ΙΣΤΟΡΙΑ, ΦΙΛΟΣΟΦΙΑ & ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ

Αρχική » Τσακμάκη Παρασκευή, Κουμαράς Παναγιώτης

Τσακμάκη Παρασκευή, Κουμαράς Παναγιώτης

Οι «νόμοι του Νεύτωνα» των μαθητών και οι νόμοι του Νεύτωνα των Φυσικών: ακολουθώντας το μονοπάτι της αιτιότητας για να διδάξουμε μηχανική στο σχολείο

Πολλές έρευνες έχουν αναδείξει ότι διαδεδομένες ιδέες των μαθητών, σε διάφορες θεματικές περιοχές της Φυσικής, μπορούν να αποδοθούν στον αιτιακό συλλογισμό που φαίνεται να ακολουθούν οι μαθητές. Στον αιτιακό συλλογισμό επίσης μπορεί να αποδοθούν διάφορες ιδέες που υιοθετήθηκαν από διάσημους διανοητές κατά τη διάρκεια της εξέλιξης των ιδεών στη Φυσική.

Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελούν οι νόμοι του Νεύτωνα για την κίνηση. Έτσι, σύμφωνα με τον αντίστοιχο πρώτο νόμο, αν ένα σώμα κινείται ευθύγραμμα ομαλά ή ισορροπεί η (συνισταμένη) δύναμη που ασκείται σε αυτό είναι ίση με μηδέν. Αντίθετα, σύμφωνα με τους μαθητές, αλλά και την Αριστοτελική Φυσική (και όχι μόνο), αν ένα σώμα κινείται τότε ασκείται σε αυτό «δύναμη» ίδιας κατεύθυνσης με αυτήν της κίνησης. Οι μαθητές ερμηνεύουν ακόμα και καταστάσεις ισορροπίας που δείχνουν προσανατολισμό με επινόηση (συνισταμένης) «δύναμης» με τον ίδιο προσανατολισμό.

Σύμφωνα με το δεύτερο νόμο του Νεύτωνα, αν σε ένα σώμα ασκείται δύναμη τότε αυτό επιταχύνεται και η επιτάχυνσή του είναι ανάλογη με τη δύναμη που του ασκείται. Σύμφωνα με τους μαθητές, αλλά και διανοητές πριν τον Νεύτωνα, αν ασκείται «δύναμη» σε ένα σώμα τότε αυτό κινείται με ταχύτητα ανάλογη της «δύναμης».

Τέλος, σύμφωνα με τον τρίτο νόμο, η δράση είναι ίση με την αντίδραση και οι δύο δυνάμεις ασκούνται ταυτόχρονα. Αντίθετα, σύμφωνα με τους μαθητές, η δράση προηγείται της αντίδρασης ενώ οι δύο «δυνάμεις» είναι ίσες σε περίπτωση ισορροπίας. Όταν υπάρχει κίνηση η δράση είναι μεγαλύτερη από την αντίδραση.

Στην εργασία αυτή προτείνουμε ένα μοντέλο τριών γενικών κανόνων, στο πλαίσιο του αιτιακού συλλογισμού, τους οποίους φαίνεται να ακολουθούν οι μαθητές όταν επιχειρούν να προβλέψουν την έκβαση φυσικών φαινομένων ή να τα ερμηνεύσουν.

Σύμφωνα με τον πρώτο κανόνα (κανόνας της ύπαρξης):

R1.1 αν υπάρχει αιτία τότε υπάρχει αποτέλεσμα

R1.2 αν υπάρχει αποτέλεσμα τότε υπάρχει αιτία

R1.3 αν δεν υπάρχει αιτία τότε δεν υπάρχει και αποτέλεσμα

R1.4 αν δεν υπάρχει αποτέλεσμα τότε δεν υπάρχει και αιτία.

Σύμφωνα με το δεύτερο κανόνα (κανόνας της δομής):

R2.1 η αιτία συνδέεται με το δράστη και το αποτέλεσμα με τον αποδέκτη

R2.2 ο δράστης και ο αποδέκτης γειτνιάζουν χωρικά

R2.3 η αιτία προηγείται χρονικά του αποτελέσματος.

Σύμφωνα με τον τρίτο κανόνα (ποσοτικός κανόνας):

R3.1 Η ένταση και ο «προσανατολισμός» του αποτελέσματος είναι ανάλογα με την ένταση και τον «προσανατολισμό» της αιτίας

R3.2 η ένταση του αποτελέσματος είναι ανάλογη με το «μέγεθος» του δράστη και αντιστρόφως ανάλογη με το «μέγεθος» του αποδέκτη

R3.3 η ένταση του αποτελέσματος είναι αντιστρόφως ανάλογη με το «μέγεθος» του μέσου.

Οι τρεις αυτοί κανόνες μπορούν να εξηγήσουν τις ιδέες των μαθητών για πληθώρα φαινομένων από διάφορες θεματικές περιοχές. Στην εργασία αυτή θα δειχθεί πώς μπορούν να ερμηνεύσουν ιδέες των μαθητών, αλλά και πολλών διανοητών πριν τον Νεύτωνα, για την κίνηση και την ισορροπία.

Το μοντέλο αυτό μπορεί να αξιοποιηθεί για το σχεδιασμό κατάλληλων διδακτικών επεμβάσεων οι οποίες, λαμβάνοντας υπόψη την ιστορική εξέλιξη των αντίστοιχων ιδεών, μπορούν να οδηγήσουν στην αναδόμηση των ιδεών των μαθητών.

Advertisements