ΙΣΤΟΡΙΑ, ΦΙΛΟΣΟΦΙΑ & ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ

Αρχική » Σινιγάλιας Παύλος Ιωάννης

Σινιγάλιας Παύλος Ιωάννης

 Η ουσία στις φυσικές επιστήμες και στη σχολική εκδοχή τους

Θα μπορούσαμε να πούμε ότι η έννοια της ουσίας είναι κομβική στη μετεξέλιξη της φιλοσοφίας στις φυσικές επιστήμες. Στο παρελθόν η ουσία κατείχε κεντρικό ρόλο στη φιλοσοφία. Σήμερα όμως η ουσία αποτελεί προνομιακή έννοια στις θετικές επιστήμες.

Εντούτοις, στα Αναλυτικά Προγράμματα των Φυσικών Επιστημών της Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης η ουσία εμφανίζεται περιστασιακά. Πρόκειται όμως για βασική υποκείμενη έννοια, η οποία, στη χημεία τουλάχιστον, ορίζεται με ακρίβεια. Η μοντελοποίηση των υπό ευρεία έννοια φυσικών φαινομένων σε επίπεδο μικρόκοσμου βασίζεται στην έννοια «ουσία». Π.χ., φαινόμενα όπως ο βρασμός και οι σταθερές του, μία οργανική αντίδραση προσθήκης, η κυτταρική αναπνοή, αλλά και συνθετότερα φαινόμενα όπως το φαινόμενο του θερμοκηπίου περιγράφονται και οι εκβάσεις τους προβλέπονται με την οικοδόμηση μοντέλων τα οποία βασίζονται στις κατά περίπτωση συμμετέχουσες ουσίες. Εν ολίγοις, οι ουσίες αποτελούν το σκληρό πυρήνα της οντολογίας των φυσικών επιστημών.

Κάθε ουσία αποτελείται από έναν ιδιαίτερο τύπο σωματιδίων, τα οποία μπορεί να είναι άτομα, μόρια ή ιόντα. Υπάρχει αμφιμονοσήμαντη σχέση ανάμεσα στην κάθε ουσία και στον τύπο των συστατικών σωματιδίων της. Για το λόγο αυτό κατανοούμε την ύπαρξη και τις ιδιότητες μιας ουσίας στο βαθμό που (α) έχουμε οικοδομήσει νοητικά τη φύση των σωματιδίων της ουσίας αυτής, (β) είμαστε σε θέση να αναπαραστήσουμε αυτά τα σωματίδια με έγκυρες αναπαραστάσεις, όπως μοριακούς τύπους ή δυναμικές τρισδιάστατες εικόνες, και (γ) χρησιμοποιούμε τις αναπαραστάσεις αυτές λειτουργικά στην επιλογή, επεξεργασία ή επέκταση των επιστημονικών μοντέλων τα οποία ομαδοποιούν και περιγράφουν τα φυσικά φαινόμενα.

Πολλές από τις δυσκολίες τις οποίες έχουν οι μαθητές στην υιοθέτηση των επιστημονικών μοντέλων οφείλονται στην ελλειμματική οικοδόμηση των κατάλληλων για κάθε τύπο φαινομένου αναπαραστάσεων των σωματιδίων των διαφόρων ουσιών. Για παράδειγμα, όταν ένας μαθητής ερμηνεύει την καύση ενός υλικού ισχυριζόμενος ότι κατά το φαινόμενο αυτό «καίγονται τα μόρια της ουσίας», είναι προφανές ότι έχει οικοδομήσει εσφαλμένες αναπαραστάσεις του μικρόκοσμου της προς καύση ουσίας, του οξυγόνου και των οξειδίων που παράγονται κατά την καύση. Επίσης, όταν μια άλλη μαθήτρια αποδίδει τη διαστολή ενός σώματος κατά τη θέρμανση σε διόγκωση των συστατικών μορίων του, είναι προφανές ότι έχει οικοδομήσει ελαττωματική αναπαράσταση της σωματιδιακής φύσης της ύλης συνολικά.

Για να αντιμετωπίσουμε με συνέπεια αυτές τις λανθασμένες αντιλήψεις για τη φύση των ουσιών και το μικρόκοσμό τους θα πρέπει να παρέμβουμε στα αναλυτικά προγράμματα, στα σχολικά εγχειρίδια και στη διδακτική πράξη. Σε κάθε διδακτική ενότητα, και ανάλογα με την εκπαιδευτική βαθμίδα, θα πρέπει να αναπτύσσονται οι κατάλληλες αναπαραστάσεις του μικρόκοσμου. Για παράδειγμα, κατά τη μελέτη της αλλαγής των φάσεων στο δημοτικό θα πρέπει να εισάγεται η σωματιδιακή φύση της ύλης. Στο Λύκειο η αντίστοιχη ενότητα θα πρέπει να συνοδεύεται από πλέον εξειδικευμένες αναπαραστάσεις του μικρόκοσμου, οι οποίες θα εξηγούν τις διαφορές στα σημεία ζέσεως που παρουσιάζουν οι διάφορες ουσίες. Και φυσικά, οι αναπαραστάσεις αυτές θα πρέπει να εισάγονται και να χρησιμοποιούνται οριζόντια στις διάφορες τάξεις, ανεξάρτητα από τον επιστημονικό κλάδο.