το πείραμα της εφαρμογής δυνάμεων για να διαπιστωθεί πώς αλλάζει η κίνηση. Αυτή η προσέγγιση βοηθά τους μαθητές να κατανοήσουν την πρακτική σχέση μεταξύ των θεωρητικών εννοιών και των πραγματικών φαινομένων.

ΣυμπερασματικάΞεκινώντας με την Κινηματική, παρέχουμε στους μαθητές ένα σταθερό θεμέλιο πάνω στο οποίο μπορούν να χτίσουν τις πιο σύνθετες ιδέες της Δυναμικής. Αυτή η μεθοδολογία βοηθάει στη σταδιακή και λογική ανάπτυξη της κατανόησης της φυσικής, καθιστώντας τη μετάβαση στις πιο αφηρημένες έννοιες πιο ομαλή και κατανοητή.
Η δομή αυτή ανταποκρίνεται στις διδακτικές πρακτικές που έχουν αποδειχθεί αποτελεσματικές, καθώς οι μαθητές βλέπουν πρώτα πώς κινούνται τα αντικείμενα και μετά καταλαβαίνουν γιατί συμβαίνει αυτό, ανακαλύπτοντας την επίδραση των δυνάμεων σε μια προοδευτική διαδικασία μάθησης.

Τελικά θεωρώ ότι ο καλύτερος τρόπος για να καταλήξουμε είναι να δοκιμάσουμε! Σαν Φυσικοί πρέπει να είμαστε ανοιχτοί σε δοκιμές και διαφορετικές προσεγγίσεις. Άλλωστε μετά από 20 χρόνια διδασκαλίας πρώτα των κινήσεων έχουμε μια πολύ καλή εικόνα για τα αποτελέσματα. Χωρίς να λέω φυσικά ότι φταίει αυτό (προφανώς φταίει το λιγότερο από όλα), οι μαθητές τελειώνουν την Α λυκείου και φεύγουν τρέχοντας προς άλλες κατευθύνσεις. Η φυγή τους μάλιστα αρχίζει από το πρώτο κεφάλαιο των κινήσεων. Ας δοκιμάσουμε, που έτσι κι αλλιώς θα το κάνουμε, και την άλλη διδακτική προσέγγιση. Θα είχε επίσης ιδιαίτερο ενδιαφέρον να δούμε απόψεις από καθηγητές των Επα.Λ. που εδώ και χρόνια ακολουθούν αυτόν το δρόμο. Η δική μου εμπειρία από το φροντιστήριο δεν είναι πάντως αρνητική – το αντίθετο θα έλεγα – αν και το δείγμα δεν είναι καθόλου αντιπροσωπευτικό προφανώς.

Υ.Γ. Γιατί όχι και το πολλαπλό βιβλίο να προσφέρει αυτή τη δυνατότητα. Βιβλίο Α – πρώτα κινήσεις και βιβλίο Β – πρώτα δυνάμεις!