dbotsakis's blog

Η σημασία των τρόπων αναπαράστασης της γνώσης για την κατασκευή νοητικών εικόνων και εννοιολογικών σχημάτων φαίνεται να αποκτά όλο και μεγαλύτερη σημασία στη σημερινή κοινωνική και εκπαιδευτική πραγματικότητα.

Με τον όρο Οπτική Αναπαράσταση (Ο.Α.) ή οπτική περιγραφή εννοούμε κάθε λεκτικό ή μη λεκτικό τρόπο αναπαράστασης ενός φαινομένου ή μιας κατάστασης ή μιας έννοιας ο οποίος διαφοροποιείται από το κείμενο.

Τρεις παράγοντες φαίνεται να παίζουν σημαντικό ρόλο στην αποτελεσματική λειτουργία των ο.α. στη διδακτική και μαθησιακή διαδικασία:

• Το γεγονός ότι δεν υπάρχει συγκεκριμένη μετάφραση μιας Ο.Α., για παράδειγμα μιας φωτογραφίας, αφού το νόημα αυτής εξαρτάται από την διαλεκτική σχέση μεταξύ του τρόπου με τον οποίο ο φωτογράφος βλέπει την ίδια την φωτογραφία και της αντίληψης του αναγνώστη
• Το γεγονός ότι η διαδικασία μετάφρασης μιας εικονιστικής αναπαράστασης (φωτογραφία ή σκίτσο) εξαρτάται και από το περιεχόμενο του κειμένου που τις περιβάλλει (είτε ως λεζάντα είτε ως το κυρίως κείμενο)
• Ενώ οι μαθητές είναι εξοικειωμένοι με την ύπαρξη φωτογραφιών στα σχολικά βιβλία κανένας δεν φροντίζει να τους δώσει τις απαραίτητες οδηγίες για το πώς πρέπει να τις διαβάζουν και να τις αναλύουν

Ως προς το είδος της αναπαράστασης, οι Ο.Α., διακρίνονται στις ακόλουθες κατηγορίες:

• τις Φωτογραφίες,

τις απόλυτα ρεαλιστικές απεικονίσεις ενός αντικειμένου ή ενός φαινομένου όπως αυτό θα γίνονταν αντιληπτό από τον αναγνώστη στην καθημερινή ζωή, ανεξάρτητα από αν αυτό παρουσιάζεται στην απεικόνιση σε μεγέθυνση ή σε σμίκρυνση.

• τα Σκίτσα,

που περιγράφουν κάποιο αντικείμενο ή φαινόμενο, αλλά έγιναν με την χρήση μολυβιού ή ηλεκτρονικού υπολογιστή.

Αυτά μπορεί να είναι προσεγγιστικές απεικονίσεις της πραγματικότητας (ρεαλιστικά σκίτσα). Μπορεί όμως να εκφράζει την καθαρά προσωπική άποψη του συγγραφέα για το πώς θα έπρεπε να απεικονιστεί ένα φαινόμενο (π.χ. κίνηση) ή ένα αντικείμενο το οποίο μπορεί να γίνεται αντιληπτό από τις αισθήσεις αλλά όχι από την όραση ή να είναι αόρατο με γυμνό μάτι όπως είναι ένα ηχητικό κύμα ή ένα κύτταρο, τη Σχέση δύο ή περισσοτέρων μεγεθών (κυρίως μαθηματική), ή τη μεταβολή ή την κατανομή ενός μεγέθους στο σύνολο, όπως τα διαγράμματα, τα ιστογράμματα, τα ραβδογράμματα και οι πίτες (Δεν έχουν περιληφθεί οι πίνακες).

• Συμβατικές επιστημονικές αναπαραστάσεις,

που περιλαμβάνουν χημικούς τύπους (σπανιότερα και μαθηματικούς), ή σύμβολα (όπως η αναπαράσταση των προσομοιωμάτων) οι οποίες χρησιμοποιούνται από την επιστημονική κοινότητα. Τέτοιες θεωρούνται ότι είναι η χρήση σφαιριδίων για την απεικόνιση ατόμων ή μορίων σε μικροσκοπικές αναπαραστάσεις ή η χρήση του εξάγωνου για την αναπαράσταση του εξαμελή ανθρακικού δακτυλίου.

Ως προς το περιεχόμενο, θεωρούμε μια Ο.Α., ως:

• μακροσκοπική

όταν περιγράφει ένα φαινόμενο αντιληπτό με τις αισθήσεις ή ένα αντικείμενο (π.χ. μια πειραματική διαδικασία ή μια συσκευή),

• μικροσκοπική

όταν απεικονίζονται συστατικά του μικρόκοσμου (π.χ. άτομα ή μόρια) τα οποία δεν είναι ορατά δια γυμνού οφθαλμού,

• συμβολική

όταν περιλαμβάνει συγκεκριμένους συμβολισμούς ή γενικότερα κώδικες της επιστημονικής γλώσσας (π.χ. η αναπαράσταση της δημιουργίας ενός πολυμερούς ή ενός αμμινοξέος της πεπτιδικής αλυσίδας με χρήση χημικών εξισώσεων)

• μεικτή

όταν περιλαμβάνονται δύο τουλάχιστον από τις πιο πάνω κατηγορίες. Η χρήση αναλογίας στα βιβλία στην παρούσα έρευνα, θεωρείται ως μία μεικτή αναπαράσταση.

Ως προς τη χρήση λεζάντας, οι Ο.Α. κατηγοριοποιούνται σε

• χωρίς λεζάντα και
• σε αυτές που συνοδεύονται από λεζάντα.

Με τον όρο λεζάντα εννοούμε συνοδευτικό κείμενο (έκτασης από μια λέξη έως και μια παράγραφο) πάνω ή κάτω από την οπτική αναπαράσταση σε διακριτά πλαίσια και όχι μέσα σε αυτήν. Κάποιες λεκτικές πληροφορίες μέσα στην αναπαράσταση θεωρούνται ως τίτλοι και όχι ως λεζάντες.

Όταν υπάρχουν λεζάντες αυτές μπορεί να χαρακτηρισθούν είτε ως:

• ονομαστικές,

αν μόνο περιγράφει τι απεικονίζεται, είτε ως

• επεξηγηματικές,

αν σε αυτή παρέχονται στο μαθητή λεπτομέρειες που πρέπει να προσέξει στην αναπαράσταση ή πληροφορίες που δεν περιέχονται σε αυτήν.

Ο κύριος λόγος για τον οποίον χρησιμοποιούνται οι Ο.Α. στα σχολικά βιβλία φαίνεται να είναι ο παραδειγματικός τους χαρακτήρας.

Στόχος είναι να προσφέρουν στους μαθητές μια δυνατότητα οπτικοποίησης των εννοιών που αναφέρονται και αναλύονται στο κυρίως κείμενο των βιβλίων, ενώ η παροχή επιπρόσθετης πληροφορίας ή διεύρυνση του γνωστικού πεδίου είναι δευτερεύουσα επιλογή.

«Μελετώντας τον χυμό του πορτοκαλιού»
Εργαστηριακή άσκηση
για την Α΄ Λυκείου
αλλά και
για την Γ΄ Λυκείου
(Χημεία Ομάδας Θετικού
Προσανατολισμού,
ενότητα οξειδοαναγωγή)

___________________________________________________
Δρ. ΔΗΜΗΤΡΗΣ Κ. ΜΠΟΤΣΑΚΗΣ
Σχολικός Σύμβουλος Φ.Ε.
Π.Δ.Ε. Βορείου Αιγαίου
___________________________________________________
ΚΑΤΕΡΙΝΑ ΝΙΚΑ, MEd
Χημικός – 46ο ΓΕΛ Αθήνας
Μέλος Επιτροπής Εξορθολογισμού ύλης Χημείας Γυμνασίου(ΙΕΠ)
____________________________________________________
ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ 2016

ΥΛΙΚΑ
 Χυμός πορτοκαλιού: Φυσικός χυμός ή συσκευασμένος.
 Ζωικός άνθρακας
 Αντιδραστήριο Felling (Α και Β) ή αντιδραστήριο Benedict
 Ζάχαρη
 Διάλυμα KMnO4 (0,158% w/v)
 Διάλυμα H2SO4 (1M)
 Διάλυμα NaOH (1M)
 Δείκτης φαινολοφθαλεΐνη

ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

1. Αποχρωματισμός του χυμού
Σε ποτήρι ζέσεως 250mL, βάζω περίπου20mL χυμού και μισή κουταλιά του γλυκού ζωικού
άνθρακα. Ανακατεύω το μίγμα και το αφήνω να κατακαθίσει ο ζωικός άνθρακας.
Παρατηρώ το χρώμα του υπερκείμενου υγρού, που πλέον είναι υποκίτρινο. Είναι καλό σε
δεύτερο ποτήρι να έχουμε λίγο χυμό πορτοκαλιού ώστε οι μαθητές να παρατηρήσουν τη
διαφορά στο χρώμα.
(Παρατήρηση: ο ενεργός άνθρακας είναι καλύτερος αλλά πρέπει να αγοραστεί).

2. Ανίχνευση γλυκόζης και φρουκτόζης
α. Αντιδραστήριο Felling
Σε δοκιμαστικό σωλήνα βάζω 1mL Felling A και 1mL Felling B. Ανακατεύω. Προσθέτω 2mL
χυμού, ανακατεύω και θερμαίνω (η θέρμανση είναι καλό να γίνει σε υδατόλουτρο, μπορεί να
γίνει και σε λύχνο αλλά χρειάζεται προσοχή). Μετά από 5 περίπου λεπτά αρχίζουμε να
παρατηρούμε την αλλαγή στο χρώμα (από βαθύ μπλε το χρώμα γίνεται κεραμιδί).
β. Αντιδραστήριο Benedict
Σε δοκιμαστικό σωλήνα βάζω ίσους όγκους αντιδραστηρίου και χυμού και θερμαίνω. Μετά
από 5 περίπου λεπτά αρχίζουμε να παρατηρούμε την αλλαγή στο χρώμα (από μπλε το χρώμα
γίνεται κεραμιδί).
Παρατήρηση:
θα ήταν καλό να κάνουμε ταυτόχρονα την ίδια αντίδραση αλλά αντί για χυμό πορτοκαλιού να
χρησιμοποιήσουμε διάλυμα ζάχαρης.
Εδώ παρατηρούμε ότι το μπλε χρώμα δεν αλλάζει γιατί η ζάχαρη δεν αντιδρά.
Στον υπολογιστή
Εάν κάποιος/κάποια δε μπορεί να κάνει το εργαστήριο, ένα ωραίο βίντεο από το ΕΚΦΕ Ευόσμου:
http://www.sciencetube.gr/index.php?option=com_content&view=article&id=485:—–
feling&catid=71:2010-03-25-18-51-02&Itemid=54

3. Προσδιορισμός pH.
Προσδιορίζουμε το pH με πεχαμετρικό χαρτί.
Μπορούμε επίσης: Σε δοκιμαστικό σωλήνα βάζουμε μια μικρή ποσότητα χυμού (1 με 2mL)
και προσθέτουμε 1-2 σταγόνες φαινολοφθαλεΐνης. Δεν παρατηρείται αλλαγή στο χρώμα.
Προσθέτουμε σταγόνα-σταγόνα διάλυμα NaOH 1Μ. Παρατηρούμε τις αλλαγές στο χρώμα. Όταν
εξουδετερωθούν όλα τα οξέα το χρώμα του διαλύματος θα γίνει βαθύ κόκκινο.
(Η δοκιμασία αυτή είναι ποιοτική, εάν όμως κάποιος θέλει να κάνει ποσοτικό προσδιορισμό
των ολικών οξέων θα πρέπει να κάνει ογκομέτρηση).

4. Ανίχνευση βιταμίνης C.
Για την ανίχνευση της βιταμίνης C, χρησιμοποιούμε διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου
(KMnO4) (οξινισμένο με θειϊκό οξύ) το οποίο έχει έντονο ιώδες χρώμα. Όταν το διάλυμα
υπερμαγγανικού καλίου προστεθεί σε υγρό που περιέχει βιταμίνη C τότε αυτό αποχρωματίζεται.
Φτιάχνουμε αραιό διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου και το οξινίζουμε με διάλυμα θειικού
οξέος (1Μ είναι μια καλή συγκέντρωση). Σε δοκιμαστικό σωλήνα βάζουμε μια ποσότητα χυμού
πορτοκαλιού (1 με 2 mL είναι αρκετά). Προσθέτουμε σταγόνα-σταγόνα το διάλυμα
υπερμαγγανικού και παρατηρούμε ότι αυτό αποχρωματίζεται μέχρι να αντιδράσει όλη η βιταμίνη
C, οπότε το χρώμα γίνεται ιώδες.
Ωραίο βίντεο που ανιχνεύει τη βιταμίνη C σε διάφορους χυμούς αλλά και σε δισκία που
περιέχουν τη βιταμίνη και τα συγκρίνει με έναν απλό τρόπο (παίρνει δηλ. τον ίδιο όγκο υγρού και
μετρά τις σταγόνες του διαλύματος του υπερμαγγανικού που καταναλώνεται μέχρι να αντιδράσει
όλη η βιταμίνη C). Το πρόβλημα είναι ότι η γλώσσα είναι η αγγλική.
https://www.youtube.com/watch?v=p8xt6_gd664

ΠΗΓΕΣ:
1. Χαραλαμπάτου Λιάνα (2016). Ανιχνεύοντας ουσίες στο φρέσκο χυμό πορτοκαλιού. Διαθέσιμο στο
δικτυακό τόπο: http://www.slideshare.net/charalampatou/ss-60413621
2. Τασιούλα-Μάργαρη Μαρία (2014). Υδατάνθρακες-γλυκαντικές ύλες. Διαθέσιμο στο δικτυακό
τόπο:
http://ecourse.uoi.gr/pluginfile.php/85251/mod_resource/content/3/%CE%A3%CE%AC%CE%BA%
CF%87%CE%B1%CF%81%CE%B1-2014.pdf (για τη ζάχαρη σελ. 24-25)

Υποσημείωση:
(για οποιαδήποτε διευκρίνιση μπορείτε να απευθύνεστε τόσο στον κ. Μποτσάκη στο mail:
dbotsakis@yahoo.gr όσο και στην κα Νίκα στο mail: katnika@sch.gr)

περίληψη  

Η σύγχρονη υπολογιστική τεχνολογία και οι σύγχρονες παιδαγωγικές προσεγγίσεις της μάθησης και της διδασκαλίας, παρέχουν στους εκπαιδευτικούς προκλήσεις για αναβάθμιση της μαθησιακής και διδακτικής διαδικασίας ιδιαίτερα στον τομέα των φυσικών επιστημών. Στον τομέα αυτόν, οι «μαθησιακές δυσκολίες» και οι υπάρχουσες «παρανοήσεις» των μαθητών και μαθητριών αποτελούν ένα ιδιαίτερα σημαντικό εμπόδιο στη μαθησιακοή διαδικασία.

Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται τρεις διδακτικηές προσεγγίσεις (σενάρια μαθημάτων) με την αξιοποίηση, αφενός ενός ανοικτού υπολογιστικού περιβάλλοντος του λογισμικού PheT του πανεπιστημίου Κολοράντο αναφορικά με τη μέτρηση της έντασης του βαρυτικού πεδίου της Γης και άλλων πλανητών στο μάθημα της Φυσικής Γενικής Παιδείας της Β΄ Λυκείου και αφετέρου ενός ανοικτού υπολογιστικού περιβάλλοντος του λογισμικού Interactive Physics αναφορικά με τις έννοιες της μηχανικής ενέργειας και των συντηρητικών δυνάμεων στο μάθημα της Φυσικής Α ́ τάξης Λυκείου, καθώς και τα αποτελέσματα και οι διαδικασίες της εφαρμογής της σε μια σειρά μαθημάτων η οποία ακολούθησε ορισμένες αρχές του εποικοδομισμού.

 

εισαγωγή

Οι θεωρίες και μελέτες του εποικοδομισμού έχουν συνέβαλαν στη διαμόρφωση αρχών μάθησης και διδασκαλίας οι οποίες δίνουν έμφαση, μεταξύ των άλλων και στην ενεργό νοητική συμμετοχή των μαθητών και μαθητριών στην «οικοδόμηση» της νέας γνώσης και στον αυθεντικό, εμπειρικό, πολυαισθητηριακό, ανοιχτό και κοινωνικά αλληλεπιδραστικό χαρακτήρα του μαθησιακού περιβάλλοντος, το οποίο τους παρέχει ευκαιρίες προβληματισμού και γνωστικής σύγκρουσης, επεξεργασίας αυθεντικών δεδομένων και πειραματισμού, ενεργοποίησης της παρατήρησης, ελέγχου των υπό διαμόρφωση υποθέσεων και αυτοδιόρθωσης σε ένα κοινωνικό πλαίσιο που διακρίνεται για τις πλούσιες και γόνιμες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των κοινωνικών εταίρων της μάθησης, τα υψηλά κίνητρα και το θετικό ψυχοκοινωνικό κλίμα, καθώς και για την καταλληλότητα τωνδιαμεσολαβητικών πολιτιστικών, μαθησιακών και τεχνολογικών εργαλείων που χρησιμοποιούνται.

 

Θεωρητικό υπόβαθρο, από τη γνωστική σύγκρουση στην εννοιολογική αλλαγή

Έχει διαπιστωθεί, από έρευνες στο χώρο τόσο των επιστημών της Αγωγής όσο και της ∆ιδακτικής της Φυσικής ότι οι μαθητές και οι μαθήτριες προσπααθώντας να ερμηνεύσουν τα διάφορα φυσικά φαινόμενα, διαμορφώνουν, κυρίως μέσω της εμπειρίας τους, αλλά και της κοινωνικής αλληλεπίδρασης, διάφορα νοητικά σχήματα τα οποία είναι, γενικά, ασύμβατα με την τρέχουσα επιστημονική γνώση (Driver et al. 1985). Πρόκειται για τις «παρανοήσεις» οι οποίες αποτελούν τις βαθιά ριζωμένες πεποιθήσεις με μεγάλη ερμηνευτική δύναμη για τους μαθητές (Duit, 1995). Αποτελούν ολοκληρωμένα και με εσωτερική συνοχή νοητικά σχήματα ερμηνείας του πραγματικού κόσμου (Vosniadou. 1994, Driver, 1995).

Οι μαθητές κατανοούν τις «ασυνέπειες» των παλιών αντιλήψεών τους και οικοδομούν νέες, συμβατές με την επιστημονική πραγματικότητα, μέσα από τη διαδικασία της γνωστικής σύγκρουσης και της εννοιολογικής αλλαγής (Κόμης κ.ά, 2004), που διαμεσολαβείται από τους διευκολυντές της μάθησης και τα πολιτιστικά εργαλεία του κοινωνικού της πλαισίου (Raptis and Raptis, 2006:110).

Έχει επίσης διαπιστωθεί από έρευνες ότι η συμβατική δασκαλοκεντρική διδασκαλία δεν είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική στο να βοηθήσει τους μαθητές να ξεπεράσουν αυτές τις παρανοήσεις (Dykstra et al. 1992). Αξίζει βέβαια να σημειωθεί ότι σε κάθε προσπάθεια τροποποίησης των λανθασμένων αυτών αντιλήψεών τους, οι μαθητές και οι μαθήτριες εμφανίζονται απρόθυμοι να τις εγκαταλείψουν και να υιοθετήσουν καινούργιες, οι οποίες είναι συνεπείς με την επιστημονική πραγματικότητα (Driver et al, 1994). Από τις θεμελιώδεις παρανοήσεις που οι μαθητές διαμορφώνουν κατά την ενασχόλησή τους με τη Φυσική και οι οποίες σχετίζονται άμεσα με τους νόμους του Νεύτωνα, είναι (Driver et al., 1994), για παράδειγμα, οι ιδέες των μαθητών ότι «αν υπάρχει κίνηση, υπάρχει και μια δύναμη που ενεργεί» και επίσης ότι «τα βαρύτερα αντικείμενα πέφτουν γρηγορότερα στη Γη, καθώς έχουν μεγαλύτερη επιτάχυνση εξαιτίας της βαρύτητας».

Ενας από τους χαρακτηριστικότερους τρόπους οικοδόμησης της νέας και επιστημονικά συμβατής γνώσης της εποικοδομιστικής προσέγγισης, είναι η διαδικασία στην οποία ο μαθητής, ερχόμενος αντιμέτωπος και αντιλαμβανόμενος τα λανθασμένα σημεία των ιδεών του, οδηγείται στην ανακατασκευή και περισσότερο προωθημένη κατανόησής τους, κάτω από ορισμένες ευνοϊκές προύποθέσεις. Πρόκειται για τη διαδικασία που έχει ως αφετηρία τη «γνωστική σύγκρουση» και καταλήγει στην «εννοιολογική αλλαγή». Με την εφαρμογή κατάλληλων διδακτικών στρατηγικών οι μαθητές αναστοχάζονται πάνω στις προηγούμενες-«λανθασμένες» ιδέες τους ώστε να αξιολογήσουν κατά πόσο και αν αυτές είναι λειτουργικές και εφαρμόσιμες. Στην περίπτωση που διαπιστωθεί πως οι αντιλήψεις τους είναι ανεπαρκείς στο να ερμηνεύσουν με συνεπή τρόπο κάποια φαινόμενα, επέρχεται η «γνωστική σύγκρουση», που αποτελεί τον προπομπό για την εννοιολογική αλλαγή.

Για να επιτευχθεί η εννοιολογική αλλαγή, θα πρέπει να ισχύσουν και τα εξής (Posner et al.1982):

• οι μαθητές να είναι «δυσαρεστημένοι» από την υπάρχουσα αντίληψή τους (αντίληψη ασυμβατότητας των ιδεών με την πειραματική πραγματικότητα).
• να προκύψει νέα αντίληψη την οποία οι μαθητές μπορούν να κατανοήσουν ικανοποιητικά (διαμεσολάβηση της μαθησιακής διευκόλυνσης του εκπαιδευτικού και του διαμαθητικού διαλόγου)
• η νέα αντίληψη εμφανίζεται ως αληθοφανής και επιλύει προβλήματα που η προηγούμενη δε μπορούσε.
• η νέα αντίληψη να ανοίγει δρόμο για περαιτέρω αναζήτηση και έρευνα (ο μαθητής προχωρεά σε ερωτήματα ανώτερου επιπέδου)

Ωστόσο, η γνωστική σύγκρουση δεν είναι εύκολο να επιτευχθεί πάντα και επίσης δεν έχει πάντοτε τα επιθυμητά αποτελέσματα. Πιθανές δυσκολίες που συνήθως εμφανίζονται κατά τη διαδικασία είναι και:

• οι μαθητές είναι απρόθυμοι να εμπλακούν σε μια διαδικασία σύγκρισης των ιδεών τους με τις επικρατούσες επιστημονικές απόψεις και συνήθως επιδιώκουν να αποκτήσουν εξαρχής τη σωστή απάντηση (Duit, 1995).
• η πολυπλοκότητα των φυσικών φαινομένων που συχνά δε μπορούν να γίνουν αντιληπτές με τις αισθήσεις και βρίσκονται σε ένα κάπως αφηρημένο και συμβολικό επίπεδο.
• η ανακολουθία των παρανοήσεων του μαθητή με την επιστημονική γνώση είναι μεν προφανής για τον εκπαιδευτικό δε συμβαίνει όμως το ίδιο και στον μαθητή καθώς την θεωρούν αυτονόητη.

Οι διδακτικές στρατηγικές, που διευκολύνουν την επιθυμητή διαδικασία της γνωστικής σύγκρουσης και στη συνέχεια της εννοιολογικής αλλαγής, μπορεί να είναι η μαιευτική διαδικασία (σωκρατικοί διάλογοι), οι αναλογίες, οι μεταφορές, οι εργαστηριακές δραστηριότητες με τη χρήση υπολογιστών και ειδικότερα τα λογισμικά μοντελοποίησης (Vosniadou & Brewer 1987; Posner et al. 1982). Η παρούσα έργασία χρησιμοποιεί, όπως προαναφέρθηκε, ως λογισμικά, το PheT για το 1^ο σενάριο και το Interactive Physics για το 2^ο και το τρίτο σενάριο, στη διδασκαλία της Φυσικής. Η εφαρμογή των συγκεκριμένων σεναρίων διδασκαλίας εστιάζουν στην αποτελεσματικότητα του υπολογιστικού περιβάλλοντος στη διαδικασία αφενός μεν της γνωστικής σύγκρουσης – εννοιολογικής αλλαγής και στη συνειδητοποίηση των σχετικών παρανοήσεων, αφετέρου δε καθώς στο βαθμό διευκόλυνσης των μαθητών στην οικοδόμηση της νέας γνώσης.

Τα ανοιχτά περιβάλλοντα επιτρέπουν στο χρήστη να ενεργήσει ελεύθερα, αξιοποιώντας τις δυνατότητες του λογισμικού, χωρίς να διαθέτουν κάποια διαδικασία που να τον κατευθύνει. Επίσης του επιτρέπουν να δημιουργήσει το δικό του μικρό εξειδικευμένο λογισμικό είτε με τη μορφή κατασκευών για διερευνήσεις σε συγκεκριμένα γνωστικά αντικείμενα (για παράδειγμα το Geometer-Sketchpad επιτρέπει τη σχεδίαση γεωμετρικών σχημάτων για διερευνήσεις με δυναμικό τρόπο) ή με τη μορφή προσομοιώσεων φαινομένων ή εννοιών για δραστηριότητες και διερευνήσεις με χειρισμό μεταβλητών (για παράδειγμα το Interactive Physics ή το Modellus για τις Φυσικές επιστήμες), ή για δραστηριότητες σε οποιοδήποτε γνωστικό αντικείμενο (για παράδειγμα το Table Top).

Επικρατεί ή άποψη ότι χρειάζονται ανοιχτά περιβάλλοντα λογισμικών τα οποία επιτρέπουν:

• Την παρέμβαση του μαθητή
• Τη δημιουργία και χειρισμό προσομοιώσεων
• Τις κατασκευές και το δυναμικό χειρισμό αντικειμένων
• Τη διερεύνηση μικρόκοσμων με χειρισμό μεταβλητών και παραμέτρων
• Τη δημιουργία και το χειρισμό πολλαπλών αναπαραστάσεων

Τα λογισμικά αυτά ανήκουν σε μια ειδική κατηγορία ΕΛ που ονομάζονται Αλληλεπιδραστικά Μαθησιακά Περιβάλλοντα (Interactive Learning Environments ILE).

 

περιγραφή του PheT

Το PhET προσφέρει διαδραστικότητα που βασίζεται στην έρευνα της επιστήμης και των μαθηματικών προσομοιώσεων. Έχει δοκιμαστεί και αξιολογηθεί για κάθε προσομοίωση έτσι ώστε να εξασφαλιστεί η αποτελεσματικότητα των εκπαιδευτικών προσεγγίσεων. Οι προσομοιώσεις είναι γραμμένες σε Java, Flash ή HTML5, και τρέχουν είτε σε απευθείας σύνδεση είτε αποθηκευμένες στον υπολογιστή. Είναι προσομοιώσεις ανοιχτού κώδικα.

 

περιγραφή του Interactive Physics

Το Interactive Physics είναι ένα ανοιχτό υπολογιστικό περιβάλλον δύο διαστάσεων με το οποίο σχεδιάζονται και κατασκευάζονται φυσικά μοντέλα. Ανοιχτό περιβάλλον μάθησης-εργαστήριο κίνησης στον Η/Υ που προσομοιώνει τις βασικές αρχές της Μηχανικής του Νεύτωνα. Είναι ένα διερευνητικό εκπαιδευτικό λογισμικό υε δυνατότητα δημιουργίας πολλαπλών αναπαραστάσεων.

Οι «πολλαπλές αναπαραστάσεις» ενός επιστημονικού μοντέλου σε ένα εκπαιδευτικό λογισμικό βοηθούν στην ανάδειξη διαφορετικών στοιχείων του ίδιου φαινομένου. Στα πλεονεκτήματα του λογισμικού Interactive Physics είναι ότι δεν απαιτείται ιδιαίτερος προγραμματισμός από το χρήστη.

Με τη βοήθεια του λογισμικού μπορεί κανείς να κατασκευάσει μοντέλα για διάφορα επιστημονικά πεδία της Φυσικής. Οι μαθητές μπορούν να πειραματίζονται με την αντίστοιχη προσομοίωση αλλάζοντας τις διάφορες παραμέτρους (πριν ή και κατά την εκτέλεσή του μοντέλου) και να παρατηρούν τα αποτελέσματα των αλλαγών τους, καταλήγοντας έτσι σε συμπεράσματα που προσεγγίζουν περισσότερο την επιστημονική γνώση.

Βασικά χαρακτηριστικά του είναι:

α) η πολλαπλή αναπαράσταση ενός φαινομένου

β) η υψηλή διαδραστικότητα (Interactivity) και ανασκευασιμότητα

γ) η δυνατότητα ενσωμάτωσης αρχείων εικόνων, γραφημάτων και αρχείων video.

Από παιδαγωγική άποψη, πολλά από τα προτερήματά του οφείλονται στις προσομοιωτικές και μοντελοποιητικές του ιδιότητες.

 

1^η διδακτική παρέμβαση:

«Μελέτη της Ταλάντωσης απλού εκκρεμούς.

Μέτρηση της επιτάχυνσης της βαρύτητας»

1. ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΣΕΝΑΡΙΟΥ

1.1.   ΤΙΤΛΟΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ

Μελέτη της ταλάντωσης στο απλό εκκρεμές – Μελέτη της εξάρτησης της περιόδου του απλού εκκρεμούς, αφενός από τη μάζα και το μήκος του και αφετέρου από την επιτάχυνση της βαρύτητας. – Μέτρηση της επιτάχυνσης της βαρύτητας στη Γη, τη Σελήνη, τον Δία και σε άγνωστο πλανήτη Χ.

1.2.   ΕΜΠΛΕΚΟΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΤΙΚΕΣ  ΠΕΡΙΟΧΕΣ

Φυσική: Μηχανική

1.3.   ΤΑΞΕΙΣ ΣΤΙΣ ΟΠΟΙΕΣ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΑΠΕΥΘΥΝΕΤΑΙ

Φυσική Γενικής Παιδείας Β΄’ τάξης Λυκείου

1.4.   ΣΥΜΒΑΤΟΤΗΤΑ ΜΕ ΤΟ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ

Στο Α.Π. Φυσικής Β΄ Λυκείου δεν προβλέπεται η διδασκαλία της ενότητας: «Ταλαντώσεις», αλλά προτείνετε η εργαστηριακή άσκηση μέτρησης της έντασης του πεδίου βαρύτητας, με χρήση του απλού εκκρεμούς. Το προτεινόμενο διδακτικό σενάριο έχει ως πυρήνα ένα Φύλλο Εργασίας το οποίο ακολουθεί το πρότυπο: «Πρόβλεψη, Επιβεβαίωση, Συμπέρασμα». Αυτή η οργάνωση της μαθησιακής διαδικασίας είναι κατάλληλη και σε άλλες γνωστικές περιοχές.

• ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ & ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΗ ΥΛΙΚΟΤΕΧΝΙΚΗ ΥΠΟΔΟΜΗ

Εφόσον οι μαθητές εργαστούν σε ομάδες 2-3 ατόμων απαιτείται κατάλληλος αριθμός Η/Υ και το μάθημα μπορεί να γίνει στην αίθουσα πληροφορικής. Εναλλακτικά, για εργασία σε ομάδες 3-4 ατόμων απαιτείται κατάλληλος αριθμός Laptop, ενώ το μάθημα μπορεί να γίνει επίσης με όλη την τάξη, στην αίθουσα διδασκαλίας με έναν υπολογιστή και ένα βιντεο-προβολέα.

Λογισμικό: PheT. Ο διδάσκων μπορεί επίσης να σχεδιάσει δικές του εφαρμογές ή να αναζητήσει έτοιμες εφαρμογές Interactive Physics (IP) στο διαδίκτυο.

1.6.   ΔΙΔΑΚΤΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ

α.   Γενικότεροι διδακτικοί στόχοι: Οι μαθητές να

1. εξοικειωθούν με τη διαδικασία «Πρόβλεψη, Επιβεβαίωση, Συμπέρασμα»,
2. αξιοποιούν αναπαραστάσεις
3. κατασκευάζουν και ερμηνεύουν διαγράμματα βγάζοντας συμπεράσματα από αυτά.

β.   Ειδικότεροι διδακτικοί στόχοι: Οι μαθητές να

1. αναγνωρίζουν την ταλάντωση ως ένα φυσικό φαινόμενο και να διακρίνουν τον «κινητικό» από τον «δυναμικό» όρο της έννοιας «ενέργεια ταλάντωσης»,
2. συνδυάζουν την εξέλιξη του φαινομένου μέσα από τις ενεργειακές μετατροπές
3. κατανοούν τη σχέση της περιόδου με τη σταθερά D της ταλάντωσης,
4. χρησιμοποιούν τη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας ως παράγοντα ταλάντωσης σταθερού πλάτους.
5. συμπεράνουν ότι η ταλάντωση δε διατηρεί σταθερό πλάτος όταν υπάρχουν τριβές ή αντιστάσεις του αέρα.
6. συμπεράνουν ότι η περίοδος είναι ανεξάρτητη της μάζας του εκκρεμούς αλλά εξαρτάται από το μήκος του νήματος και από την ένταση του πεδίου βαρύτητας.
7. συνδυάζουν τη μείωση της μηχανικής ενέργειας με το έργο μη συντηρητικών δυνάμεων, όπως π.χ. η αντίσταση του αέρα.
8. συμπεραίνουν ότι ολική ενέργεια διατηρείται πάντα σε αντιδιαστολή με τη μηχανική ενέργεια που δεν διατηρείται πάντα.

1.7.   ΕΚΤΙΜΩΜΕΝΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ

Δυο  (2) διδακτικές ώρες για την εφαρμογή ενός φύλλου εργασίας στην τάξη.

 

2. ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ

Η ταλάντωση αποτελεί μια πολύ σημαντική ενότητα της φυσικής, κυρίως στην επόμενη τάξη. Στην τάξη αναφοράς μας οι απαιτήσεις του ΑΠ εστιάζονται στην μέτρηση της έντασης της βαρύτητας μέσω της ταλάντωσης του απλού εκκρεμούς. Πριν τη διδασκαλία της οι μαθητές της Β’ τάξης Λυκείου έχουν ήδη διδαχθεί την έννοια της περιόδου. Τις έννοιες της δυναμικής και της κινητικής ενέργειας, καθώς και τη διατήρηση της ενέργειας και τις μετατροπές της, έχουν διδαχθεί στην Α΄ Λυκείου.

Ο διδάσκων συναντά αρκετά μαθησιακά εμπόδια (εναλλακτικές ιδέες μαθητών) στην προσπάθειά του να επιτύχει τους διδακτικούς στόχους αυτής της ενότητας.

Ενεργητικές μαθησιακές διαδικασίες, οι οποίες βασίζονται στην πειραματική εργασία, στη γνωστική σύγκρουση, στην εφαρμογή συνεργατικής εργασίας με κατάλληλα λογισμικά κ.α. ενεργοποιούν περισσότερες γνωστικές δεξιότητες των μαθητών, κάτι που αυξάνει τις πιθανότητες επιτυχίας της διδασκαλίας, δηλαδή η τελική άποψη των μαθητών να είναι σύμφωνη με την επιστημονικά αποδεκτή.

Στο πλαίσιο αυτό, η αξιοποίηση των δυνατοτήτων που προσφέρουν οι ΤΠΕ και ιδιαίτερα οι προσομοιώσεις στην ανάπτυξη διδασκαλιών, παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον.

2.1.   ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΕΙΣ ΠΟΥ ΠΡΟΤΕΙΝΟΥΝ ΤΑ ΣΧΟΛΙΚΑ ΒΙΒΛΙΑ

Τα σχολικό βιβλίο που χρησιμοποιήθηκε τα τελευταία χρόνια για τη διδασκαλία της Φυσικής Β’ τάξης Λυκείου προσπαθεί να προσεγγίσει τη γραμμική αρμονική ταλάντωση μέσω στατικών εικόνων (που αναφέρονται σε υποθετικά πειράματα). Προτείνετε η χρήση ΤΠΕ για τη μέτρηση του g καθώς εκτός από το Γήινο μπορούν οι μαθητές να μετρήσουν την ένταση του πεδίου στη Σελήνη, τον Δία και σε άγνωστο πλανήτη Χ.

2.2.   ΤΟ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟ ΣΕΝΑΡΙΟ

Η προτεινόμενη οργάνωση της διδασκαλίας:

• Ακολουθεί σε γενικές γραμμές τη διάταξη της ύλης όπως είναι στο σχολικό βιβλίο. Οι δραστηριότητες που προτείνονται στους μαθητές είναι περίπου ίδιες με αυτές του σχολικού βιβλίου.
• Έχει ως πυρήνα δυο φύλλα εργασίας στα οποία ο μαθητής καθοδηγούμενος, εκφράζει της αντιλήψεις του, υποθέτει, παρατηρεί, μελετά και συμπεραίνει. Το πλεονέκτημα είναι ότι η πληροφόρηση παρέχεται με εποπτικό τρόπο μέσω προσομοιώσεων και πολλαπλών αναπαραστάσεων.

 

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

Το φύλλο εργασίας αποτελείται από 2 δραστηριότητες. Σε κάθε δραστηριότητα ακολουθείται το πρότυπο «Πρόβλεψη, Επιβεβαίωση, Συμπέρασμα». Η 1^η δραστηριότητα στοχεύει στην ανάδειξη των αρχικών απόψεων-εναλλακτικών ιδεών των μαθητών και στην αναδόμηση ή τη συμπλήρωση των αρχικών απόψεων των μαθητών και στη διατύπωση με ακρίβεια της γνώσης που ανακαλύφθηκε. Η 2^η δραστηριότητα είναι εφαρμογή των νέων γνώσεων, ώστε οι μαθητές να εξετάσουν αν οι νέες απόψεις παρέχουν επαρκέστερες των δικών τους ερμηνείες των φυσικών φαινομένων και στοχεύει στη σύνδεση με άλλες γνωστικές περιοχές και στην προετοιμασία για την εισαγωγή νέων γνώσεων.

• Δραστηριότητα 1^η

Επιδιώκουμε να διατυπωθούν οι απόψεις των μαθητών για το φαινόμενο της ταλάντωσης του απλού εκκρεμούς και να αναδειχθούν πιθανές εναλλακτικές ιδέες τους που αφορούν την ενέργεια ταλάντωσης και την εξάρτηση της περιόδου από το μήκος ή τη μάζα. του εκκρεμούς αλλά και από την ένταση του πεδίου βαρύτητας. Δε γίνεται συζήτηση για το ποιες απόψεις είναι σωστές ή λάθος. Αυτή η κρίση θα προκύψει από τη συζήτηση στη 2^η δραστηριότητα.

Στο σχήμα φαίνεται το απλό εκκρεμές, δηλαδή μια μικρή σφαίρα μάζας m  που κρέμεται από  νήμα μήκους L και ισορροπεί με το νήμα στην κατακόρυφη θέση Ο. Αν εκτρέψουμε τη σφαίρα κατά μια γωνία φο, έστω 30^ο, με το νήμα τεντωμένο (θέση Σ) και το αφήσουμε ελεύθερο αυτή θα εκτελέσει «παλινδρομική» κίνηση διαδοχικά από τα σημεία Α (ακραία θέση), Ο (κατώτερη θέση) και Β (ακραία θέση). Μια τέτοια κίνηση ονομάζεται ταλάντωση.

Θεωρούμε ότι δεν υπάρχει αντίσταση αέρα και μετράμε το χρόνο της επανάληψης του φαινομένου (Α-Ο-Β-Ο-Α) την οποία ονομάζουμε περίοδο Τ της ταλάντωσης, για συγκεκριμένα μάζα και μήκος.

Πρόβλεψη ü  Διατηρώ σταθερό τα μήκος και αλλάζω τη μάζα του σώματος (διπλάσια – τριπλάσια κλπ,) οπότε η περίοδος Τ …………………………… ü  Διατηρώ σταθερή τη μάζα του σώματος και αλλάζω το μήκος του νήματος (διπλάσιο – τριπλάσιο κλπ.) οπότε η περίοδος Τ ………….. ü  Αιτιολογήστε τις απόψεις σας: ………………..

 

Πειραματισμός και επιβεβαίωση (στο περιβάλλον του προγράμματος)

Ανοίξτε το αρχείο phet-pendulum-lab. ( ) για να τρέξει η εφαρμογή. Επιλέξτε μάζα 0,1kg και μήκος 0,5m. Επιλέξτε χρονόμετρο φωτοπύλης, εκκρεμές 1 και πατήστε το κουμπί ξεκίνημα. Εκτρέψτε το σώμα σε γωνία 30^ο και κάντε  κλικ στο κουμπί  σταμάτημα-ξεκίνημα. Καταγράψτε τη μέτρηση της περιόδου Τ στο χρονόμετρο. Διατηρείστε σταθερή τη μάζα και μετρήστε με το χρονόμετρο την περίοδο Τ, για μήκος 0,5m, 1m, 1,5m και 2m. Συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα Ι. Επαναλάβετε τη μέτρηση της περιόδου με σταθερή γωνία 30^ο, σταθερό μήκος 1m, για μάζα 0.5kg, 1kg, 1,5kg, 2kg και συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα ΙΙ.

 

 

ΠΙΝΑΚΑΣ Ι                                                                                      ΠΙΝΑΚΑΣ ΙΙ

Γωνία φο	Μάζα m	Μήκος L	Περίοδος Τ		Γωνία φο	Μάζα m	Μήκος L	Περίοδος Τ
30ο	0,1kg	0,5m			30ο	0,5kg	1m
30ο	0,1kg	1m			30ο	1kg	1m
30ο	0,1kg	1,5m			30ο	1,5kg	1m
30ο	0,1kg	2m			30ο	2kg	1m

 

Διατυπώστε τα συμπεράσματά σας: ……………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

 

Δραστηριότητα 2^η

Από τη συζήτηση των μαθητών τόσο μέσα σε κάθε ομάδα όσο και στο σύνολο της τάξης, επιδιώκουμε να εξαχθούν συμπεράσματα που αφορούν τον τρόπο με τον οποίο μεταβάλλεται η κινητική και η δυναμική ενέργεια στην ταλάντωση καθώς και για τη διατήρηση του αθροίσματός τους.

Δίνεται έμφαση στο γεγονός ότι κατά τη φορά της κίνησης του εκκρεμούς δρα μόνο συνιστώσα του βάρους του. Επισημαίνεται ότι η σπουδαιότητα της μηχανικής ενέργειας συνδέεται με τη διατήρησή της, σε αντιδιαστολή με τον κινητικό και το δυναμικό όρο οι οποίοι συνεχώς μεταβάλλονται.

Προκειμένου να υπολογίσουμε την ένταση της βαρύτητας μετράμε την περίοδο Τ του εκκρεμούς για σταθερή  γωνία και μάζα, αλλάζοντας το μήκος του εκκρεμούς. Επιλέξτε Γη στο πράσινο πλαίσιο.

Για σταθερή γωνία φο=30^ο και μάζα m=0.5kg, επαναλάβετε την προηγούμενη διαδικασία για διάφορα μήκη και καταγράψτε τις μετρήσεις στον αντίστοιχο πίνακα.

Επιλέξτε διαδοχικά Σελήνη, Δίας και Πλανήτης Χ για να μετρήσετε την περίοδο σε αυτά τα πεδία βαρύτητας, συμπληρώνοντας τους αντίστοιχους πίνακες.

 

ΓΗ                                                                     ΣΕΛΗΝΗ

Γωνία φο	Μάζα m	Μήκος L	Περίοδος Τ (sec)		Γωνία φο	Μάζα m	Μήκος L	Περίοδος Τ (sec)
30ο	0,5kg	0,5m			30ο	0,5kg	0,5m
30ο	0,5kg	1m			30ο	0,5kg	1m
30ο	0,5kg	1,5m			30ο	0,5kg	1,5m
30ο	0,5kg	2m			30ο	0,5kg	2m
30ο	0,5kg	2,5m			30ο	0,5kg	2,5m

 

ΔΙΑΣ                                                                  ΠΛΑΝΗΤΗΣ Χ

Γωνία φο	Μάζα m	Μήκος  L	Περίοδος Τ (sec)		Γωνία φο	Μάζα m	Μήκος  L	Περίοδος Τ (sec)
30ο	0,5kg	0,5m			30ο	0,5kg	0,5m
30ο	0,5kg	1m			30ο	0,5kg	1m
30ο	0,5kg	1,5m			30ο	0,5kg	1,5m
30ο	0,5kg	2m			30ο	0,5kg	2m
30ο	0,5kg	2,5m			30ο	0,5kg	2,5m

 

ΦΥΛΛΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ

(παραδοτέο από τους μαθητές)

 

Σε χαρτί μιλιμετρέ κάνε τις γραφικές παραστάσεις =f(L), του τετραγώνου της περιόδου  ως προς το μήκος του εκκρεμούς.

Η κλίση της καμπύλης που θα προκύψει είναι το κλάσμα k=  .

Από την κλίση της καμπύλης για κάθε πλανήτη, υπολόγισε την ένταση του πεδίου βαρύτητάς του.

 

 

2^η διδακτική παρέμβαση:

«Μηχανική Ενέργεια.

Μελέτη διατήρησης της μηχανικής ενέργειας»

1. ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΣΕΝΑΡΙΟΥ

1.1.   ΤΙΤΛΟΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ

Μελέτη διατήρησης της μηχανικής ενέργειας

1.2.   ΕΜΠΛΕΚΟΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΤΙΚΕΣ  ΠΕΡΙΟΧΕΣ     Φυσική: Μηχανική

1.3.   ΤΑΞΕΙΣ ΣΤΙΣ ΟΠΟΙΕΣ ΑΠΕΥΘΥΝΕΤΑΙ     Φυσική Α’ τάξης Λυκείου

1.4.   ΣΥΜΒΑΤΟΤΗΤΑ ΜΕ ΤΟ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ

Στο Α.Π. Φυσικής Α΄ Λυκείου προβλέπεται η διδασκαλία της ενότητας: «Διατήρηση της μηχανικής ενέργειας». Το προτεινόμενο διδακτικό σενάριο έχει ως πυρήνα ένα Φύλλο Εργασίας το οποίο ακολουθεί το πρότυπο «Πρόβλεψη, Επιβεβαίωση, Συμπέρασμα». Αυτή η οργάνωση της μαθησιακής διαδικασίας είναι κατάλληλη και σε άλλες γνωστικές περιοχές.

• ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ & ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΗ ΥΛΙΚΟΤΕΧΝΙΚΗ ΥΠΟΔΟΜΗ

Εφόσον οι μαθητές εργαστούν σε ομάδες 2-3 ατόμων απαιτείται κατάλληλος αριθμός Η/Υ και το μάθημα μπορεί να γίνει στην αίθουσα πληροφορικής. Εναλλακτικά, το μάθημα μπορεί να γίνει στην αίθουσα του εργαστηρίου Φυσικών Επιστημών σε ομάδες των 4-5 μαθητών με Laptops των μαθητών. Σε αντίθετη περίπτωση μπορεί να γίνει στην αίθουσα διδασκαλίας με έναν υπολογιστή και έναν βιντεο-προβολέα.

Λογισμικό: Interactive Physics. Ο διδάσκων μπορεί να σχεδιάσει τις δικές του εφαρμογές ή να αναζητήσει έτοιμες εφαρμογές στο διαδίκτυο.

1.6.   ΔΙΔΑΚΤΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ

α.   Γενικότεροι διδακτικοί στόχοι: Οι μαθητές να:

1. εξοικειωθούν με τη διαδικασία «Πρόβλεψη, Επιβεβαίωση, Συμπέρασμα».
2. αξιοποιούν αναπαραστάσεις και να ερμηνεύουν διαγράμματα βγάζοντας συμπεράσματα από αυτά.

β.   Ειδικότεροι διδακτικοί στόχοι: Οι μαθητές να:

1. αναγνωρίζουν τη μηχανική ενέργεια ως μια διατηρήσιμη ποσότητα και να διακρίνουν τον κινητικό από το δυναμικό όρο.
2. συνδυάζουν τη σπουδαιότητα της μηχανικής ενέργειας με τη διατήρησή της.
3. χρησιμοποιούν τη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας ως εναλλακτικό (εύκολο) τρόπο λύσης ορισμένων μηχανικών προβλημάτων.
4. συμπεραίνουν ότι η μηχανική ενέργεια διατηρείται όταν δεν υπάρχουν είτε τριβές είτε η αντίσταση του αέρα.
5. συγκρίνουν τις συνθήκες για τη διατήρηση της ορμής και τη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας.

1.7.      ΕΚΤΙΜΩΜΕΝΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ

Δυο  διδακτικές ώρες για την εφαρμογή ενός φύλλου εργασίας στην τάξη.

 

2. ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΕΙΣ ΣΤΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Η διατήρηση της μηχανικής ενέργειας αποτελεί μια πολύ σημαντική ενότητα της φυσικής και ένα πολύτιμο εργαλείο γι τη λύση πολλών προβλημάτων. Πριν τη διδασκαλία της οι μαθητές της Α’ τάξης Λυκείου έχουν ήδη διδαχθεί την έννοια του έργου και τις έννοιες της δυναμικής και της κινητικής ενέργειας. Επίσης έχουν διδαχθεί τη διατήρηση της ενέργειας και τις μετατροπές της στο Γυμνάσιο. Ο διδάσκων συναντά αρκετά μαθησιακά εμπόδια (εναλλακτικές ιδέες μαθητών) στην προσπάθειά του να επιτύχει τους διδακτικούς στόχους αυτής της ενότητας. Κάποιες από τις  εναλλακτικές ιδέες μαθητών που αφορούν την ενέργεια είναι:

• Η ενέργεια καταναλώνεται ή φθίνει.
• Κάτι το οποίο δεν κινείται δεν μπορεί να έχει καθόλου ενέργεια.
• Η ενέργεια καταστρέφεται καθώς μετασχηματίζεται από μια μορφή σε άλλη
• Όταν ένα σώμα αφήνεται να πέσει, η βαρυτική δυναμική ενέργεια μετατρέπεται αμέσως όλη σε κινητική.
• Όταν ένα σώμα που αφήνεται να πέσει από κάποιο ύψος φτάνει στο έδαφος, δεν έχει ενέργεια.
• Η μηχανική ενέργεια δεν έχει σχέση με τους νόμους του Νεύτωνα.

Ο συνδυασμός των παραπάνω εμποδίων και της φορμαλιστικής προσέγγισης του θέματος έχει ως αποτέλεσμα οι μαθητές να μην κατανοούν την σπουδαιότητα της διατήρησης της μηχανικής ενέργειας, να μην κάνουν χρήση της χρήση της στην επίλυση προβλημάτων ή, στην περίπτωση που κάνουν χρήση, να μην αντιλαμβάνονται τα όρια της ισχύος της. Ενεργητικές μαθησιακές διαδικασίες, οι οποίες βασίζονται στην πειραματική εργασία, στη γνωστική σύγκρουση, στην εφαρμογή συνεργατικής εργασίας με κατάλληλα λογισμικά κ.α. ενεργοποιούν περισσότερες γνωστικές δεξιότητες των μαθητών, κάτι που αυξάνει τις πιθανότητες επιτυχίας της διδασκαλίας, δηλαδή η τελική άποψη των μαθητών να είναι σύμφωνη με την επιστημονικά αποδεκτή. Στο πλαίσιο αυτό, η αξιοποίηση των δυνατοτήτων που προσφέρουν οι ΤΠΕ και ιδιαίτερα οι προσομοιώσεις στην ανάπτυξη διδασκαλιών, παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον.

2.1.   ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΕΙΣ ΠΟΥ ΠΡΟΤΕΙΝΟΥΝ ΤΑ ΣΧΟΛΙΚΑ ΒΙΒΛΙΑ

Τα σχολικό βιβλίο που χρησιμοποιήθηκε τα τελευταία χρόνια για τη διδασκαλία της Φυσικής Α’ τάξης Λυκείου προσπαθεί να προσεγγίσει τη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας μέσω στατικών εικόνων (που αναφέρονται σε υποθετικά πειράματα) ή μέσω επιδείξεων. Μ’ αυτό τον τρόπο γίνεται προσπάθεια να «πεισθούν» οι μαθητές ότι η μηχανική ενέργεια διατηρείται, χωρίς αυτό να εξάγεται ποσοτικά από πουθενά παρά μόνο μέσω μαθηματικού φορμαλισμού (Θ.Μ.Κ.Ε). Στην περίπτωση που η μηχανική ενέργεια δε διατηρείται,  εξάγεται με θεωρητικούς συλλογισμούς ότι η μείωσή της ισούται με το έργο το μη συντηρητικών δυνάμεων.

• ΤΟ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟ ΣΕΝΑΡΙΟ

Η προτεινόμενη οργάνωση της διδασκαλίας:

• Ακολουθεί τη διάταξη της ύλης όπως στο σχολικό βιβλίο. Οι δραστηριότητες που προτείνονται στους μαθητές είναι περίπου ίδιες μ’ αυτές του σχολικού βιβλίου.
• Έχει ως πυρήνα το φύλλο εργασίας στο οποίο ο μαθητής καθοδηγούμενος, εκφράζει της αντιλήψεις του, υποθέτει, παρατηρεί, μελετά και συμπεραίνει. Το πλεονέκτημα είναι ότι η πληροφόρηση παρέχεται με εποπτικό τρόπο μέσω προσομοιώσεων και πολλαπλών αναπαραστάσεων. Το φύλλο εργασίας αποτελείται από 4 δραστηριότητες. Σε κάθε δραστηριότητα ακολουθείται το πρότυπο «Πρόβλεψη, Επιβεβαίωση, Συμπέρασμα».
• Η 1^η στοχεύει στην ανάδειξη των αρχικών απόψεων-εναλλακτικών ιδεών των μαθητών.
• Η 2^η στοχεύει στην αναδόμηση ή τη συμπλήρωση των αρχικών απόψεων των μαθητών και στη διατύπωση με ακρίβεια της γνώσης που ανακαλύφθηκε.
• Η 3^η είναι εφαρμογή των νέων γνώσεων, ώστε οι μαθητές να εξετάσουν αν οι νέες απόψεις παρέχουν επαρκέστερες των δικών τους ερμηνείες των φυσικών φαινομένων.
• Η 4^η στοχεύει στη σύνδεση με άλλες γνωστικές περιοχές και στην προετοιμασία για την εισαγωγή νέων γνώσεων

 

 

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ:

 

• Δραστηριότητα 1^η

Επιδιώκουμε να διατυπωθούν οι απόψεις των μαθητών για το φαινόμενο της πτώσης της μπάλας και να αναδειχθούν πιθανές εναλλακτικές ιδέες τους που αφορούν την ενέργεια. Δεν γίνεται συζήτηση για το ποιες απόψεις είναι σωστές ή λάθος. Αυτή η κρίση θα προκύψει από τη συζήτηση στη 2^η δραστηριότητα.

• Ένας μαθητής κρατά μια μπάλα μάζας 1kg σε ύψος 5m πάνω από το δάπεδο (θέση Α). Κάποια στιγμή η μπάλα αφήνεται να πέσει. Θεωρούμε ότι δεν υπάρχει αντίσταση του αέρα.

Πρόβλεψη Έχει η μπάλα ενέργεια στη θέση Α; Αν ναι, να την υπολογίσετε (να θεωρήσετε ότι g=10m/s2). ________________________________________________________ Ποια δύναμη ασκείται στη μπάλα στη διάρκεια της πτώσης της; _________________________________________________________ Τι είδους ενέργεια έχει η μπάλα:   Ø στη θέση Β: Ø στη θέση Γ: Ø στη θέση Δ: Να αιτιολογήσετε τις απόψεις σας. ……………………………….

• Πειραματισμός και επιβεβαίωση (στο περιβάλλον του προγράμματος)
• Ανοίξτε το αρχείο 1.ΙΡ για να τρέξει η εφαρμογή Κάντε διαδοχικά κλικ στο κουμπί Εκτέλεση . Σε κάθε κλικ η θέση της μπάλας αλλάζει. Παρατηρείστε τους μετρητές που εμφανίζονται και συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα.

 

	Δυναμική ενέργεια	Κινητική ενέργεια	Άθροισμα κινητικής και δυναμικής ενέργειας
ΘΕΣΗ Α
ΘΕΣΗ Β
ΘΕΣΗ Γ
ΘΕΣΗ Δ

 

• Διατυπώστε τα συμπεράσματά σας. ……………………………………………

 

• Δραστηριότητα 2^η

Από τη συζήτηση των μαθητών τόσο μέσα σε κάθε ομάδα όσο και στο σύνολο της τάξης, επιδιώκουμε να εξαχθούν συμπεράσματα που αφορούν τον τρόπο με τον οποίο μεταβάλλεται η κινητική και η δυναμική ενέργεια καθώς και η διατήρηση του αθροίσματός τους. Δίνεται έμφαση στο γεγονός ότι κατά την κίνηση της μπάλας δρα μόνο το βάρος της και ότι το δάπεδο είναι τελείως ελαστικό. Δίνεται ο ορισμός της μηχανικής ενέργειας. Επισημαίνεται ότι η σπουδαιότητα της μηχανικής ενέργειας συνδέεται με τη διατήρησή της, σε αντιδιαστολή με τον κινητικό και το δυναμικό όρο οι οποίοι συνεχώς μεταβάλλονται.

• Η μπάλα αναπηδά στο δάπεδο. Θεωρούμε ότι τόσο το δάπεδο όσο και η μπάλα είναι τελείως ελαστικά.

Πρόβλεψη

• α) Ποια δύναμη ασκείται στη μπάλα κατά την άνοδό της;

………………………………………………………………………………………

• β) Κατά την άνοδο της μπάλας:

Η δυναμική της ενέργεια

Αυξάνεται                         Μειώνεται                      Παραμένει σταθερή

Η κινητική της ενέργεια

Αυξάνεται                         Μειώνεται                      Παραμένει σταθερή

Η μηχανική της ενέργεια

Αυξάνεται                         Μειώνεται                      Παραμένει σταθερή

 

• γ) Η μπάλα θα φτάσει στο ίδιο ύψος από το οποίο αφέθηκε;

ΝΑΙ                                             ΟΧΙ

Να αιτιολογήσετε τις απόψεις σας.

α) ………………………………………………………………………………………

β) ………………………………………………………………………………………

γ) ………………………………………………………………………………………

 

Πειραματισμός και επιβεβαίωση (στο περιβάλλον του προγράμματος)

• Ανοίξτε το αρχείο 2.ΙΡ για να τρέξει η εφαρμογή Κάντε κλικ στο κουμπί Εκτέλεση για να δείτε την κίνηση της μπάλας σε πραγματικό χρόνο.
• Κάντε κλικ στο κουμπί Αρχή .Στη συνέχεια κάντε διαδοχικά κλικ στο κουμπί Βήμα-Βήμα για να δείτε την κίνηση της μπάλας σιγά- σιγά.
• Παρατηρείστε τις μπάρες που παριστάνουν τη μεταβολές της κινητικής, της δυναμικής και της μηχανικής ενέργειας. Επίσης παρατηρείστε τις γραφικές παραστάσεις των μεταβολών της κινητικής, της δυναμικής και της μηχανικής ενέργειας σε συνάρτηση με το χρόνο.

 

• Διατυπώστε τα συμπεράσματά σας……………………………………………

 

• Δραστηριότητα 3^η

Υπενθυμίζουμε στους μαθητές ότι το ίδιο πρόβλημα επιλύθηκε με χρήση των εξισώσεων της κίνησης. Αφού οι μαθητές εξάγουν την ταχύτητα του βλήματος με χρήση της διατήρησης της μηχανικής ενέργειας, τους ζητείται να συγκρίνουν τους δυο τρόπους προσέγγισης του προβλήματος. Από τη συζήτηση των μαθητών τόσο μέσα σε κάθε ομάδα όσο και στο σύνολο της τάξης επιδιώκουμε να αναδείξουμε την ευκολία προσέγγισης του προβλήματος με χρήση της διατήρησης της μηχανικής ενέργειας.

• Από ένα σημείο που βρίσκεται σε ύψος 20m πάνω από το έδαφος, εκτοξεύεται ένα βλήμα μάζας 2kg με ταχύτητα 15m/s. (Θεωρούμε ότι δεν υπάρχει αντίσταση του αέρα και g=10m/s²).

Πρόβλεψη

• Ποια δύναμη ασκείται στο βλήμα κατά τη διάρκεια της κίνησής του; Σχεδιάστε το διάνυσμα αυτής της δύναμης στην τυχαία θέση Τ

………………………………………………………..……………………………..

• Κάνοντας χρήση των συμπερασμάτων στα οποία έχετε καταλήξει μέχρι τώρα, να υπολογίσετε την ταχύτητα με την οποία το βλήμα φτάνει στο έδαφος………………………………………………………………………….

 

Πειραματισμός και επιβεβαίωση (στο περιβάλλον του προγράμματος)

• Ανοίξτε το αρχείο 3.ΙΡ για να τρέξει η εφαρμογή. Κάντε κλικ στο κουμπί Εκτέλεση για να δείτε την κίνηση του βλήματος.
• Να συγκρίνετε τα αποτελέσματα με τους δικούς σας υπολογισμούς.

 

• Δραστηριότητα 4^η

Επιδιώκουμε να διατυπωθούν οι απόψεις των μαθητών για το φαινόμενο της πτώσης της μπάλας που αφορούν την ενέργεια. Δεν γίνεται συζήτηση για το ποιες απόψεις είναι σωστές ή λάθος. Αυτή η κρίση θα προκύψει με τη συζήτηση στο τέλος της δραστηριότητας. Αφού οι μαθητές πειραματιστούν με την αντίσταση του αέρα και την ελαστικότητα του δαπέδου, συζητούν τόσο μέσα σε κάθε ομάδα όσο και στο σύνολο της τάξης. Επιδιώκουμε να εξαχθεί το συμπέρασμα ότι η διατήρηση της μηχανικής ενέργειας έχει περιορισμούς στην ισχύ της και επισημαίνονται οι παράγοντες που μειώνουν τη μηχανική ενέργεια. Οι μαθητές προετοιμάζονται  για την εισαγωγή στο επόμενο διδακτικό αντικείμενο.

Αφήνουμε μια μπάλα ποδοσφαίρου να πέσει από την κορυφή ενός κτιρίου. Από την εμπειρία μας γνωρίζουμε πως η μπάλα μετά την αναπήδησή της στο έδαφος δε θα επιστρέψει στο ίδιο σημείο από το οποίο αφέθηκε. Επίσης μετά από μερικές αναπηδήσεις στο έδαφος η μπάλα τελικά σταματά.

Πρόβλεψη

Δώστε τις δικές σας εξηγήσεις γι’ αυτό το φαινόμενο………………………….

 

Πειραματισμός και επιβεβαίωση (στο περιβάλλον του προγράμματος)

• Ανοίξτε το αρχείο 4.ΙΡ για να τρέξει η εφαρμογή. Κάντε κλικ στο κουμπί Εκτέλεση για να δείτε την κίνηση της μπάλας όταν δεν υπάρχει αντίσταση του αέρα και το δάπεδο είναι τελείως ελαστικό (ελαστικότητα του δαπέδου=1,00).
• Κάντε κλικ στο κουμπί Αρχή για να βρεθείτε στην αρχική κατάσταση. Στη συνέχεια κάντε κλικ στο κουμπί Αντίσταση αέρα. Επιλέξτε συνήθης και πατήστε ΟΚ. Κάντε κλικ στο κουμπί Εκτέλεση για να δείτε την κίνηση της μπάλας όταν υπάρχει αντίσταση του αέρα και το δάπεδο είναι τελείως ελαστικό (ελαστικότητα του δαπέδου=1,00).
• Κάντε κλικ στο κουμπί Αρχή για να βρεθείτε στην αρχική κατάσταση. Στη συνέχεια κάντε κλικ στο κουμπί Αντίσταση αέρα  Επιλέξτε καμία και πατήστε ΟΚ. Με το κουμπί ρύθμισης ελαστικότητας δαπέδου επιλέξτε την τιμή 0,80. Κάντε κλικ στο κουμπί  Εκτέλεση για να δείτε την κίνηση της μπάλας όταν δεν υπάρχει αντίσταση του αέρα και το δάπεδο δεν είναι τελείως ελαστικό.
• Διατυπώστε τα συμπεράσματά σας………………………………………………

 

 

3^η διδακτική παρέμβαση

«Συντηρητικές – μη συντηρητικές δυνάμεις – διατήρηση της Ενέργειας»

1. ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΣΕΝΑΡΙΟΥ

1.1.   ΤΙΤΛΟΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ

Μελέτη διατήρησης της μηχανικής ενέργειας – Συντηρητικές και μη συντηρητικές δυνάμεις

1.2.   ΕΜΠΛΕΚΟΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΤΙΚΕΣ  ΠΕΡΙΟΧΕΣ     Φυσική: Μηχανική

1.3.   ΤΑΞΕΙΣ ΣΤΙΣ ΟΠΟΙΕΣ ΑΠΕΥΘΥΝΕΤΑΙ     Φυσική Α’ τάξης Λυκείου

1.4.   ΣΥΜΒΑΤΟΤΗΤΑ ΜΕ ΤΟ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ

Στο Α.Π. Φυσικής Α΄ Λυκείου προβλέπεται η διδασκαλία της ενότητας: «Διατήρηση της μηχανικής ενέργειας». Το προτεινόμενο διδακτικό σενάριο έχει ως πυρήνα ένα Φύλλο Εργασίας το οποίο ακολουθεί το πρότυπο «Πρόβλεψη, Επιβεβαίωση, Συμπέρασμα». Αυτή η οργάνωση της μαθησιακής διαδικασίας είναι κατάλληλη και σε άλλες γνωστικές περιοχές.

• ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ & ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΗ ΥΛΙΚΟΤΕΧΝΙΚΗ ΥΠΟΔΟΜΗ

Εφόσον οι μαθητές εργαστούν σε ομάδες 2-3 ατόμων απαιτείται κατάλληλος αριθμός Η/Υ και το μάθημα μπορεί να γίνει στην αίθουσα πληροφορικής. Εναλλακτικά, το μάθημα μπορεί να γίνει στην αίθουσα του εργαστηρίου Φυσικών Επιστημών σε ομάδες των 4-5 μαθητών με Laptops των μαθητών. Σε αντίθετη περίπτωση μπορεί να γίνει στην αίθουσα διδασκαλίας με έναν υπολογιστή και έναν βιντεο-προβολέα.

Λογισμικό: Interactive Physics. Ο διδάσκων μπορεί να σχεδιάσει τις δικές του εφαρμογές ή να αναζητήσει έτοιμες εφαρμογές στο διαδίκτυο.

1.6.   ΔΙΔΑΚΤΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ

α.   Γενικότεροι διδακτικοί στόχοι

Οι μαθητές να:

1. εξοικειωθούν με τη διαδικασία «Πρόβλεψη, Επιβεβαίωση, Συμπέρασμα».
2. αξιοποιούν αναπαραστάσεις και να ερμηνεύουν διαγράμματα βγάζοντας συμπεράσματα από αυτά.

β.   Ειδικότεροι διδακτικοί στόχοι

Οι μαθητές να:

1. συμπεραίνουν ότι η μηχανική ενέργεια δε διατηρείται όταν υπάρχουν είτε τριβές είτε η αντίσταση του αέρα.
2. συμπεραίνουν ότι κατά μήκος μιας κλειστής διαδρομής το έργο του βάρους είναι μηδέν σε αντιδιαστολή με το έργο της τριβής που δεν είναι μηδέν.
3. ορίζουν τις συντηρητικές και τις μη συντηρητικές δυνάμεις.
4. συνδυάζουν τη μείωση της μηχανικής ενέργειας με το έργο μη συντηρητικών δυνάμεων.
5. συμπεραίνουν ότι ολική ενέργεια διατηρείται πάντα σε αντιδιαστολή με τη μηχανική ενέργεια που δεν διατηρείται πάντα.

1.7.      ΕΚΤΙΜΩΜΕΝΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ

Δύο  διδακτικές ώρες για την εφαρμογή ενός φύλλου εργασίας στην τάξη.

 

2. ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΕΙΣ ΣΤΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Η διατήρηση της μηχανικής ενέργειας αποτελεί μια πολύ σημαντική ενότητα της φυσικής και ένα πολύτιμο εργαλείο γι τη λύση πολλών προβλημάτων. Πριν τη διδασκαλία της οι μαθητές της Α’ τάξης Λυκείου έχουν ήδη διδαχθεί την έννοια του έργου και τις έννοιες της δυναμικής και της κινητικής ενέργειας. Επίσης έχουν διδαχθεί τη διατήρηση της ενέργειας και τις μετατροπές της στο Γυμνάσιο. Ο διδάσκων συναντά αρκετά μαθησιακά εμπόδια (εναλλακτικές ιδέες μαθητών) στην προσπάθειά του να επιτύχει τους διδακτικούς στόχους αυτής της ενότητας. Κάποιες από τις  εναλλακτικές ιδέες μαθητών που αφορούν την ενέργεια είναι:

• Η ενέργεια καταναλώνεται ή φθίνει.
• Κάτι το οποίο δεν κινείται δεν μπορεί να έχει καθόλου ενέργεια.
• Η ενέργεια καταστρέφεται καθώς μετασχηματίζεται από μια μορφή σε άλλη
• Όταν ένα σώμα αφήνεται να πέσει, η βαρυτική δυναμική ενέργεια μετατρέπεται αμέσως όλη σε κινητική.
• Όταν ένα σώμα που αφήνεται να πέσει από κάποιο ύψος φτάνει στο έδαφος, δεν έχει ενέργεια.
• Η μηχανική ενέργεια δεν έχει σχέση με τους νόμους του Νεύτωνα.

Ο συνδυασμός των παραπάνω εμποδίων και της φορμαλιστικής προσέγγισης του θέματος έχει ως αποτέλεσμα οι μαθητές να μην κατανοούν την σπουδαιότητα της διατήρησης της μηχανικής ενέργειας, να μην κάνουν χρήση της χρήση της στην επίλυση προβλημάτων ή, στην περίπτωση που κάνουν χρήση, να μην αντιλαμβάνονται τα όρια της ισχύος της. Ενεργητικές μαθησιακές διαδικασίες, οι οποίες βασίζονται στην πειραματική εργασία, στη γνωστική σύγκρουση, στην εφαρμογή συνεργατικής εργασίας με κατάλληλα λογισμικά κ.α. ενεργοποιούν περισσότερες γνωστικές δεξιότητες των μαθητών, κάτι που αυξάνει τις πιθανότητες επιτυχίας της διδασκαλίας, δηλαδή η τελική άποψη των μαθητών να είναι σύμφωνη με την επιστημονικά αποδεκτή. Στο πλαίσιο αυτό, η αξιοποίηση των δυνατοτήτων που προσφέρουν οι ΤΠΕ και ιδιαίτερα οι προσομοιώσεις στην ανάπτυξη διδασκαλιών, παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον.

2.1.   ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΕΙΣ ΠΟΥ ΠΡΟΤΕΙΝΟΥΝ ΤΑ ΣΧΟΛΙΚΑ ΒΙΒΛΙΑ

Τα σχολικό βιβλίο που χρησιμοποιήθηκε τα τελευταία χρόνια για τη διδασκαλία της Φυσικής Α’ τάξης Λυκείου προσπαθεί να προσεγγίσει τη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας μέσω στατικών εικόνων (που αναφέρονται σε υποθετικά πειράματα) ή μέσω επιδείξεων. Μ’ αυτό τον τρόπο γίνεται προσπάθεια να «πεισθούν» οι μαθητές ότι η μηχανική ενέργεια διατηρείται, χωρίς αυτό να εξάγεται ποσοτικά από πουθενά παρά μόνο μέσω μαθηματικού φορμαλισμού (Θ.Μ.Κ.Ε). Στην περίπτωση που η μηχανική ενέργεια δε διατηρείται,  εξάγεται με θεωρητικούς συλλογισμούς ότι η μείωσή της ισούται με το έργο το μη συντηρητικών δυνάμεων.

2.2.   ΤΟ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟ ΣΕΝΑΡΙΟ     Η προτεινόμενη οργάνωση της διδασκαλίας:

• Ακολουθεί τη διάταξη της ύλης όπως στο σχολικό βιβλίο. Οι δραστηριότητες που προτείνονται στους μαθητές είναι περίπου ίδιες μ’ αυτές του σχολικού βιβλίου.
• Έχει ως πυρήνα ένα φύλλο εργασίας στο οποίο ο μαθητής καθοδηγούμενος, εκφράζει της αντιλήψεις του, υποθέτει, παρατηρεί, μελετά και συμπεραίνει. Το πλεονέκτημα είναι ότι η πληροφόρηση παρέχεται με εποπτικό τρόπο μέσω προσομοιώσεων και πολλαπλών αναπαραστάσεων. Το φύλλο εργασίας αποτελείται από 4 δραστηριότητες. Σε κάθε δραστηριότητα ακολουθείται το πρότυπο «Πρόβλεψη, Επιβεβαίωση, Συμπέρασμα».
• Η 1^η στοχεύει στην ανάδειξη των αρχικών απόψεων-εναλλακτικών ιδεών των μαθητών.
• Η 2^η στοχεύει στην αναδόμηση ή τη συμπλήρωση των αρχικών απόψεων των μαθητών και στη διατύπωση με ακρίβεια της γνώσης που ανακαλύφθηκε.
• Η 3^η είναι εφαρμογή των νέων γνώσεων, ώστε οι μαθητές να εξετάσουν αν οι νέες απόψεις παρέχουν επαρκέστερες των δικών τους ερμηνείες των φυσικών φαινομένων.
• Η 4^η στοχεύει στη σύνδεση με άλλες γνωστικές περιοχές και στην προετοιμασία για την εισαγωγή νέων γνώσεων.

 

 

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

 

• Δραστηριότητα 1^η

Στη δραστηριότητα αυτή οι μαθητές καλούνται να υπολογίσουν το έργο του βάρους σε μια κλειστή διαδρομή. Από τον υπολογισμό εξάγεται το συμπέρασμα ότι το έργο του βάρους είναι μηδέν. Από τη συζήτηση των μαθητών τόσο μέσα σε κάθε ομάδα όσο και στο σύνολο της τάξης, επιδιώκουμε να εξαχθεί το συμπέρασμα ότι κατά τη διάρκεια της κίνησης η μηχανική ενέργεια παραμένει σταθερή.

Από τη βάση λείου κεκλιμένου επιπέδου κλίσης 30^ο, εκτοξεύουμε ένα σώμα μάζας 1kg με ταχύτητα 10 m/s παράλληλη στο κεκλιμένο επίπεδο. Το σώμα αφού φτάσει στο σημείο Γ, διανύοντας απόσταση 10m, επιστρέφει ξανά στο σημείο Α.

Πρόβλεψη

α)   Τι χαρακτηριστικό έχει η διαδρομή ΑàΓàΑ; …………………………………………………………..       β)   Να υπολογίσετε το συνολικό έργο του βάρους στη διαδρομή ΑàΓàΑ. Να θεωρήσετε ότι g=10m/s2. Δίνεται ημ30ο=0,5  και συν30ο=0,87 ……………………………………………………………

γ)   Η μηχανική της ενέργεια του σώματος στη διάρκεια της κίνησης:

Αυξάνεται                                        Μειώνεται                         Παραμένει σταθερή

 

Πειραματισμός και επιβεβαίωση (στο περιβάλλον του προγράμματος)

Ανοίξτε το αρχείο 2.1.ΙΡ για να τρέξει η εφαρμογή Κάντε κλικ στο κουμπί  Εκτέλεση για να δείτε την κίνηση του σώματος. Διατυπώστε τα συμπεράσματά σας.

…………………………………………………………………………………………

 

• Δραστηριότητα 2^η

Με τη δραστηριότητα αυτή υποστηρίζουμε τον 5^ο , 6^ο και 7^ο ειδικό διδακτικό στόχο.

Από τη συζήτηση των μαθητών τόσο μέσα σε κάθε ομάδα όσο και στο σύνολο της τάξης, επιδιώκουμε να εξαχθούν συμπεράσματα όπως:

• Το έργο της τριβής σε κλειστή διαδρομή είναι διάφορο από μηδέν σε αντιδιαστολή με το έργο του βάρους.
• Η μηχανική ενέργεια μειώνεται.
• Το έργο της τριβής είναι ίσο με τη μεταβολή της μηχανικής ενέργειας.

Στη συνέχεια δίνουμε τον ορισμό των συντηρητικών και μη συντηρητικών  δυνάμεων.

Από τη βάση μη λείου κεκλιμένου επιπέδου κλίσης 30^ο, εκτοξεύουμε ένα σώμα μάζας 1kg με ταχύτητα 10 m/s παράλληλη στο κεκλιμένο επίπεδο. Ο συντελεστής τριβής μεταξύ σώματος και κεκλιμένου επιπέδου είναι 0,2 (οπότε η δύναμη της τριβής υπολογίζεται ότι είναι 1,74Ν).Το σώμα αφού φτάσει στο σημείο Δ, διανύοντας απόσταση 7,42m, επιστρέφει ξανά στο σημείο Α.

Πρόβλεψη

α)   Τι χαρακτηριστικό έχει η διαδρομή ΑàΔàΑ; …………………………………………… β)   Να υπολογίσετε το συνολικό έργο της τριβής στη διαδρομή ΑàΔàΑ. ………………………………………

 

γ)   Η μηχανική της ενέργεια του σώματος στη διάρκεια της κίνησης:

Αυξάνεται                                  Μειώνεται                         Παραμένει σταθερή

 

Πειραματισμός και επιβεβαίωση (στο περιβάλλον του προγράμματος)

Ανοίξτε το αρχείο 2.2.ΙΡ για να τρέξει η εφαρμογή. Κάντε κλικ στο κουμπί  Εκτέλεση για να δείτε την κίνηση του σώματος. Με τη βοήθεια του μετρητή μηχανικής ενέργειας υπολογίστε τη μεταβολή της μηχανικής ενέργειας του σώματος. Να συγκρίνετε τη μεταβολή της μηχανικής ενέργειας του σώματος με το έργο της τριβής στη διαδρομή ΑàΔàΑ. Διατυπώστε τα συμπεράσματά σας.

…………………………………………………………………………………………

 

• Δραστηριότητα 3^η

Οι μαθητές διατυπώνουν τις απόψεις τους  για την κίνηση του εκκρεμούς όταν υπάρχει αντίσταση του αέρα και τις μετατροπές ενέργειας που συμβαίνουν. Μετά την εκτέλεση της εφαρμογής και αφού οι μαθητές διαπιστώσουν ότι η μηχανική ενέργεια μειώνεται, ακολουθεί συζήτηση από την οποία επιδιώκουμε να συσχετίσουμε το έργο της αντίστασης του αέρα με τη θερμότητα που εκλύεται στο περιβάλλον.

 

Εκτρέπουμε το σφαιρίδιο ενός εκκρεμούς από το σημείο Ο στο οποίο ισορροπούσε. Ποια θα είναι η κίνηση που θα κάνει το σφαιρίδιο του εκκρεμούς όταν αφεθεί ελεύθερο στο σημείο Σ κάτω από ιδανικές συνθήκες (δηλαδή όταν δεν υπάρχει αντίσταση του αέρα); Τι μετατροπές ενέργειας συμβαίνουν τότε;   Πρόβλεψη Διατυπώστε τις απόψεις σας………………………

Πειραματισμός και επιβεβαίωση (στο περιβάλλον του προγράμματος)

Ανοίξτε το αρχείο 2.3.ΙΡ για να τρέξει η εφαρμογή, επιλέγοντας μηδενική αντίσταση του αέρα. Κάντε κλικ στο κουμπί  Εκτέλεση για να δείτε την κίνηση του σφαιριδίου. Από τη γραφική παράσταση των ενεργειών σε συνάρτηση με το χρόνο να υπολογίσετε:

α)   Το ποσό της Μηχανικής Ενέργειας του σφαιριδίου (λέγεται και απλό εκκρεμές), καθώς και τις μέγιστα ποσά των ενεργειών Κινητικής και Δυναμικής. Σε ποιές θέσεις του εκκρεμούς παρατηρούνται αυτά τα μέγιστα;

……………………………………………………………………..……………………

β)   Αιτιολογήστε τα αποτελέσματα σχετικά με τα ποσά των ενεργειών που παρατηρήσατε.

…………………………………………………………………………………………

 

• Δραστηριότητα 4^η

Εκτρέπουμε το σφαιρίδιο ενός εκκρεμούς από το σημείο Ο στο οποίο ισορροπούσε. Ποια θα είναι η κίνηση που θα κάνει το σφαιρίδιο του εκκρεμούς όταν αφεθεί ελεύθερο στο σημείο Σ κάτω από πραγματικές συνθήκες (δηλαδή όταν υπάρχει αντίσταση του αέρα); Τι μετατροπές ενέργειας συμβαίνουν; Πρόβλεψη: Διατυπώστε τις απόψεις σας…………..

Πειραματισμός και επιβεβαίωση (στο περιβάλλον του προγράμματος)

Ανοίξτε το αρχείο 2.4.ΙΡ για να τρέξει η εφαρμογή, επιλέγοντας αρχικά συνήθη και στη συνέχεια μεγάλη αντίσταση για τον αέρα. Κάντε κλικ στο κουμπί  Εκτέλεση για να δείτε την κίνηση του σφαιριδίου. Από τη γραφική παράσταση των ενεργειών σε συνάρτηση με το χρόνο να υπολογίσετε:

α)   Το ποσό της θερμότητας που θα εκλυθεί στο περιβάλλον μέχρι το σφαιρίδιο να σταματήσει………………………………………………………………………….

β)   Το ποσό της θερμότητας που εκλύεται στο περιβάλλον όταν το σφαιρίδιο έχει ολοκληρώσει δυο πλήρεις ταλαντώσεις…………………………………………….

 

Επίλογος

Τα γενικότερα αποτελέσματα εφαρμογής της διδασκαλίας με τη χρήση των παραπάνω εκτεθέντων υπολογιστικών μοντέλων υπήρξαν ως επί το πλείστον θετικά.

Μεταξύ άλλων:

• Οι μαθητές αναδόμησαν,

σε μεγάλο ποσοστό τις νοητικές τους αναπαραστάσεις σχετικά με τις βασικές έννοιες που αφορούν τον 1ο και 2ο νόμο της Νευτώνειας Μηχανικής με ένα τρόπο πιο συνεπή προς τις επιστημονικές παραδοχές.

• Οι μαθητές οικοδόμησαν,

με σχετικά εύκολο και μάλλον ευχάριστο τρόπο νέες γνώσεις.

• Οι κριτικές δεξιότητές τους,

ως προς τις στρατηγικές επίλυσης σχετικών προβλημάτων φαίνεται οτι βελτιώθηκαν αισθητά.

• Τα εργαλεία,

σε συνδυασμό με το ομαδοσυνεργατικό περιβάλλον και τον υποστηρικτικό ρόλο των διδασκόντων, λειτούργησε διευκολυντικά για τη μάθηση.

Γενικά, υπάρχει συμφωνία με άλλες μελέτες, που συμπεραίνουν ότι η διδασκαλία με τη χρήση του συγκεκριμένου ή παρόμοιου λογισμικού (βλ. Κόμης κ.ά, 2004), κάτω από ορισμένες προϋποθέσεις, βοηθά τους μαθητές να κατανοήσουν τις παρανοήσεις τους, να ανακατασκευάσουν τις νοητικές τους δομές σχετικά με τις έννοιες της.

 

βιβλιογραφία

 

Castells, M. (2000), The rise of the network society, τομ. Α ́, Oxford: Blackwell Publishers

Dewey, J. (1884), The New Psychology, Andover Review, 2, 278-289 Διαθέσιμο στην ιστοσελίδα: http://psychclassics.yorku.ca/Dewey/newpsych.htm (12-1-2010)

Driver, R.A. (1983). The pupil as scientist. Milton Keynes: Open University Press scientific knowledge in the classroom, Educational   Researcher, 23,5–12.

Driver, R., Leach, J., Millar, R. & Scott, P. (1996). Young People’s Images of Science, Open University Press, Buckingham.

Driver R., Squires A., Rushworth P., Wood-Robinson V.: (1999) Οικοδομώντας τις έννοιες των Φυσικών Επιστημών – Μια παγκόσμια σύνοψη των ιδεών των μαθητών Επιμ. Π. Κόκκοτας, Μετ. Μ. Χατζή, Εκδόσεις τυπωθήτω.

Driver, R., Squires, A., Rushworth, P., & Wood-Robinson, V. (1994). Making sense of secondary science: Research into children’s ideas. New York: Routledge.

Driver, R., Guesne, E., & Tiberghien A. (1985). Children’s ideas in science, 385. Open University Press, Milton Keynes, UK.

Duit, R. (1995). The Constructivist View: A Fasionable and Fruitful Paradigm for Science Education Research and Practice, 275. In Steffe L., Gale J.(ed), Constructivism in Education, Lawrence Erlbaum Associates, Publishers.

Durey A., & Journeaux, R. (1989). Vers des activités didactiques de mise au point de modèles de physique avec des micro-ordinateurs, Aster, 8, 162-18.5

Dykstra, D. I., Jr., Boyle, C. F., & Monarch, I. A. (1992). Studying conceptual change in learning physics. Science Education, 7I(6), 615-652.

Esquembre, F. (2001). Computers in Physics Education, Computers Physics Communications,1-6.

Johnassen, D. H. (2003). Using cognitive tools to represent problems, Journal of Research on Technology in Education, 35,362 –380

Komis, V. et al (2004). Teaching Science with the Use of a Modeling Educational Software, In: Kekes, ICT in Education. Designing and Application Issues: Philosophical and Social Perspectives. Athens: Atrapos, 105-128. (In greek)

Nordkvelle, Y. T. & Olson, J. (2005), Visions for ICT, Ethics and the Practice of Teachers, Education and Information Technologies, 10(1-2), 19-30

Pavlov, I. P. (1927), Conditioned Reflexes: An Investigation of the Physiological Activity of the Cerebral Cortex (translated by G. V. Anrep), London: Oxford University Press Διαθέσιμο στην ιστοσελίδα: http://psychclassics.yorku.ca/Pavlov/ (5-1-2010)

Piaget, J. (1961), La psychologie de l’intelligence. Paris: Armand Colin Διαθέσιμο στην ιστοσελίδα: http://sunsite.berkeley.edu/cgi-bin/ebind2html/psycholo (12-1-2010)

Posner, G. J., Strike, K. A. Hewson, P. W. & Gertzog, W. A. (1982). Accomodation of a scientific conception: Toward a theory of conceptual change. Science Education, 66, 211-227.

Vosniadou, S. (1994). Conceptual change in childhood. In Vosniadou, S. Texts on Developmental Psychology, V. 2: Thought, Gutenberg, Athens (In greek).

Vosniadou, S., & W. F. Brewer, (1987). Theories of knowledge restructuring in development. Review of Educational Research, 57, 51–67.

Vygotsky, L. (1925), Consciousness as a problem in the psychology of behavior, European Studies in the History of Science and Ideas,8, 251-281 Διαθέσιμο στην ιστοσελίδα:http://www.marxists.org/archive/vygotsky/works/1925/consciousness.ht (12-1-2010)

 

Αβούρης, Ν., Καραγιαννίδης, Χ. & Κόμης, Β. (2008). Συνεργατική τεχνολογία. Αθήνα: Κλειδάριθμος.

Βλάχος Ι, Γραμματικάκης Ι., Καραπαναγιώτης Α., Κόκκοτας Π., Περιστερόπουλος Π., Τιμοθέου Γ.: Φυσική Α΄ τάξης Ενιαίου Λυκείου, έκδοση ΟΕΔΒ.

Ελληνιάδου, Ε., Ζακόπουλος, Β., Τερζίδης, Σ. (2010), Χτίζοντας ένα Δίκτυο Προσωπικής Μάθησης, στο Μ. Δοδοντσής, Β. Κολτσάκης, Ι. Σαλονικίδης (επιμ.) 2^ο ΠανελλήνιοΕκπαιδευτικό Συνέδριο Ημαθίας, “Ψηφιακές και Διαδικτυακές εφαρμογές στην εκπαίδευση”, 1678-1687, http://www.ekped.gr/praktika10/web.htm

Κόκκοτας Π.:(2000) (Επιμ.) Διδακτικές προσεγγίσεις στις φυσικές επιστήμες – Σύγχρονοι προβηματισμοί, εκδόσεις τυπωθήτω.

Κόμης, Β. και Μικρόπουλος, Α. (2002). Πληροφορική στην Εκπαίδευση.Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο. Πάτρα.

Κόμης, Β. (2004). Εισαγωγή στις εκπαιδευτικές εφαρμογές των ΤΠΕ. Αθήνα: Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών.

Κουλαϊδής Β.: (1995) Αναπαραστάσεις του φυσικού κόσμου, Εκδόσεις Gutenberg

Μικρόπουλος, Τ. (2003). Εκπαιδευτικό λογισμικό: Θέματα σχεδίασης και αξιολόγησης λογισμικού υπερμέσων. Αθήνα: Κλειδάριθμος.

Πατάπης Σ.: (1995) Μεθοδολογία της διδασκαλίας της Φυσικής Β΄ Έκδοση

Ράπτης, Α. και Ράπτη, Α. (2001). Μάθηση και διδασκαλία στην εποχή της διδασκαλίας. Αθήνα.

Σολωμονίδου, Χ. (2006). Νέες τάσεις στην εκπαιδευτική τεχνολογία. Αθήνα: Μεταίχμιο.

Φυσική Β΄ τάξης Γενικού Λυκείου, έκδοση ΟΕΔΒ., Αθήνα 2010

Φυσική Β΄ τάξης Γενικού Λυκείου – Βιβλίο Καθηγητή, έκδοση ΟΕΔΒ, Αθήνα 2010

 

 

 

εισαγωγή

Με τον όρο σχολική μονάδα αναφερόμαστε συνήθως στο σύνολο των έμψυχων και άψυχων στοιχείων που συμμετέχουν – συμβάλουν στην εκπαιδευτική διαδικασία σε συγκεκριμένο τόπο και χρόνο, με προσδιορισμένους σκοπούς και στόχους (όπως αυτοί αποτυπώνονται σε κάποιο αναλυτικό πρόγραμμα για παράδειγμα). Μιλάμε λοιπόν, για τις κτιριακές εγκαταστάσεις ή τον εξοπλισμό μιας σχολικής μονάδας, για τη γεωγραφική περιοχή που βρίσκεται καθώς και για το σχολικό έτος που λειτουργεί, ενώ επίσης αναφερόμαστε στο εκπαιδευτικό, διοικητικό ή βοηθητικό προσωπικό καθώς και στους μαθητές και μαθήτριες ως μέλη μιας σχολικής μονάδας.

Η σχολική μονάδα είναι  ένας οργανισμός και η  συνολικότερη λειτουργία της συνδέεται άμεσα με την επιτυχία των μαθητών και των μαθητριών που συμμετέχουν. Φαίνεται ότι μαθητές και μαθήτριες που παρακολουθούν σχολεία με υψηλή λειτουργικότητα έχουν περισσότερες πιθανότητες επιτυχίας σε γενικές εξετάσεις από ότι μαθητές και μαθήτριες σχολείων που θεωρούνται δυσλειτουργικά (Marzano, 2003).

 

κυρίως σώμα

Ποιοι είναι όμως οι παράγοντες που επηρεάζουν τη συνολική λειτουργία των σχολικών μονάδων;

Ο Marzano (2003) αναφέρει παράγοντες τους οποίους εντάσσει σε τρεις κατηγορίες:

• σε επίπεδο σχολείου,
• εκπαιδευτικών και
• μαθητών.

Οι παράγοντες που αφορούν στο επίπεδο του σχολείου, όπως βλέπουμε παρακάτω, αφορούν κυρίως γενικότερα ζητήματα λειτουργίας του σχολείου και συνεργασίας μεταξύ των μελών, αυτοί που αφορούν εκπαιδευτικούς αναφέρονται στο ρόλο τους μέσα στην τάξη, ενώ αυτοί των μαθητών έχουν να κάνουν κυρίως με προσωπικούς και οικογενειακούς παράγοντες.

• Σχολείο:
• Λειτουργικό αναλυτικό πρόγραμμα
• Μελετημένοι εκπαιδευτικοί στόχοι και δυνατότητα αναστοχασμού
• Συμμετοχή γονέων και άλλων κοινωνικών φορέων
• Ασφαλές και λειτουργικό σχολικό περιβάλλον
• Συναδελφικότητα και επαγγελματισμός

 

• Εκπαιδευτικοί:
• Διδακτική κατάρτιση
• Δεξιότητες διαχείρισης τάξης
• Εκπαιδευτικό πρόγραμμα

 

• Μαθητές / Μαθήτριες:
• Λειτουργικό περιβάλλον στο σπίτι
• Γνωστικό και πνευματικό υπόβαθρο
• Εσωτερικά κίνητρα

 

γενικό πλαίσιο της αεε

Η Αξιολόγηση του Εκπαιδευτικού Έργου (ΑΕΕ) στη σχολική μονάδα αποτελεί μια συνεχή δυναμική διαδικασία αυτoαξιολόγησης ενσωματωμένη στη λειτουργία του σχολείου.

Η διαδικασία αυτή περιλαμβάνει την «αποτίμηση» της υπάρχουσας κατάστασης στο σχολείο και συνδέεται άμεσα με τον γενικότερο εκπαιδευτικό σχεδιασμό της σχολικής μονάδας, ο οποίος αποτελεί βασικό εργαλείο για την οργάνωση και διαχείριση του εκπαιδευτικού έργου.

Με την αυτοαξιολόγηση πρέπει αρχικά να επιδιώκεται η διαμόρφωση «κουλτούρας αξιολόγησης» στα σχολεία, η οποία στηρίζεται στην παραγωγή και αξιοποίηση εκπαιδευτικών τεκμηρίων από τους ίδιους τους εκπαιδευτικούς, συνδέεται με την εισαγωγή, την προώθηση και την εδραίωση μιας «κουλτούρας εμπιστοσύνης», που βασίζεται στην ανάπτυξη σχέσεων ευθύνης και συνεργασίας στο σχολείο και στην εκπαιδευτική κοινότητα.

Η «κουλτούρα αξιολόγησης» στο σχολείο εισάγει, εμπεριέχει, αποτυπώνει και καθιερώνει στοιχεία:

• συλλογικών διαδικασιών,

που αναπτύσσουν οι ομάδες εργασίας και ο Σύλλογος Διδασκόντων, καθώς τα στοιχεία της Ετήσιας Έκθεσης Αξιολόγησης του σχολείου είναι προϊόν συνεργασίας, συνεκτίμησης και συναπόφασης όλων των εκπαιδευτικών του σχολείου,

• αξιολόγησης ομοτέχνων,

που αναπτύσσουν οι εκπαιδευτικοί για την ανατροφοδότησή τους. Η «αξιολόγηση μεταξύ των εκπαιδευτικών» συνιστά μια άτυπη μεν αλλά βασική, ενδοσχολική υποστηρικτική δομή για την προώθηση σχέσεων αμοιβαιότητας και εμπιστοσύνης, την ανταλλαγή εμπειριών, την ανάπτυξη επιστημονικών συνεργασιών, τον εμπλουτισμό του ατομικού φακέλου του εκπαιδευτικού, την προώθηση μορφών αυτομόρφωσης και ενδοσχολικής επιμόρφωσης.

• από κάτω προς τα πάνω αξιολόγησης, καθώς:
• οι εκπαιδευτικοί έχουν τη δυνατότητα να αξιολογούν το εκπαιδευτικό υλικό, τα εκπαιδευτικά μέσα και διαδικασίες, καθώς και τα στελέχη της εκπαίδευσης στο πλαίσιο της άσκησης των καθηκόντων τους
• τα αποτελέσματα των σχολείων κοινοποιούνται προς τα ανώτερα κλιμάκια της εκπαιδευτικής ιεραρχίας, όχι μόνο για λόγους ενημέρωσης, αλλά και για να προτείνουν, να προωθήσουν και να υποστηρίξουν πρωτοβουλίες και δράσεις εκπαιδευτικής πολιτικής.
• εφαρμογής της «έρευνας δράσης,

στο πλαίσιο της ανάπτυξης των σχεδίων δράσης για τη βελτίωση της ποιότητας του εκπαιδευτικού έργου, τόσο της σχολικής μονάδας, όσο και της σχολικής τάξης.

• θεμελίωσης της ενδοσχολικής επιμόρφωσης,

ως ενεργού, αναπόσπαστης και συμπληρωματικής διαδικασίας που υποστηρίζει την επιστημονική και επαγγελματική ανάπτυξη των εκπαιδευτικών.

 

σκοποί και στόχοι της αεε

Ποιοι είναι οι βασικοί στόχοι μας στην αξιολόγηση στον εκπαιδευτικό χώρο; Είναι η βελτίωση και αποτελεσματικότητα της εκπαιδευτικής διαδικασίας καθώς επίσης η ανάπτυξη στους τομείς της κοινωνίας και οικονομίας με τη δημιουργία ενός σχολικού περιβάλλοντος, το οποίο συμβάλλει στην εκμάθηση και ευημερία των μαθητών και των εκπαιδευτικών. Η ΑΕΕ πρέπει να:

• συμβάλλει στη διερεύνηση της γνώσης για το εκπαιδευτικό έργο της σχολικής μονάδας
• προωθεί διαδικασίες ανάπτυξης των σχολείων
• υποστηρίζει τη λήψη ορθολογικών αποφάσεων
• λειτουργεί ως μοχλός βελτίωσης ή αλλαγής των εκπαιδευτικών πρακτικών και γενικότερα του εκπαιδευτικού συστήματος.

 

τα σημαντικότερα προβλήματα

Στις βασικές της αδυναμίες συγκαταλέγονται:

• Ο κίνδυνος μιας καθαρά γραφειοκρατικής αντιμετώπισης της όλης διαδικασίας.
• Η πιθανότητα δημιουργίας εσωτερικών συγκρούσεων.
• Η έμφαση σε ανώδυνα ζητήματα.
• Η δημιουργία τάσεων εσωστρέφειας στις σχολικές μονάδες κ.λπ

 

παράγοντες πιθανής αποτυχίας της αεε

Λόγω ελλιπούς ενημέρωσης, οι εκπαιδευτικοί δεν έχουν πεισθεί ότι μέσω της ΑΕΕ:

• το Υπουργείο Παιδείας επιδιώκει να μάθει μόνο τα «ποσοτικά» στοιχεία των σχολικών μονάδων.
• επιχειρείται, με την αυτοαξιολόγηση της σχολικής μονάδας η βελτίωση της ποιότητας της παρεχόμενης εκπαίδευσης,
• επιχειρείται, η ΑΕΕ να βοηθήσει τον εκπαιδευτικό να κάνει καλύτερα τη δουλειά του, και ότι στοχεύει στην ενίσχυση του αδύνατου μαθητή;

Οι περισσότεροι εκπαιδευτικοί που αντιδρούν στη εφαρμογή της ΑΕΕ, πιστεύουν ότι:

• θα αρχίσει,

με την επέκταση της γραφειοκρατικής δουλειάς του εκπαιδευτικού (συμπλήρωση εντύπων, φορμών με δείκτες, τυποποιημένες απανωτές συνεδριάσεις συλλόγων, κλπ)

• θα καταλήξει,

στη χειραγώγηση, τον επιθεωρητισμό και την απόλυση.

Φοβούνται οι εκπαιδευτικοί τη σύγκριση μεταξύ των σχολικών μονάδων, επικαλούμενοι την αναφορά της σχετικής έκθεσης του ΟΟΣΑ για το Ελληνικό εκπαιδευτικό σύστημα, ότι «η αυτοαξιολόγηση πρέπει να οργανωθεί, με τρόπο ώστε να είναι συγκρίσιμη μεταξύ σχολικών μονάδων και να μπορεί να επικυρώνεται και να συμπληρώνεται από εξωτερική αξιολόγηση» (έκθεση ΟΟΣΑ, σελ.67).

Συνδέουν επίσης την εφαρμογή της ΑΕΕ, με το νομοθετικό πλαίσιο που έχει δημιουργηθεί (ν.4024/11 για το μισθολόγιο -βαθμολόγιο, ν.4142/13 για την «Αρχή Διασφάλισης Ποιότητας στην Εκπαίδευση», ΠΔ 152/13 για την «Αξιολόγηση των εκπαιδευτικών», ν.3848/10, ν. 3679/10), θεωρούν ότι όλες οι πλευρές της αξιολόγησης (όπως η ατομική αξιολόγηση των εκπαιδευτικών, η αυτοαξιολόγηση και η εξωτερική αξιολόγηση σχολείων) έχουν απολύτως συνδεθεί μεταξύ τους και αναφέρονται σχετικά στο άρθρο 32 παρ. 7 του ν. 3848/10 που αναφέρει ότι «την αξιολόγηση της δράσης των σχολικών μονάδων ακολουθεί η αξιολόγηση των εκπαιδευτικών».

Δεν πιστεύουν, οι εκπαιδευτικοί, ότι η αυτοαξιολόγηση θα αναδείξει τις όψεις της δουλειάς τους και θα τις επιβραβεύσει, δηλαδή το πόσα προγράμματα περιβαλλοντικής εκπαίδευσης κάνουν στο σχολείο, πόσα θεατρικά έργα, τι εκδηλώσεις, αν βγάζουν ή όχι εφημερίδα κλπ, χωρίς να υπολογίζεται η επίδοση των μαθητών τους σε εθνικές εξετάσεις ή σταθμισμένα τεστ.

τρόποι μείωσης της αρνητικής επίδρασης

Ο προγραμματισμός του εκπαιδευτικού έργου πραγματοποιείται στην αρχή του σχολικού έτους με ευθύνη του Διευθυντή και του Συλλόγου Διδασκόντων, και βασίζεται στα αποτελέσματα της ετήσιας αξιολόγησης του προηγούμενου έτους όπως αποτυπώνονται στην Έκθεση Αξιολόγησης του σχολείου.

Στο πλαίσιο της διαδικασίας αυτής, ο Σύλλογος Διδασκόντων προβαίνει στην ιεράρχηση των προτεραιοτήτων και προγραμματίζει τις επιμέρους δράσεις και τις δραστηριότητες που απαιτούνται για την αποτελεσματικότερη υλοποίηση του εκπαιδευτικού έργου, εστιάζοντας στην αντιμετώπιση των προβλημάτων και των αδυναμιών που έχουν εντοπιστεί, με σκοπό τη βελτίωση της λειτουργίας της σχολικής μονάδας.

Η εισαγωγή της «κουλτούρας αξιολόγησης» στο σχολείο συνδέεται με μια σειρά από ενέργειες, όπως:

• η εκτίμηση της εικόνας του σχολείου, «που βρισκόμαστε σήμερα»;
• η διατύπωση οράματος για το σχολείο, «που θέλουμε να φτάσουμε»;
• ο εκπαιδευτικός σχεδιασμός και ο προγραμματισμός του εκπαιδευτικού έργου, «τι θέλουμε να επιτύχουμε και πως θα το κάνουμε»;
• η παρακολούθηση και ανατροφοδότηση των διαδικασιών εφαρμογής, «τι πρόοδο κάναμε»;
• η αξιολόγηση, «πόσο και πώς ωφεληθήκαμε ως άτομα και ως σύνολο»;
• η αξιοποίηση των αποτελεσμάτων, «ποια είναι η βελτίωση της ποιότητας του εκπαιδευτικού έργου και της εικόνα του σχολείου»;

 

επιμέρους δράσεις ενίσχυσης της αεε

• η δημιουργία καλού κλίματος στο σχολείο γενικά και ανά τάξεις,

τροφοδοτεί την επίτευξη των εκπαιδευτικών στόχων, την καλή συμπεριφορά των εκπαιδευτικών και τη γενικότερη στάση τους ειδικά μέσα στην τάξη αλλά και γενικότερα στο σχολείο, τη δυνατότητα των μαθητών και μαθητριών να μαθαίνουν (Marzano και συν., 2005).

• η σημασία της εκπαιδευτικής ηγεσίας,

έχει αποτυπωθεί από ερευνητικά δεδομένα, τόσο στην ανάπτυξη συνεργατικών δεξιοτήτων των εκπαιδευτικών (Wood, 2011), όσο και στη δημιουργία αισθήματος  ικανοποίησης από την εργασία τους, στην καλλιέργεια υψηλού ηθικού, καθώς και στην ανάπτυξη ατομικού και συλλογικού αισθήματος αξιοσύνης των εκπαιδευτικών (Leithwood & Beatty, 2008).

• οι συνθήκες ασφάλειας και ανοιχτής έκφρασης για όλα τα μέλη της σχολικής κοινότητας,

είναι η σημαντικότερη συνθήκη για τη δημιουργία της πραγματικής σχολικής ομάδας, μιας σχολικής ομάδας που όλοι οραματιζόμαστε να είμαστε μέλη της, μιας σχολικής ομάδας που είναι ανοιχτή, κοινωνική, φιλική, παραγωγική, συνθετική, συνεργατική, κριτική, προοδευτική, και ουσιαστική.

• η ενεργοποίηση της σχολικής κοινότητας,

 

η οποία μπορεί να θέσει υψηλούς στόχους και να εξασφαλίσει τις προϋποθέσεις για την επίτευξή τους, που το αποτέλεσμά τους θα είναι ένα σχολείο δημοκρατικό και ανοικτό στην κοινωνία.

 

• το σχολείο – στοιχειώδης μονάδα επιμόρφωσης,

 

των εκπαιδευτικών σε θέματα διοικητικά, παιδαγωγικά και επιστημονικά.

• ενίσχυση της συνοχής του Συλλόγου Διδασκόντων,

η οποία θα αμβλύνει τις αντιθέσεις, θα ενθαρρύνει τις πρωτοβουλίες των εκπαιδευτικών, θα εμπνέει και θα παρέχει θετικά κίνητρα σε αυτούς.

• η σχέση του σχολείου και της οικογένειας,

και πως σκιαγραφείται μέσα από τα δεδομένα των ελληνικών και διεθνών ερευνών;

Εξαιτίας των διαφορετικών κοινωνικών ρόλων τους, γονείς και εκπαιδευτικοί έχουν διαφορετικές αντιλήψεις για τα παιδιά. Οι γονείς είναι υπεύθυνοι για κάθε τομέα της ζωής του παιδιού, επικεντρώνονται σε αυτά ως άτομα και έχουν συγκεκριμένες προσδοκίες, στόχους και συναισθήματα. Οι εκπαιδευτικοί από τη μεριά τους επικεντρώνονται κυρίως σε θέματα που άπτονται της κοινωνικοποίησης και της εκπαίδευσή τους (Gestwicki, 2007). Η τάση για συνεργασία ανάμεσα στο σχολείο και την οικογένεια των παιδιών ενισχύθηκε τα τελευταία χρόνια από τα ευρήματα πολλών ερευνών που ανέδειξαν ότι η επικοινωνία και η συνεργασία του σχολείου με τους γονείς μπορεί να βοηθήσει τους μαθητές να έχουν καλύτερα εκπαιδευτικά αποτελέσματα όπως στην αύξηση του ποσοστού φοίτησης (Epstein, Coates, Salinas, Sanders, & Simon, 1997) και τη μείωση του ποσοστού σχολικής εγκατάλειψης (Anderson & Minke, 2007. Rumberger et al., 1990), στη μείωση των σχολικών απουσιών και θετικότερη στάση απέναντι στο σχολείο.

Συνεπώς τα κρίσιμα ερωτήματα που τίθενται επιτακτικά είναι:

• είμαστε ευχαριστημένοι, ως παράγοντες της εκπαιδευτικής κοινότητας, από τον τρόπο που λειτουργούν σήμερα τα σχολεία;
• θέλουμε πραγματικά να δοκιμάσουμε, με οργανωμένο τρόπο, αλλαγές συστημικού χαρακτήρα στην εκπαίδευση;

 

επίλογος

Αξιολόγηση στην εκπαίδευση; Ναι διότι αποτελεί αναγκαιότητα για τη συνεχή βελτίωση της ποιότητας της εκπαίδευσης που προσφέρεται. στο σχολείο, το οποίο αποτελεί έναν εκπαιδευτικό οργανισμό με αρκετές ιδιαιτερότητες με βασικότερη τον ασαφή προσδιορισμό του σκοπού του (παιδεία, εκπαίδευση, μόρφωση), ανάλογα με την οπτική σκοπιά.

Ζητούμενο της εφαρμογής της ΑΕΕ στη σχολική μονάδα αποτελεί:

• η αδυναμία προσδιορισμού του αποτελέσματος – προϊόντος και των εξυπηρετούμενων (γονείς, μαθητές, κοινωνία),
• η έλλειψη διοικητικής αυτοδυναμίας, καθώς το σχολείο αποτελεί διοικητικό και ταυτόχρονα κοινωνικό θεσμό,
• ο έντονος επηρεασμός στον οποίο υπόκειται σε από ομάδες πίεσης,

Η ΑΕΕ μπορεί να απαντήσει στις σημερινές απαιτήσεις, που είναι:

• η σχολική αποτελεσματικότητα,

καθώς αναδεικνύεται έντονα η σχέση μεταξύ των ατομικών χαρακτηριστικών των εκπαιδευτικών και της ποιότητας μάθησης για τους μαθητές.

• στην εκπαίδευση δεν είναι όλα τα μεγέθη μετρήσιμα,

και συνεπώς, αξία έχουν και οι εκπαιδευτικές διαδικασίες. Μια αξιολόγηση που ελέγχει, ιεραρχεί, ταξινομεί και συχνά τιμωρεί …. οδηγεί σε αποκλεισμούς.

• η ποιότητα της εκπαίδευσης μπορεί να αξιολογηθεί σε περισσότερα επίπεδα, σε:
• εθνικό επίπεδο
• επίπεδο εκπαιδευτικής μονάδας
• ατομικό επίπεδο.

Σήμερα, σε Ευρωπαϊκό επίπεδο, η τάση αφορά:

• στη μεγαλύτερη αυτονομία,

του εκπαιδευτικού στην υλοποίηση του έργου του με ταυτόχρονη αύξηση της λογοδοσίας του,

• στα εκπαιδευτικά συστήματα,

που τείνουν προς την αποκέντρωση, προκειμένου να προσαρμοστούν στις τοπικές συνθήκες και να ανταπεξέλθουν στη συνεχώς αυξανόμενη ετερογένεια των σχολείων.

• στην εσωτερική αξιολόγηση

της σχολικής μονάδας, που διεξάγεται από τους ίδιους τους παράγοντες της εκπαιδευτικής μονάδας,

• στη συλλογική ή αυτοαξιολόγηση,

του εκπαιδευτικού η οποία στηρίζεται σε διαδικασίες που οργανώνονται από τους ίδιους τους παράγοντες της εκπαιδευτικής μονάδας με στόχο την αλλαγή και βελτίωση της ποιότητας της εκπαίδευσης.

 

 

βιβλιογραφία

 

Bernard, C. (2004). Το σχολείο αλλάζει. Κρίση του σχολείου και κοινωνικοί μετασχηματισμoί. (Ε. Μπονοφάτου, Μετάφ.) Εκδότης: Εκδοτικός Όμιλος Συγγραφέων Καθηγητών

Gestwicki, C. (2007). Home, school, and community relations (6 εκδ.). Clifton ParkNY:Thomson Delmar Learning.

Hornby, G., Hall, C & Hall, E (2003). Counseling  pupils in schools. Skills and strategies for teachers. London: Routledge Falmer.

MacBeath J., Schratz M., Meuret D. & Jacobsen L. (2005). Η Αυτοαξιολόγηση στο Ευρωπαϊκό Σχολείο. Πώς άλλαξαν όλα, Αθήνα: Μεταίχμιο

MacBeath J. (2001) Η αυτοαξιολόγηση στο σχολείο. Ουτοπία και πράξη. Αθήνα: Ελληνικά Γράμματα.

Marzano, R. J. (2003). What works in schools: Translating research into action. Alexandria, VA: Association for Supervision and Curriculum Development. Retrieved from http://www.questia.com

Marzano, R. J., Waters, T., & Mcnulty, B. A. (2005). School Leadership That Works: From Research to Results. Alexandria, VA: Association for Supervision and Curriculum Development. Retrieved from http://www.questia.com

Simons (1987). Getting to Know Schools in a Democracy: The Politicsand Process of Evaluation, Lewes, The Falmer Press

Βεργίδης, Δ.Κ. & Υφαντή, Α.Α. (Επιμ. έκδ.). (2011). Θέματα εκπαιδευτικής πολιτικής: Θεωρητικές αφετηρίες και εκπαιδευτικά προγράμματα για τη βελτίωση του σχολείου. Αθήνα: Ύψιλον.

Γιαννακάκη, Μ.Σ. (2005). Η εφαρμογή καινοτομιών στη σχολική μονάδα. Στο: Καψάλης, Α. (επιμ.). Οργάνωση και Διοίκηση Σχολικών Μονάδων. Θεσσαλονίκη: Εκδόσεις Πανεπιστημίου Μακεδονίας.

Δακοπούλου, Α. (2008). Εκπαιδευτική Αλλαγή – Μεταρρύθμιση – Καινοτομία. Στο: Αθανασούλα – Ρέππα, Α., Δακοπούλου, Α., Κουτούζης, Μ., Μαυρογιώργος, Γ. & Χαλκιώτης, Δ., Διοίκηση Εκπαιδευτικών Μονάδων : Εκπαιδευτική Διοίκηση και Πολιτική. Τόμος Α. (σελ. 165-211). Πάτρα: ΕΑΠ.

Δημητρόπουλος, Ε. (1999). Εκπαιδευτική αξιολόγηση: Η αξιολόγηση του εκπαιδευτικού και του εκπαιδευτικού έργου, Γρηγόρης, Αθήνα

Δούκας, Χ. (1997). Εκπαιδευτική Πολιτική και Εξουσία: Η Περίπτωση της Αξιολόγησης των Εκπαιδευτικών (1982-1994). Αθήνα: Γρηγόρης.

Θεοφιλίδης, Χ., 2012. Σχολική Ηγεσία και Διοίκηση: Από τη Γραφειοκρατία στην Μετασχηματιστική Ηγεσία, Εκδόσεις: Γρηγόρη.

Καράμπελας, K., Kelly, A. & Φώκιαλη Π., (2006). Η Αλληλεπίδραση και η Επικοινωνία μέσα στο Σχολικό Χώρο ως Ουσιώδης Προϋπόθεση για Επιτυχημένη και Βιώσιμη Εκπαιδευτική Αλλαγή. Στο: Γ. Μπαγάκης, (Επιμέλεια), (2006). Εκπαιδευτικές Αλλαγές: Η Παρέμβαση του Εκπαιδευτικού και του Σχολείου. Αθήνα: Μεταίχμιο, σ. 56-65.

Κατσαρού, Ε. Δεδούλη, Μ. & (2008), Επιμόρφωση και Αξιολόγηση στο χώρο της Εκπαίδευσης, Αθήνα: Παιδαγωγικό Ινστιτούτο

Λαΐνας, Α. (2004). Το έργο του διευθυντή σχολικής μονάδας και η συμβολή του στην αποτελεσματικότητα του σχολείου. Επιστημονική Επετηρίδα Πανεπιστήμιου Ιωαννίνων, 17, σ. 151-179.

Μαυροσκούφης, Δ. (2002). Η εισαγωγή και η υποδοχή των καινοτομιών στα σχολεία: Θεωρητικό πλαίσιο και πρακτικά προβλήματα. Νέα Παιδεία, τ. 103, 16-23.

Μπαμπινιώτης, Δ.Γ. (2002). Λεξικό της Νέας Ελληνικής Γλώσσας (2η εκδ.). Αθήνα: Κέντρο Λεξικολογίας ΕΠΕ. Μπρούζος, Α. (2009). Ο εκπαιδευτικός ως λειτουργός συμβουλευτικής – Μια ανθρωπιστική θεώρηση της εκπαίδευσης (3η εκδ.). Αθήνα: Gutenberg

Παπακωνσταντίνου, Γ. (2008). Εισαγωγή καινοτομιών στην εκπαιδευτική μονάδα: ο ρόλος του διευθυντή. Οδηγός Επιμόρφωσης-Διαπολιτισμική Εκπαίδευση και Αγωγή, σελ.231-240. Θεσσαλονίκη: Α.Π.Θ.

Σιακοβέλη, Π. (2011). Ζητήματα Οργάνωσης και Διοίκησης Εκπαιδευτικών Μονάδων. Πάτρα: Συγγραφέας.

Σολομών Ι. (1999) Εσωτερική αξιολόγηση και προγραμματισμός του εκπαιδευτικού έργου στη σχολική μονάδα. Αθήνα: Παιδαγωγικό Ινστιτούτο.

Χατζηγεωργίου, Γ. (1998). Γνώθι το Curriculum: Γενικά και Ειδικά Θέματα Αναλυτικών Προγραμμάτων και Διδακτικής. Αθήνα: Ατραπός

 

 

 

 

Η  πρόδρομη αρχαιοελληνική σκέψη τόσο της Ομηρικής και Ησιόδειας όσο και της μετά-Ησιόδειας κοσμολογίας με το  μυθικό και θεολογικό λόγο, χρησιμοποιεί και αναπαράγει τη δημώδη – απλοϊκή αντίληψη για τον «κόσμο», αναφέρει τον «αέρα» ως ένα των αρχικών στοιχείων της δημιουργίας, ως ένα εκ των στοιχείων της πρώτης αρχής. Έτσι κατά τον Όμηρο ο ουρανός σκεπάζει τη Γη και το κατώτερο μέρος ανάμεσα σε Γη και Ουρανό αυτό που περιλαμβάνει και τα σύννεφα περιέχει αέρα ενώ το ανώτερο μέρος του διαστήματος αυτού είναι ο αιθέρας ο οποίος αποτελεί το αστραφτερό ανώτατο στρώμα του αέρα το οποίο πολλές φορές θεωρείται πύρινο όπως αναφέρεται στην Ιλιάδα, «εἰς ἐλάτην ἀναβὰς περιμήκετον, ἣ τότ᾽ ἐν Ἴδῃ μακροτάτη πεφυυῖα δι᾽ ἠέρος αἰθέρ᾽ ἵκανεν»[1], «το έλατο διαπερνούσε τον αέρα και έφτανε ως τον αιθέρα», με την απλοϊκή αυτή προσέγγιση του Ομήρου, ως προς τη διαστρωμάτωση του αέρινου χώρου μεταξύ ουρανού και γης, να προσεγγίζει εν πολλοίς την έννοια της σημερινής τροπόσφαιρας. Ο «αήρ» κατά τον  Ησίοδο είναι μια μορφή που δημιουργείται στο πρώτα στάδια της δημιουργίας και τον κατατάσσει μαζί με την Νύχτα και τον Τάρταρο σε μια εντελώς διαφορετική προσέγγιση της σημερινής  διαυγούς μορφής, του διάφανου όπως τον εννοούμε σήμερα αέρα.

Ο «αήρ» στον Ησίοδο, ο οποίος δεν προσωποποιείται, σημαίνει μάλλον καταχνιά και μπορεί να ερμηνευθεί ως το «Χάος» το οποίο είναι σκοτεινό και ανεμοδαρμένο, «ἤτοι μὲν πρώτιστα Χάος γένετ’· αὐτὰρ ἔπειτα Γαῖ’ εὐρύστερνος, πάντων ἕδος ἀσφαλὲς αἰεὶ ἀθανάτων… τ’ ἠερόεντα μυχῷ χθονὸς εὐρυοδείης, ἠδ’ ῎Ερος, ὃς κάλλιστος ἐν ἀθανάτοισι θεοῖσι, λυσιμελής, πάντων τε θεῶν πάντων τ’ ἀνθρώπων δάμναται ἐν στήθεσσι νόον καὶ ἐπίφρονα βουλήν.ἐκ Χάεος δ’ ῎Ερεβός τε μέλαινά τε Νὺξ ἐγένοντο»[2], και αποτελεί τη δημιουργία του σκοτεινού  χάσματος ανάμεσα σε Γη και Ουρανό, «καῦμα δὲ θεσπέσιον κάτεχεν χάος· εἴσατο δ’ ἄντα ὀφθαλμοῖσιν ἰδεῖν ἠδ’ οὔασιν ὄσσαν ἀκοῦσαι αὔτως, ὡς ὅτε γαῖα καὶ οὐρανὸς εὐρὺς ὕπερθε πίλνατο· τοῖος γάρ κε μέγας ὑπὸ δοῦπος ὀρώ»[3] και εφόσον ο Ήλιος και ο Αιθέρας δεν έχουν ακόμα γεννηθεί και η Νύχτα συμβαδίζει με τις καταιγίδες, «ἀλλά κεν ἔνθα καὶ ἔνθα φέροι πρὸ θύελλα θυέλλης ἀργαλέη· δεινὸν δὲ καὶ ἀθανάτοισι θεοῖσι τοῦτο τέρας· καὶ Νυκτὸς ἐρεβεννῆς οἰκία δεινὰ ἕστηκεν νεφέλῃς κεκαλυμμένα κυανέῃσι»[4], που σημαίνει ότι:

«πέρα δώθε θα τον πήγαιναν οι χαλεπές θύελλες, ακόμα και για τους αθάνατους θεούς είναι τρομακτικό αυτό το θέαμα, και τα φοβερά άντρα της  ζοφερής Νύχτας στέκουν σκεπασμένα με μπλάβα σύννεφα».

Η αναφορά αυτή στον «αέρα» της Ησιόδειας θεογονίας συναντάται και στη αφήγηση του Επιμενίδη (7^ος π.Χ. αιών) ο οποίος αναφέρει σχετικά ότι: «δύο πρώτας ἀρχὰς ὑποθέσθαι Ἀέρα καὶ Νύκτα, ἐξ ὧν γεννηθῆναι Τάρταρον, οἶμαι τὴν τρίτην ἀρχήν»[5], θεωρεί δηλαδή τον αέρα ως: «μια εκ των δυο πρώτων αρχών» και συνεχίζει αναφέροντας τις δικές του πρώτες αρχές σε σχέση με αυτές του Ομήρου λέγοντας ότι: «ἔπεσιν ἐξ Ἀέρος καὶ Νυκτὸς τὰ πάντα συστῆναι ὥσπερ καὶ Ὅμηρος ἀποφαίνετ᾽ Ὠκεανὸν ἐκ Τηθύος τοὺς θεοὺς γεννᾶν λέγων· Ὠκεανόν τε θεῶν γένεσιν καὶ μητέρα Τηθύν», και θεωρεί ότι τα πάντα να σχηματίστηκαν από τον Αέρα και από τη Νύχτα, καθώς αντίστοιχα ο Όμηρος δηλώνει τον Ωκεανό και την Τηθύ, όταν λέει ότι οι θεοί γεννήθηκαν από τον Ωκεανό και τη μητέρα Τηθύ.

Ο Αναξίμανδρος, στη θεωρία του περί της δημιουργίας του κόσμου αναφέρεται στον αέρα. Στους  Στρωματείς, «φησὶ δὲ τὸ ἐκ τοῦ ἀιδίου γόνιμον θερμοῦ τε καὶ ψυχροῦ κατὰ τὴν γένεσιν τοῦδε τοῦ κόσμου ἀποκριθῆναι καί τινα ἐκ τούτου φλογὸς σφαῖραν περιφυῆναι τῶι περὶ τὴν γῆν ἀέρι ὡς τῶι δένδρωι φλοιόν· ἧστινος πορραγείσης καὶ εἴς τινας ἀποκλεισθείσης κύκλους ὑποστῆναι τὸν ἥλιον καὶ τὴν σελήνην καὶ τοὺς ἀστέρας»[6], αναπαράγεται το σχετικό κείμενο του Θεόφραστου όπου αναφέρεται ότι: «αυτό που παρήγαγε από το αιώνιο το θερμό και το ψυχρό αποχωρίστηκε στην αρχή αυτού του κόσμου και ότι απ’ αυτό σχηματίστηκε, γύρω από τον αέρα που περιβάλλει τη Γη, ένα είδος πύρινης σφαίρας, σα φλοιός γύρω από ένα δέντρο. Όταν αυτή η σφαίρα έσκασε και κλείστηκε σε μερικούς κύκλους, δημιουργήθηκαν ο Ήλιος, η Σελήνη και τα Άστρα». Αναφερόμενος στο «από το αιώνιο» εννοεί  «από το άπειρον», ενώ η φράση «το θερμό και το ψυχρό αποχωρίστηκαν» υποδηλώνει τη φύση της θερμής και της ψυχρής ουσίας οι οποίες είναι αντίστοιχα η φλόγα και ο νεφελώδης αέρας το εσωτερικό μέρος του οποίου με συμπύκνωση σχημάτισε τη Γη, ενώ με τον ίδιο τρόπο από τα εξωτερικά του στρώματα σχηματίστηκαν τα άλλα ουράνια σώματα.

Ο μαθητής του, ο Αναξιμένης, είναι προφανές ότι διατύπωσε  απόψεις οι οποίες είναι  επηρεασμένες τόσο από την Ησιόδεια αντίληψη περί του αρχικού αέρα, όσο και από τις αντιλήψεις του δασκάλου του περί του νεφελώδους αέρα, εφόσον θεωρούσε ότι «ο αέρας είναι η πρωταρχική ουσία και η βασική μορφή της ύλης, αλλάζει δε με την συμπύκνωση και την αραίωσή του» όπως μαρτυρούν πολλά κείμενα.

O Αριστοτέλης αναφέρει σχετικά ότι, «Ἀναξιμένην δὲ ἀέρα καὶ Διογένης πρότερον ὕδατος καὶ μάλιστ’ ἀρχήν τιθέασι τῶν ἁπλῶν σωμάτων»[7], «ο Αναξιμένης και ο Διογένης τοποθετούν τον αέρα πριν από το νερό και μάλιστα τον θεωρούν ως την αρχή των απλών σωμάτων».

Ο Θεόφραστος, σύμφωνα με το Σιμπλίκιο, «μίαν μὲν καὶ αὐτὸς τὴν ὑποκειμένην φύσιν καὶ ἄπειρόν φησιν ὥσπερ ἐκεῖνος, οὐκ ἀόριστον δὲ ὥσπερ ἐκεῖνος, ἀλλὰ ὡρισμένην, ἀέρα λέγων αὐτήν· διαφέρειν δὲ μανότητι καὶ πυκνότητι κατὰ τὰς οὐσίας»[8], περιγράφει τις γνώμες του Αναξιμένη λέγοντας ότι: «λέει και αυτός ότι η ουσία είναι μια και άπειρη, αλλά δεν την άφησε απροσδιόριστη, παρά την προσδιόρισε, ταυτίζοντάς την με τον αέρα και ο χαρακτήρας της μεταβάλλεται με την πύκνωση και την αραίωση».

O Ιππόλυτος, επίσης αναφέρει ότι, «ἀέρα ἄπειρον ἔφη τὴν ἀρχὴν εἶναι, ἐξ οὗ τὰ γινόμενα καὶ τὰ γεγονότα καὶ τὰ ἐσόμενα καὶ θεοὺς καὶ θεῖα γίνεσθαι, τὰ δὲ λοιπὰ ἐκ τῶν τούτου ἀπογόνων»[9], είπε (ο Αναξιμένης) ότι «ο άπειρος αέρας είναι η θεμελιώδης αρχή… η μορφή του αέρα είναι τέτοια ώστε ομοιόμορφα κατανεμημένος είναι αόρατος, αλλά φανερώνεται από το κρύο και τη ζέστη, από την υγρασία και την κίνηση». Στους Στρωματείς αναφέρεται ότι, «τῶν ὅλων ἀρχὴν τὸν ἀέρα εἰπεῖν καὶ τοῦτον εἶναι τῷ μὲν μεγέθει ἄπειρον, ταῖς δὲ περὶ αὐτὸν ποιότησιν ὡρισμένον· γεννᾶσθαί τε πάντα κατά τινα πύκνωσιν τούτου καὶ πάλιν ἀραίωσιν»[10],  θεώρησε τον αέρα «ως την αρχή όλων των πραγμάτων, αυτός είναι σε μέγεθος άπειρος, από δε τη μεταβολή της ποιότητάς του με την πύκνωση και αραίωσή του γεννώνται τα πάντα».

Αλλά και σε αντίστοιχη αναφορά του Αέτιου διαβάζουμε ότι, «ἀρχὴν τῶν ὄντων ἀέρα ἀπεφήνατο· ἐκ γὰρ τούτου πάντα γίγνεσθαι καὶ εἰς αὐτὸν πάλιν ἀναλύεσθαι»[11], ο Αναξιμένης, «αρχήν των όντων τον αέρα θεώρησε, από αυτόν τα πάντα γίνονται και σε αυτόν πάλι αναλύονται». Ο αέρας του Αναξιμένη, ως αρχική μορφή η οποία μετατρέπεται σε άλλα συστατικά χωρίς να αλλάζει την ίδια σύστασή του και με την αλλαγή της πυκνότητάς του, είναι δίχως άλλο η προσέγγιση της «αλλαγής της φυσικής κατάστασης των σωμάτων». Η θέση του ότι ο αήρ εκτείνεται χωρίς όρια, σε αντίθεση με την Ομηρική θέση του ορατού και θολού αέρα, της καταχνιάς, και της αντίληψης του Αναξίμανδρου περί της υγρής καταχνιάς, δε θεωρεί τον αέρα ως κάτι θολό αλλά υποδηλώνει αυτό που και ο Ιππόλυτος θεώρησε, δηλαδή τον ατμοσφαιρικό αέρα και επιβεβαίωση αυτού αποτελεί η θέση του Αναξιμένη ότι οι  άνεμοι είναι ελαφρά συμπυκνωμένη μορφή αέρα.

Θα πρέπει στο σημείο αυτό να τονιστεί η συνεισφορά του Αναξιμένη στην προσπάθεια γενικότερα των προ-Σωκρατικών φιλοσόφων και στοχαστών να ξεφύγουν από την καθαρά θεοκρατική αντίληψη περί του κόσμου, με την κριτική στις θεότητες της συμβατικής θρησκείας, όπως αυτή ασκήθηκε κυρίως από τους μαθητές του Ξενοφάνη και Ηράκλειτο.    Ο Αναξιμένης θεωρούσε τον  αέρα να είναι αρχέγονος και θεϊκός και έγραψε ότι από αυτόν προήλθαν οι θεοί και τα θεία. Αναφορές σε αυτή του τη θέση διατύπωσαν διάφοροι στοχαστές όπως, ο Κικέρων[12] ο οποίος αναφέρει, «post Anaximenes aera deum statuit eumque gigni esseque immensum et infinitum et semper in motu, quasi aut aer sine ulla forma  deus esse possit, cum praesertim deum non modo aliqua, sed pulcherrima specie deceat esse, aut non omne quod ortum sit mortalitas consequatur», κατόπιν ο Αναξιμένης όρισε πως «ο αέρας είναι θεός και είπε ότι γίνεται και ότι είναι αχανής και αεικίνητος, λες και ο άμορφος αέρας θα μπορούσε να είναι θεός» …, επίσης ο Αέτιος[13] περιγράφει ότι, «Ἀναξιμένης  τὸν ἀέρα (θεὸν εἶναι)· δεῖ δ’ ὐπακούειν ἐπί τῶν οὓτως λεγομένων τὰς ἐνδιηκούσας τοῖς στοιχείοις ἢ τοῖς σώμασι δυνάμεις», ο Αναξιμένης λέει «τον αέρα θεό και στην περίπτωση τέτοιων περιγραφών, πρέπει να εννοεί κανείς τις δυνάμεις που διαποτίζουν τα στοιχεία ή τα σώματα».

Ο Αυγουστίνος αναφέρει για τον «αέρα» Αναξιμένη ότι, «iste [Anaximanser] Anaximenen  discipulum et successorem reliquit, qui omnes rerum causas aeri infinito  dedit, nec deos negavit aut tacuit non tamen ab ipsis aerem factum, sed ipsos ex aere ortos credidit»[14], τον Αναξιμένη μαθητή και διάδοχο (του Αναξίμανδρου) ο οποίος «απέδιδε τις αιτίες όλων των πραγμάτων στον άπειρο αέρα και δεν αρνιόταν την ύπαρξη θεών ούτε αποσιώπησε την ύπαρξή τους, αλλά δεν πίστευε ότι ο αέρας έγινε από αυτούς παρά ότι αυτοί οι ίδιοι δημιουργήθηκαν από αέρα».

    Ο Εμπεδοκλής αναφέρεται στη θεωρία του περί των «τεσσάρων ριζωμάτων» στην έννοια του «αιθέρα» για να τον ξεχωρίσει από την προϋπάρχουσα αντίληψη της έννοιας «αήρ» ως πρώτης αρχής, έτσι ο «αιθήρ» εμφανίζεται με άπειρη μορφή, «ἀπείρονα γῆς τε βάθη καὶ δαψιλὸς αἰθήρ»[15]. Σε σχετικό με την ατμόσφαιρα απόσπασμά του όμως αναφέρεται στην έννοια «αήρ» και διαβάζουμε ότι, «ἠέρος ἄπλετον ὕψος»[16], «του αέρος το ύψος είναι άπλετο», ενώ το ίδιο συναντούμε και σε αναφορά του Σιμπλίκιου, «καὶ ἠέρος ἄπλετον ὕψος»[17].

Στο απόσπασμα 38 ξεχωρίζει τον υγρό αέρα, «γαῖά τε καὶ πόντος πολυκύμων ἠδ᾿ ὑγρὸς ἀήρ»[18], ως τον «χαμηλότερο αέρα» δηλαδή την κατώτερη ατμόσφαιρα, από τον «Τιτάνα» αιθέρα, «Τιτὰν αἰθήρ σφίγγων περὶ κύκλον ἅπαντα»[19],  ως τον «φωτεινό μπλε ουρανό» δηλαδή την ανώτερη ατμόσφαιρα. Έχει δηλαδή ανακαλύψει, ότι ο ατμοσφαιρικός αέρας είναι μια υλική ουσία, ευδιάκριτη, η οποία δεν προσδιορίζεται με το κενό διάστημα ή με την υδρονέφωση. Το ύδωρ δεν είναι ο υγρός αέρας, αλλά κάτι διαφορετικό και την αλήθειά του αυτή ο Εμπεδοκλής την απέδειξε με την κλεψύδρα, με την εξήγηση της αναπνοής και την κίνηση του αίματος. Ο διαχωρισμός του υγρού, ατμοσφαιρικού αέρα από τον απώτατο, καθαρό αιθέρα είναι προφανής, όταν λέει, «ὑποτιθέμενός τινα τοῦ ἀέρος κρᾶσιν, τὴν ἐαρινήν, κοινήν»[20], κάνει σαφή αναφορά στην υγρασία, ενώ, «ἀέρος ὄγκος ἔσωθε πεσὼν ἐπὶ τρήματα πυκνά, εἰσόκ᾿ ἀποστεγάσηι πυκινὸν ῥόον»[21], επαναλαμβάνει το ίδιο και αυτές είναι οι αναφορές που κάνει ο Εμπεδοκλής όταν μιλά για τον «αέρα» από την άποψη του «ατμοσφαιρικού αέρα».

Ο Αναξαγόρας διατυπώνοντας τη θεωρία των σπερμάτων, ακολουθεί σε γενικές γραμμές τις κοσμογονικές απόψεις του Αναξιμένη με τη διαφορά ότι δεν αποδέχεται την ιδέα του ότι η πρώτη αρχή του κόσμου είναι μόνο μία, ο αήρ. Η άποψή του μπορεί να συνοψιστεί στη θεώρησή του περί απόσπασης του αέρα και του αιθέρα (ή φωτιάς) από τα άλλα στοιχεία και κατά τον Σιμπλίκιο, «καὶ γὰρ ἀήρ τε, … ἄπειρόν ἐστι τὸ πλῆθος»[22], ο αέρας και ο αιθέρας αποσπώνται από την περιβάλλουσα μάζα, που είναι άπειρη. Η θέση αυτή του Αναξαγόρα συμπληρώνεται από το Σιμπλίκιο με το απόσπασμα, «τὸ μὲν πυκνὸν καὶ διερὸν καὶ ψυχρὸν καὶ τὸ ζοφερὸν ἐνθάδε συνεχώρησεν, ἔνθα νῦν <ἡ γῆ>, τὸ δὲ ἀραιὸν καὶ τὸ θερμὸν καὶ τὸ ξηρὸν ἐξεχώρησεν εἰς τὸ πρόσω τοῦ αἰθέρος»[23], «το πυκνό και το υγρό και το σκοτεινό συγκεντρώθηκαν εδώ όπου βρίσκεται η Γη, ενώ το αραιό και το θερμό και το λαμπρό βγήκαν έξω στο ανώτερο τμήμα του αιθέρα» και με τη θέση  του αυτή είναι συνεπής με τη θεωρία του ότι τα σπέρματα στα οποία το πυκνό το υγρό το ψυχρό το σκοτεινό υπερείχαν από τα αντίστοιχα αντίθετά τους και έτσι συνέκλιναν στο κέντρο της δίνης, υπακούοντας στους δυο αξιωματικούς νόμους του ότι:

• τα όμοια έλκονται, και
• το βαρύτερο ρέπει προς το κέντρο και το φως προς την περιφέρεια μιας δίνης.

Ο Διογένης Απολλωνιάτης με την καθαρά φυσιολογική του τοποθέτηση με δεδομένη την ανάγκη της αναπνοής στη ζωή, ανάγει τον αέρα σε θεό που ενυπάρχει στα πάντα και κυβερνά τα πάντα, είναι αιώνιος και αθάνατος, όπως αποδίδονται από τον Σιμπλίκιο, «καὶ αὐτὸ μὲν τοῦτο καὶ ἀίδιον καὶ ἀθάνατον σῶμα, τῶν δὲ τὰ μὲν γίνεται, τὰ δὲ ἀπολείπει»[24], «ο αέρας είναι ένα αιώνιο και αθάνατο σώμα» και επίσης «ἀλλὰ τοῦτό μοι δῆλον δοκεῖ εἶναι, ὅτι καὶ μέγα καὶ ἰσχυρὸν καὶ ἀίδιόν τε καὶ ἀθάνατον καὶ πολλὰ εἰδός ἐστι»[25], «αλλά τούτο μου φαίνεται φανερό, ότι είναι μεγάλο και δυνατό και αιώνιο και αθάνατο και πολύγνωρο». Σε αυτές τις σχεδόν ιερατικές περιγραφές του ο Διογένης φαίνεται να συμπυκνώνει τη φρασεολογία του Αναξίμανδρου, του Ηράκλειτου και του Αναξαγόρα, όπως και ο Θεόφραστος, «και Διογένης δε ο Απολλωνιάτης, σχεδόν νεώτατος γεγονώς των περί ταύτα σχολασάντων, τα μεν πλείστα συμπεριφερομένως γέγραψε, τα μεν κατά Αναξαγόραν, τα δε κατά Λεύκιππον λέγων, την δε του παντός φύσιν αέρα και ούτος φυσίν άπειρον είναι  και αίδιον, εξ ου πυκνουμένου και μανουμένου και μεταβάλλοντος τοις πάθεσι την των άλλων γίνεσθαι μορφήν, και ταύτα μέν Θεόφραστος ιστορεί περί του Διογένους, και εις το εμέ ελθόν αυτού σύγγραμμα Περί Φύσεως επιγεγραμμένον αέρα σαφώς λέγει το εξ ου πάντα γίνεται τα άλλα»[26] αναφέρει.

Τα πάντα γι’ αυτόν είναι φτιαγμένα από αέρα με διακριτικό γνώρισμα του θείου χαρακτήρα του τη θερμοκρασία και όχι την  πυκνότητα, όπως αναφέρει ο Αριστοτέλης, «καὶ τοῦ κόσμου τοῦ περὶ τὴν γῆν ὑπὸ τοῦ ἡλίου θερμαινομένου, ἀέρα γενέσθαι καὶ τὸν ὅλον οὐρανὸν αὐξηθῆναι, καὶ τοῦτον πνεύματά τε παρέχεσθαι καὶ τὰς τροπὰς αὐτοῦ ποιεῖν»[27]. Ο Διογένης κλείνει την προ-Σωκρατική περίοδο, χαρακτηριστικό γνώρισμα της οποίας υπήρξε ο κοσμολογικός προβληματισμός ο οποίος είχε ως στόχο του να ερμηνεύσει και να δώσει εξηγήσεις για τον εξωτερικό κόσμο ως σύνολο χωρίς να δίνει ιδιαίτερη έμφαση στον άνθρωπο.

Η φιλοσοφική συζήτηση, με την αποδοχή των ριζωμάτων του Εμπεδοκλή και με τη γεωμετρική μελέτη του κύκλου και της σφαίρας, οδήγησε οριστικά στην αναχώρηση από την πρώιμη μυθολογία. Ο Πλάτων, περιγράφει το πλανητικό του σύστημα με την σφαιρική Γη να περιβάλλεται από ένα σφαιρικό στρώμα αέρα και γύρω του ένα στρώμα φωτιάς, μια καταρχήν παραδοχή της κατώτερης και ανώτερης ατμόσφαιρας.

Ο Αριστοτέλης, στηριζόμενος στο Πλατωνικό πλανητικό μοντέλο, δίδαξε ότι υπάρχει η φυσική κίνηση των σωμάτων ανάλογα με τη σύνθεσή τους, έτσι π.χ. το στοιχείο «γη» ακολουθεί την προς τα κάτω φυσική κίνηση αντί να είναι σε ακινησία, ενώ το στοιχείο «φωτιά» ακολουθεί την προς τα πάνω φυσική κίνηση, με τις έννοιες προς τα πάνω και προς τα κάτω να σημαίνουν ακτινικά από ένα κέντρο το οποίο θεωρείται να είναι η Γη. Η θεωρία αυτή, του Αριστοτέλη, είναι αποτέλεσμα της παρατήρησης της φύσης, με το γεγονός  ότι ένα κομμάτι γης κινείται προς τα κάτω, η φωτιά κινείται προς τα πάνω, χωρίς να χρειαστούν ιδιαίτερη ώθηση για την κίνησή τους προς τις κατευθύνσεις αυτές. Αναφέρεται στις φυσικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα τόσο στη Γη όσο και στην ατμόσφαιρά της, λέγοντας ότι, «ὁ δὴ περὶ τὴν γῆν ὅλος κόσμος ἐκ τούτων συνέστηκε τῶν σωμάτων»[28], όλος «ο περί την Γη κόσμος εκ τούτων των σωμάτων αποτελείται», προφανώς αναφερόμενος στα σώματα – στοιχεία «αήρ – πυρ – ύδωρ – γη», όπου αναφέρεται συνήθως σε δικές του παρατηρήσεις.

Μια τέτοια παρατήρησή του αφορά στον πλανήτη Δία για τον οποίο αναφέρει, «καὶ αὐτοὶ ἑωράκαμεν τὸν ἀστέρα τὸν τοῦ Διὸς τῶν ἐν τοῖς διδύμοις συνελθόντα τινὶ ἤδη καὶ ἀφανίσαντα»[29], ενώ συχνά κάνει λόγο για τη δυσκολία που συναντά στην προσπάθειά του να δώσει ασφαλείς απαντήσεις, λέγοντας ότι, «ἐπεὶ δὲ περὶ τῶν ἀφανῶν τῇ αἰσθήσει νομίζομεν ἱκανῶς ἀποδεδεῖχθαι κατὰ τὸν λόγον, ἐὰν εἰς τὸ δυνατὸν ἀναγάγωμεν»[30], δηλαδή, «νομίζω ότι θα έχουμε βρει την πιθανή επαρκή εξήγηση για όσα δεν μπορούμε να αντιληφθούμε αν αποδείξουμε την δυνατότητά τους».

Έχοντας ο Αριστοτέλης υπόψη του τη διεργασία που λαμβάνει χώρα κατά το σχηματισμό της ομίχλης, ως εμπειρικό δεδομένο για τη διατύπωση της θεωρίας του περί των «αναθυμιάσεων», εισάγει την έννοια της «διπλής αναθυμίασης» για να εξηγήσει την άποψή του σχετικά με τη διαστρωμάτωση της ατμόσφαιρας.

Το κατώτερο στρώμα αποτελεί την «υγρή και ψυχρή αναθυμίαση», προέρχεται από την εξάτμιση του υγρού στοιχείου και το χρησιμοποιεί για να εξηγήσει τα διάφορα μετεωρολογικά φαινόμενα.

Το πυρώδες ανώτατο στρώμα, αποτελεί την «ξηρή, αέρινη και καπνώδη αναθυμίαση», προέρχεται από την επίδραση του ηλίου πάνω στη γη, το θεωρεί να ανεβαίνει με τη φυσική κίνηση προς τα πάνω και το χρησιμοποιεί για να εξηγήσει διάφορα οπτικά φαινόμενα,  είναι αυτό το στρώμα που ονομάζει «υπέκκαυμα» και το περιγράφει στα μετεωρολογικά του ως «ξηρό και θερμό» αναφέροντας σχετικά ότι:

«ἀνώνυμον γὰρ τὸ κοινὸν ἐπὶ πάσης τῆς καπνώδους διακρίσεως· ὅμως δὲ διὰ τὸ μάλιστα πεφυκέναι τὸ τοιοῦτον ἐκκαίεσθαι τῶν σωμάτων οὕτως ἀναγκαῖον χρῆσθαι τοῖς ὀνόμασιν»[31], δηλαδή, «αυτό το υλικό το ονομάζουμε φωτιά, διότι αυτή η καπνογόνα αναθυμίαση δεν έχει όνομα, πρέπει να παραμείνουμε στον παραδοσιακό ορισμό, φωτιά, διότι αυτό το υλικό αναφλέγεται ευκολότερα».

Η μετεωρολογία του Αριστοτέλη είναι μια εφαρμογή της γενικής θεωρίας του «περί στοιχείων» σε ορισμένα μεμονωμένα προβλήματα που άπτονται των φυσικών ατμοσφαιρικών φαινομένων. Συνεπής στη θεωρία του για τις «δυο αναθυμιάσεις» και τη δημιουργία των ανέμων, περιγράφει το ανώτερο ατμοσφαιρικό στρώμα ως ξηρό και θερμό. Το ονομάζει «υπέκκαυμα» και θεωρεί την προς τα πάνω φυσική κίνησή του ως προσομοιάζουσα αυτής του πυρός, λέγοντας ότι, «φοράν ἐστιν τὸ θερμὸν καὶ ξηρόν, ὃ λέγομεν πῦρ, ὑπὸ δὲ ταύτην τὴν φύσιν ἀήρ. δεῖ δὴ νοῆσαι οἷον ὑπέκκαυμα τοῦτο ὃ νῦν εἴπομεν πῦρ περιτετάσθαι τῆς περὶ τὴν γῆν σφαίρας ἔσχατον», το υπέκκαυμα είναι θερμό και ξηρό και κινείται προς τα πάνω όπως το πυρ και αυτή είναι η φύση του αέρα στα έσχατα της γήινης ατμόσφαιρας.

Ο διαχωρισμός σε αέρα και φωτιά γίνεται αφενός υπό το πρίσμα της θεωρίας του περί της διπλής αναθυμιάσεως και αφετέρου από την ανάγκη να εξηγηθεί η φυσική κίνηση των στοιχείων. Η θεώρησή του αυτή, της φωτιάς ως το ανώτερο στρώμα, συνδέεται με τη θεωρία του περί της «φυσικής κινήσεως». Η διατύπωση περί την «διττή αναθυμίαση» είναι για τον Αριστοτέλη, αφενός μεν το θεμελιακό εκείνο φυσικό φαινόμενο με το οποίο μπορεί να εξηγεί ένα πλήθος φαινομένων αφετέρου δε αποτελεί τη συνέχεια της θεωρητικής του σύλληψης για το «πρώτο κινούν». Τα δυο αυτά συστατικά του «αέρα» της γήινης ατμόσφαιρας, η «υγρή αναθυμίαση» και η «ξηρή αναθυμίαση» λειτουργούν σε μια διαδικασία «μείξης» έτσι ώστε η μεν υπερβολή της ποσότητας της υγρής αναθυμίασης να οδηγεί στο σχηματισμό των κατακρημνισμάτων της βροχής και των άλλων υετών η δε υπερβολή της ξηρής αναθυμίασης να οδηγεί στη δημιουργία των ανέμων.

Στην προσπάθειά του να συμβιβάσει τις θεωρίες του περί της «φυσικής κίνησης» των στοιχείων και περί της «διπλής αναθυμιάσεως», προσδιορίζει επακριβώς την έννοια της κατώτερης και ανώτερης ατμόσφαιρας λέγοντας «γῆ καὶ ὕδωρ· περὶ δὲ ταῦτα καὶ ἐχόμενα τούτων, ἀήρ τε καὶ ὃ διὰ συνήθειαν καλοῦμεν πῦρ, οὐκ ἔστι δὲ πῦρ»[32] καθώς διατηρεί την έννοια της «φωτιάς» για το ανώτερο ατμοσφαιρικό στρώμα, «ὑπερβολὴ γὰρ θερμοῦ καὶ οἷον ζέσις ἐστὶ τὸ πῦρ. ἀλλὰ δεῖ νοῆσαι τοῦ λεγομένου ὑφ’ ἡμῶν ἀέρος τὸ μὲν περὶ τὴν γῆν οἷον ὑγρὸν καὶ θερμὸν εἶναι διὰ τὸ ἀτμίζειν τε καὶ ἀναθυμίασιν ἔχειν γῆς», όχι με την έννοια του «πυρός» αλλά με την έννοια του «αραιού και ξηρού αέρα»,

καθώς περιγράφει ότι γύρω από τη Γη και κοντά στο κέντρο υπάρχουν τα βαρύτερα και ψυχρότερα υλικά όπως είναι το χώμα και το νερό, μετά από αυτά είναι ο αέρας και αυτό που συνήθως ονομάζουμε φωτιά, το οποίο όμως δεν είναι φωτιά, διότι η πραγματική φωτιά είναι υπερβολική ζέστη και συγχρόνως βρασμός. Πρέπει να φανταστούμε ότι ένα μέρος αυτού που ονομάζουμε αέρα, ο οποίος περιβάλλει τη γη, είναι ένα υγρό και θερμό στοιχείο, επειδή είναι ατμώδες και εξαερώνεται από τη γη.  Στην παραπάνω ανάλυσή του ο Αριστοτέλης, πρέπει να δεχθούμε το γεγονός ότι, αναφέρεται στα διάφορα ατμοσφαιρικά στρώματα, συνεχίζοντας δε την περιγραφή του σχετικά με αυτή τη διαστρωμάτωση και στο ίδιο χωρίο αναφέρει ότι, «τὸ δὲ ὑπὲρ τοῦτο θερμὸν ἤδη καὶ ξηρόν. ἔστιν γὰρ ἀτμίδος μὲν φύσις ὑγρὸν καὶ θερμόν, ἀναθυμιάσεως δὲ θερμὸν καὶ ξηρόν· καὶ ἔστιν ἀτμὶς μὲν δυνάμει οἷον ὕδωρ, ἀναθυμίασις δὲ δυνάμει οἷον πῦρ. τοῦ μὲν οὖν ἐν τῷ ἄνω τόπῳ μὴ συνίστασθαι νέφη ταύτην ὑποληπτέον αἰτίαν εἶναι, ὅτι οὐκ ἔνεστιν ἀὴρ μόνον ἀλλὰ μᾶλλον οἷον πῦρ», από πάνω βρίσκεται ένα στρώμα που είναι θερμό και ξηρό. Ο ατμός από τη φύση του είναι υγρός και ψυχρός και μπορεί να μετατραπεί σε νερό.

Η αναθυμίαση είναι θερμή και ξηρή και μπορεί να μετατραπεί σε φωτιά. Το ότι δεν σχηματίζονται σύννεφα στον άνω χώρο οφείλεται στο ότι ο χώρος αυτός δεν περιέχει μόνο αέρα αλλά και ένα είδος φωτιάς. Ο Αριστοτέλης φαίνεται να «δανείζεται» την έννοια της θερμής αναθυμίασης από τον Αναξίμανδρο. Ο ίδιος την περιγράφει λέγοντας ότι, «οἱ δὲ σοφώτεροι τὴν ἀνθρωπίνην σοφίαν ποιοῦσιν αὐτῆς γένεσιν· εἶναι γὰρ τὸ πρῶτον ὑγρὸν ἅπαντα τὸν περὶ τὴν γῆν τόπον, ὑπὸ δὲ τοῦ ἡλίου ξηραινόμενον τὸ μὲν διατμίσαν πνεύματα καὶ τροπὰς ἡλίου καὶ σελήνης φασὶ ποιεῖν, τὸ δὲ λειφθὲν θάλατταν εἶναι· διὸ καὶ ἐλάττω γίγνεσθαι ξηραινομένην οἴονται, καὶ τέλος ἔσεσθαί ποτε πᾶσαν ξηράν»[33], οι στοχαστές οι οποίοι διαφορετικά απ’ ότι ο Ησίοδος προσπάθησαν να εξηγήσουν το φυσικό γίγνεσθαι, μόνο με ανθρώπινη σοφία, δέχθηκαν ότι η κοσμική θάλασσα δημιουργήθηκε. Αρχικά όλη η Γη ήταν υγρή, έπειτα στέγνωσε από την Ήλιο, το ένα μέρος της υγρασίας  αυτής εξαερώθηκε και παρήγαγε τους ανέμους και την τροφή για τον Ήλιο και τη Σελήνη ενώ ότι επέμεινε είναι η θάλασσα. Για το λόγο αυτό πιστεύουν ότι η θάλασσα ολοένα λιγοστεύει καθώς στεγνώνει και τέλος σιγά-σιγά θα ξηραθεί εντελώς.  Απορρίπτοντας αυτές τις θεωρίες παρά το γεγονός ότι απετέλεσαν τη βάση για τη δική του θεωρία της «ξηρής αναθυμίασης», ο Αριστοτέλης επινοεί την εξηγητική αρχή της «διττής αναθυμίασης», ως φυσικό θεμελιακό φαινόμενο, για να εξηγήσει όλα τα ατμοσφαιρικά φαινόμενα. Από απλές παρατηρήσεις της φύσης στη βάση εμπειρικών δεδομένων, όπως για παράδειγμα είναι η διαδικασία σχηματισμού της ομίχλης, ο Αριστοτέλης οδηγήθηκε στη θεωρία της διπλής αναθυμίασης.

Έτσι η υγρή-ψυχρή αναθυμίαση αποτελεί το φαινόμενο της εξάτμισης του νερού με συνέπεια το σχηματισμό των νεφών και των διάφορων υετών, ενώ η ξηρή-θερμή αναθυμίαση αποτελεί το φαινόμενο του διαχωρισμού του πύρινου στοιχείου από τη Γη με συνέπεια το σχηματισμό του ανώτερου ατμοσφαιρικού στρώματος, του «υπεκκαύματος», με τη βοήθεια του οποίου εξηγεί σειρά φαινομένων όπως: οι καινοφανείς αστέρες (novae), οι διάττοντες αστέρες (μετέωρα και μετεωρίτες), τους κεραυνούς, τους κομήτες και τον γαλαξία.

Ονομάζει ο Αριστοτέλης «ατμόσφαιρα», «περὶ δὲ τοῦ τῇ θέσει μὲν δευτέρου τόπου μετὰ τοῦτον, πρώτου δὲ περὶ τὴν γῆν, λέγωμεν· οὗτος γὰρ κοινὸς ὕδατός τε τόπος καὶ ἀέρος καὶ τῶν συμβαινόντων περὶ τὴν ἄνω γένεσιν αὐτοῦ»[34], την περιοχή την κοινή του αέρα και του νερού και πραγματεύεται, αφενός μεν τα φαινόμενα που συνδέονται άμεσα με το υγρό στοιχείο, όπως είναι η δημιουργία των νεφών και οι πάσης φύσεως υετοί καθώς και οι βασικοί άνεμοι σε σχέση με τα ποτάμια και τη θάλασσα, αφετέρου δε τα κατ’ εξοχήν ατμοσφαιρικά φαινόμενα, όπως είναι τα ηλεκτρικά φαινόμενα, οι ανεμοστρόβιλοι και οι σίφωνες, η άλως και το ουράνιο τόξο και εξηγεί γενικά σωστά κάθε τύπο υετού καθώς περιγράφει ότι, «ἔστι δ’ ἡ μὲν ἐξ ὕδατος ἀναθυμίασις ἀτμίς, ἡ δ’ ἐξ ἀέρος εἰς ὕδωρ νέφος· ὁμίχλη δὲ νεφέλης περίττωμα τῆς εἰς ὕδωρ συγκρίσεως» ατμός είναι η εξάτμιση του νερού, σύννεφο είναι η συμπύκνωση του αέρα σε νερό και ότι απομένει από αυτή τη μεταβολή σε νερό είναι ομίχλη, «γίγνεται δὲ κύκλος οὗτος μιμούμενος τὸν τοῦ ἡλίου κύκλον· ἅμα γὰρ ἐκεῖνος εἰς τὰ πλάγια μεταβάλλει καὶ οὗτος ἄνω καὶ κάτω» ο φυσικός αυτός κύκλος καθορίζεται από την ηλιακή τροχιά, έτσι όταν ο ήλιος είναι κοντά ο ατμός δημιουργεί ρεύμα προς τα πάνω σχηματίζοντας τα σύννεφα.

Όταν ο ήλιος απομακρυνθεί το ρεύμα αυτό οδεύει προς τα κάτω, «εἴπερ ᾐνίττοντο τὸν ὠκεανὸν οἱ πρότερον, τάχ’ ἂν τοῦτον τὸν ποταμὸν λέγοιεν τὸν κύκλῳ ῥέοντα περὶ τὴν γῆν»[35] η έννοια της κοσμικής θάλασσας των παλαιότερων είναι αυτό το ρεύμα ατμού που περιβάλλει τη γη και προσθέτει ότι, «ἐκ δὲ τοῦ καθ’ ἡμέραν ἀτμίζοντος ὅσον ἂν μὴ μετεωρισθῇ δι’ ὀλιγότητα τοῦ ἀνάγοντος αὐτὸ πυρὸς πρὸς τὸ ἀναγόμενον ὕδωρ, πάλιν καταφερόμενον ὅταν ψυχθῇ νύκτωρ, καλεῖται δρόσος καὶ πάχνη».

Συνεπώς, θεωρεί πως ότι εξατμίζεται τη μέρα και λόγω χαμηλής θερμοκρασίας δε φέρεται προς τα πάνω, γίνεται με τη νυχτερινή δροσιά πάγος ή πάχνη όταν ο ατμός παγώνει, όταν επικρατεί καιρός αίθριος σχηματίζεται πάγος, όταν ο καιρός είναι ομιχλώδης σχηματίζεται πάχνη, η βροχή δημιουργείται όταν ελαττωθεί η θερμοκρασία μεγάλης μάζας ατμού, ενώ όταν κάνει κρύο αντί για βροχή σχηματίζεται χιόνι.

 

 

Βιβλιογραφία

ΑΓΑΘΗΜΕΡΟΣ, Περί Ερατοσθένη.

ΑΝΔΡΙΟΠΟΥΛΟΣ, Δ.Ζ., (2003), Αιτιότητα, 3^η έκδοση, Εκδόσεις Παπαδήμας, Αθήνα.

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ, Μετά τα Φυσικά.

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ, Μετεωρολογικά.

ΑΕΤΙΟΣ, Περί αρεσκόντων τοις φιλοσόφοις φυσικών δογμάτων ξυναγωγή.

ΑΥΓΟΥΣΤΙΝΟΣ, VIII, 2

ΓΕΩΡΓΟΥΛΗΣ, Κ.Δ., (2000), «Ιστορία της Ελληνικής Φιλοσοφίας», 3^η έκδοση, Εκδόσεις

Παπαδήμας, Αθήνα.

CICERO, De Natura Deorum.

ΕΠΙΜΕΝΙΔΗΣ, Θεογονία.

ΕΜΠΕΔΟΚΛΗΣ, Αποσπάσματα.

ΖΑΜΠΑΚΑΣ, Ι.Ζ., (1981), Γενική Κλιματολογία, Έκδοση Πανεπιστημίου Αθηνών, Αθήνα.

ΗΣΙΟΔΟΣ, Θεογονία.

ΘΕΟΦΡΑΣΤΟΣ, Φυσικά Έργα.

ΙΠΠΟΚΡΑΤΗΣ, Περί ανέμων, υδάτων, τόπων.

ΙΠΠΟΛΥΤΟΣ, Έλεγχος κατά παντών των αιρέσεων.

ΚΑΡΑΠΙΠΕΡΗΣ, Λ., Περιοδικότης των μετεωρολογικών στοιχείων, Υπομνήματα

Αστεροσκοπείου Αθηνών, Σειρά ΙΙ, Νο. 3

ΚΑΤΕΡΕΛΟΣ, Ι.Δ., (2003), Δυναμική των Κοινωνικών Αναπαραστάσεων, β’ έκδοση,

Εκδόσεις Οδυσσέας, Αθήνα.

ΚΛΗΜΗΣ ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΥΣ, Στρώματα.

ΟΜΗΡΟΣ,  «Ιλίάδα»

ΠΑΠΑΣΤΑΜΟΥ, Σ., (1995), Κοινωνικές Αναπαραστάσεις, Εκδόσεις Οδυσσέας, Αθήνα.

ΠΛΟΥΤΑΡΧΟΣ, Στρωματείς.

ΡΗΓΑΣ ΒΕΛΕΣΤΙΝΛΗΣ ΘΕΤΤΑΛΟΣ, (1970), Φυσικής Απάνθισμα, Εκδόσεις ΤΡΑΤΙΝΕΡ,

Βιέννη.

ΣΙΜΠΛΙΚΙΟΣ, Εις Φυσικά.

ΣΠΑΝΔΑΓΟΣ, Ε., (1999), Οι Φυσικοί Επιστήμονες της Αρχαίας Ελλάδος, Εκδόσεις Αίθρα,

Αθήνα.

ΣΥΓΚΟΛΛΙΤΟΥ, Ε., (1997), Περιβαλλοντική Ψυχολογία, β’ έκδοση, Εκδόσεις Ελληνικά

Γράμματα, Αθήνα.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DIMITRIS C. BOTSAKIS

Physicist – PhD Social Theory and Research

The cosmological “air”

ABSTUCT

The precursor ancient Greek thought both Homeric and Hesiodic and post-Hesiodic kosmolonias with mythical and theological reason, using and reproducing the vernacular – simplistic conception of the “world”, says the “air” as one of the original elements of creation, as one of the elements of the first principle. The air of Anaximenes as original form which is converted to other components without changing the same recommendation and change its density is undoubtedly the approach to change the physical state of the body. Empedocles discovers that atmospheric air is a material substance, visible, which is not determined by the space or the mist, while Aristotle’s meteorology is an application of the general theory of “information on” some isolated problems related natural atmospheric phenomena.

 

[1] ΟΜΗΡΟΣ, Ιλίάδα, Ξ, 288

[2] ΗΣΙΟΔΟΣ, Θεογονία, 116-125

[3] ΗΣΙΟΔΟΣ, Θεογονία, 700-704

[4] ΗΣΙΟΔΟΣ., Θεογονία, 742-745

[5] ΕΠΙΜΕΝΙΔΗΣ, Θεογονία

[6] ΠΛΟΥΤΑΡΧΟΣ, Στρωματείς, 2

[7] ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ, Μετά τα Φυσικά, Βιβλίο  Α΄, 3

[8] ΣΙΜΠΛΙΚΙΟΣ, εις Φυσικά,  24-26

[9] ΙΠΠΟΛΥΤΟΣ, Ι, 7, 1

[10] ΠΛΟΥΤΑΡΧΟΣ, Στρωματείς, 3

[11]ΑΕΤΙΟΣ 1, 3, 4

[12] CICERO, De Natura Deorum, I, 26

[13] AETIOS, Ι,7,13

[14] ΑΥΓΟΥΣΤΙΝΟΣ, VIII, 2

[15] ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ, 294, 21

[16] ΕΜΠΕΔΟΚΛΗΣ, απόσπασμα 17

[17] ΣΙΜΠΛΙΚΙΟΣ, εις Φυσικά, 157, 25, 249

[18] ΚΛΗΜΗΣ ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΥΣ, Στρώματα, 5, 48

[19] Ο.Π.

[20] ΕΜΠΕΔΟΚΛΗΣ, απόσπασμα 78

[21] ΕΜΠΕΔΟΚΛΗΣ, απόσπασμα 100

[22] ΣΙΜΠΛΙΚΙΟΣ, εις Φυσικά, 155,31

[23] ΣΙΜΠΛΙΚΙΟΣ, εις Φυσικά, 179,3

[24] ΣΙΜΠΛΙΚΙΟΣ, εις Φυσικά, 153,19

[25] ΣΙΜΠΛΙΚΙΟΣ, εις Φυσικά, 153, 20

[26] ΘΕΟΦΡΑΣΤΟΣ, Φυσικά Έργα, απόσπασμα 2

[27] ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ, Μετεωρολογικά, 335α , 21

[28] ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ, Μετεωρολογικά,  339α, 19

[29] ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ, Μετεωρολογικά, 343β, 30

[30] ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ, Μετεωρολογικά, 344α, 6

[31] ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ, Μετεωρολογικά, 341β, 14-18

[32] ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ, Μετεωρολογικά, 340β

[33] ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ, Μετεωρολογικά, 353β

[34] ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ, Μετεωρολογικά, 346β

[35] ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ, Μετεωρολογικά, 347α

 

 

1. ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΣΕΝΑΡΙΟΥ 

1.1.      ΤΙΤΛΟΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ

Μελέτη της ταλάντωσης στο απλό εκκρεμές – Μελέτη της εξάρτησης της περιόδου του απλού εκκρεμούς, αφενός από τη μάζα και το μήκος του και αφετέρου από την επιτάχυνση της βαρύτητας. – Μέτρηση της επιτάχυνσης της βαρύτητας στη Γη, τη Σελήνη, τον Δία και σε άγνωστο πλανήτη Χ.

1.2.      ΕΜΠΛΕΚΟΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΤΙΚΕΣ  ΠΕΡΙΟΧΕΣ

Φυσική: Μηχανική

1.3.      ΤΑΞΕΙΣ ΣΤΙΣ ΟΠΟΙΕΣ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΑΠΕΥΘΥΝΕΤΑΙ

Φυσική Γενικής Παιδείας Β΄’ τάξης Λυκείου

1.4.      ΣΥΜΒΑΤΟΤΗΤΑ ΜΕ ΤΟ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ

Στο Α.Π. Φυσικής Β΄ Λυκείου δεν προβλέπεται η διδασκαλία της ενότητας: «Ταλαντώσεις», αλλά προτείνετε η εργαστηριακή άσκηση μέτρησης της έντασης του πεδίου βαρύτητας, με χρήση του απλού εκκρεμούς. Το προτεινόμενο διδακτικό σενάριο έχει ως πυρήνα δυο (2) Φύλλα Εργασίας τα οποία ακολουθούν το πρότυπο: «Πρόβλεψη, Επιβεβαίωση, Συμπέρασμα». Αυτή η οργάνωση της μαθησιακής διαδικασίας είναι κατάλληλη και σε άλλες γνωστικές περιοχές.

• ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ & ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΗ ΥΛΙΚΟΤΕΧΝΙΚΗ ΥΠΟΔΟΜΗ

Εφόσον οι μαθητές εργαστούν σε ομάδες 2-3 ατόμων απαιτείται κατάλληλος αριθμός Η/Υ και το μάθημα μπορεί να γίνει στην αίθουσα πληροφορικής. Εναλλακτικά, για εργασία σε ομάδες 3-4 ατόμων απαιτείται κατάλληλος αριθμός Laptop, ενώ το μάθημα μπορεί να γίνει επίσης με όλη την τάξη, στην αίθουσα διδασκαλίας με έναν υπολογιστή και ένα βιντεο-προβολέα.

Λογισμικό: PheT

Ο διδάσκων μπορεί επίσης να σχεδιάσει δικές του εφαρμογές ή να αναζητήσει έτοιμες εφαρμογές Interactive Physics (IP) στο διαδίκτυο.

1.6.      ΔΙΔΑΚΤΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ

α.     Γενικότεροι διδακτικοί στόχοι

Οι μαθητές να

1. εξοικειωθούν με τη διαδικασία «Πρόβλεψη, Επιβεβαίωση, Συμπέρασμα»,
2. αξιοποιούν αναπαραστάσεις
3. κατασκευάζουν και ερμηνεύουν διαγράμματα βγάζοντας συμπεράσματα από αυτά.

β.     Ειδικότεροι διδακτικοί στόχοι

Οι μαθητές να

1. αναγνωρίζουν την ταλάντωση ως ένα φυσικό φαινόμενο και να διακρίνουν τον «κινητικό» από τον «δυναμικό» όρο της έννοιας «ενέργεια ταλάντωσης»,
2. συνδυάζουν την εξέλιξη του φαινομένου μέσα από τις ενεργειακές μετατροπές
3. κατανοούν τη σχέση της περιόδου με τη σταθερά D της ταλάντωσης,
4. χρησιμοποιούν τη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας ως παράγοντα ταλάντωσης σταθερού πλάτους.
5. συμπεράνουν ότι η ταλάντωση δε διατηρεί σταθερό πλάτος όταν υπάρχουν τριβές ή αντιστάσεις του αέρα.
6. συμπεράνουν ότι η περίοδος είναι ανεξάρτητη της μάζας του εκκρεμούς αλλά εξαρτάται από το μήκος του νήματος και από την ένταση του πεδίου βαρύτητας.
7. συνδυάζουν τη μείωση της μηχανικής ενέργειας με το έργο μη συντηρητικών δυνάμεων, όπως π.χ. η αντίσταση του αέρα.
8. συμπεραίνουν ότι ολική ενέργεια διατηρείται πάντα σε αντιδιαστολή με τη μηχανική ενέργεια που δεν διατηρείται πάντα.

1.7.      ΕΚΤΙΜΩΜΕΝΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ

Δυο  (2) διδακτικές ώρες για την εφαρμογή ενός φύλλου εργασίας στην τάξη.

2. ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ

Η ταλάντωση αποτελεί μια πολύ σημαντική ενότητα της φυσικής, κυρίως στην επόμενη τάξη. Στην τάξη αναφοράς μας οι απαιτήσεις του ΑΠ εστιάζονται στην μέτρηση της έντασης της βαρύτητας μέσω της ταλάντωσης του απλού εκκρεμούς. Πριν τη διδασκαλία της οι μαθητές της Β’ τάξης Λυκείου έχουν ήδη διδαχθεί την έννοια της περιόδου. Τις έννοιες της δυναμικής και της κινητικής ενέργειας, καθώς και τη διατήρηση της ενέργειας και τις μετατροπές της, έχουν διδαχθεί στην Α΄ Λυκείου. Ο διδάσκων συναντά αρκετά μαθησιακά εμπόδια (εναλλακτικές ιδέες μαθητών) στην προσπάθειά του να επιτύχει τους διδακτικούς στόχους αυτής της ενότητας.

Ενεργητικές μαθησιακές διαδικασίες, οι οποίες βασίζονται στην πειραματική εργασία, στη γνωστική σύγκρουση, στην εφαρμογή συνεργατικής εργασίας με κατάλληλα λογισμικά κ.α. ενεργοποιούν περισσότερες γνωστικές δεξιότητες των μαθητών, κάτι που αυξάνει τις πιθανότητες επιτυχίας της διδασκαλίας, δηλαδή η τελική άποψη των μαθητών να είναι σύμφωνη με την επιστημονικά αποδεκτή.

Στο πλαίσιο αυτό, η αξιοποίηση των δυνατοτήτων που προσφέρουν οι ΤΠΕ και ιδιαίτερα οι προσομοιώσεις στην ανάπτυξη διδασκαλιών, παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον.

2.1.      ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΕΙΣ ΠΟΥ ΠΡΟΤΕΙΝΟΥΝ ΤΑ ΣΧΟΛΙΚΑ ΒΙΒΛΙΑ

Τα σχολικό βιβλίο που χρησιμοποιήθηκε τα τελευταία χρόνια για τη διδασκαλία της Φυσικής Β’ τάξης Λυκείου προσπαθεί να προσεγγίσει τη γραμμική αρμονική ταλάντωση μέσω στατικών εικόνων (που αναφέρονται σε υποθετικά πειράματα). Προτείνετε η χρήση ΤΠΕ για τη μέτρηση του g καθώς εκτός από το Γήινο μπορούν οι μαθητές να μετρήσουν την ένταση του πεδίου στη Σελήνη, τον Δία και σε άγνωστο πλανήτη Χ.

2.2.      ΤΟ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟ ΣΕΝΑΡΙΟ

Η προτεινόμενη οργάνωση της διδασκαλίας:

• Ακολουθεί σε γενικές γραμμές τη διάταξη της ύλης όπως είναι στο σχολικό βιβλίο. Οι δραστηριότητες που προτείνονται στους μαθητές είναι περίπου ίδιες με αυτές του σχολικού βιβλίου.
• Έχει ως πυρήνα δυο φύλλα εργασίας στα οποία ο μαθητής καθοδηγούμενος, εκφράζει της αντιλήψεις του, υποθέτει, παρατηρεί, μελετά και συμπεραίνει. Το πλεονέκτημα είναι ότι η πληροφόρηση παρέχεται με εποπτικό τρόπο μέσω προσομοιώσεων και πολλαπλών αναπαραστάσεων.

Το φύλλο εργασίας αποτελείται από 2 δραστηριότητες. Σε κάθε δραστηριότητα ακολουθείται το πρότυπο «Πρόβλεψη, Επιβεβαίωση, Συμπέρασμα».

Η 1^η δραστηριότητα στοχεύει στην ανάδειξη των αρχικών απόψεων-εναλλακτικών ιδεών των μαθητών και στην αναδόμηση ή τη συμπλήρωση των αρχικών απόψεων των μαθητών και στη διατύπωση με ακρίβεια της γνώσης που ανακαλύφθηκε.

Η 2^η δραστηριότητα είναι εφαρμογή των νέων γνώσεων, ώστε οι μαθητές να εξετάσουν αν οι νέες απόψεις παρέχουν επαρκέστερες των δικών τους ερμηνείες των φυσικών φαινομένων και στοχεύει στη σύνδεση με άλλες γνωστικές περιοχές και στην προετοιμασία για την εισαγωγή νέων γνώσεων.

Το φύλλο εργασίας: Μέτρηση της Περιόδου Τ

Δραστηριότητα 1^η

Επιδιώκουμε να διατυπωθούν οι απόψεις των μαθητών για το φαινόμενο της ταλάντωσης του απλού εκκρεμούς και να αναδειχθούν πιθανές εναλλακτικές ιδέες τους που αφορούν την ενέργεια ταλάντωσης και την εξάρτηση της περιόδου από το μήκος ή τη μάζα. του εκκρεμούς αλλά και από την ένταση του πεδίου βαρύτητας. Δε γίνεται συζήτηση για το ποιες απόψεις είναι σωστές ή λάθος. Αυτή η κρίση θα προκύψει από τη συζήτηση στη 2^η δραστηριότητα.

Δραστηριότητα 2^η

Από τη συζήτηση των μαθητών τόσο μέσα σε κάθε ομάδα όσο και στο σύνολο της τάξης, επιδιώκουμε να εξαχθούν συμπεράσματα που αφορούν τον τρόπο με τον οποίο μεταβάλλεται η κινητική και η δυναμική ενέργεια στην ταλάντωση καθώς και για τη διατήρηση του αθροίσματός τους. Δίνεται έμφαση στο γεγονός ότι κατά τη φορά της κίνησης του εκκρεμούς δρα μόνο συνιστώσα του βάρους του. Επισημαίνεται ότι η σπουδαιότητα της μηχανικής ενέργειας συνδέεται με τη διατήρησή της, σε αντιδιαστολή με τον κινητικό και το δυναμικό όρο οι οποίοι συνεχώς μεταβάλλονται.

3. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Φυσική Β΄ τάξης Γενικού Λυκείου, έκδοση ΟΕΔΒ., Αθήνα 2010

Φυσική Β΄ τάξης Γενικού Λυκείου – Βιβλίο Καθηγητή, έκδοση ΟΕΔΒ, Αθήνα 2010

Κουλαϊδής Β.: (1995) Αναπαραστάσεις του φυσικού κόσμου, Εκδόσεις Gutenberg

Κόκκοτας Π.:(2000) (Επιμ.) Διδακτικές προσεγγίσεις στις φυσικές επιστήμες – Σύγχρονοι προβηματισμοί, εκδόσεις τυπωθήτω.

Πατάπης Σ.: (1995) Μεθοδολογία της διδασκαλίας της Φυσικής Β΄ Έκδοση

Arons A.B.: (1992) Οδηγός διδασκαλίας της Φυσικής – Μετάφραση Βαλαδάκη Α., Εκδόσεις Τροχαλία.

Driver R., Squires A., Rushworth P., Wood-Robinson V.: (1999) Οικοδομώντας τις έννοιες των Φυσικών Επιστημών – Μια παγκόσμια σύνοψη των ιδεών των μαθητών Επιμ. Π. Κόκκοτας, Μετ. Μ. Χατζή, Εκδόσεις τυπωθήτω.

ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΠΕΔΙΟΥ ΒΑΡΥΤΗΤΑΣ g

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

• Δραστηριότητα 1^η

Στο σχήμα φαίνεται το απλό εκκρεμές, δηλαδή μια μικρή σφαίρα μάζας m  που κρέμεται από  νήμα μήκους L και ισορροπεί με το νήμα στην κατακόρυφη θέση Ο. Αν εκτρέψουμε τη σφαίρα κατά μια γωνία φο, έστω 30^ο, με το νήμα τεντωμένο (θέση Σ) και το αφήσουμε ελεύθερο αυτή θα εκτελέσει «παλινδρομική» κίνηση διαδοχικά από τα σημεία Α (ακραία θέση), Ο (κατώτερη θέση) και Β (ακραία θέση). Μια τέτοια κίνηση ονομάζεται ταλάντωση. Θεωρούμε ότι δεν υπάρχει αντίσταση αέρα και μετράμε το χρόνο της επανάληψης του φαινομένου (Α-Ο-Β-Ο-Α) την οποία ονομάζουμε περίοδο Τ της ταλάντωσης, για συγκεκριμένα μάζα και μήκος.

 

Πρόβλεψη ü  Διατηρώ σταθερό τα μήκος και αλλάζω τη μάζα του σώματος (διπλάσια – τριπλάσια κλπ, ) οπότε η περίοδος Τ …………………..………………………..…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ü  Διατηρώ σταθερή τη μάζα του σώματος και αλλάζω το μήκος του νήματος (διπλάσιο – τριπλάσιο κλπ.) οπότε η περίοδος Τ …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. Αιτιολογήστε τις απόψεις σας: …………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

 

Πειραματισμός και επιβεβαίωση (στο περιβάλλον του προγράμματος)

Ανοίξτε το αρχείο phet-pendulum-lab. για να τρέξει η εφαρμογή. Επιλέξτε μάζα 0,1kg και μήκος 0,5m. Επιλέξτε χρονόμετρο φωτοπύλης, εκκρεμές 1 και πατήστε το κουμπί ξεκίνημα. Εκτρέψτε το σώμα σε γωνία 30^ο και κάντε  κλικ στο κουμπί  σταμάτημα-ξεκίνημα. Καταγράψτε τη μέτρηση της περιόδου Τ στο χρονόμετρο. Διατηρείστε σταθερή τη μάζα και μετρήστε με το χρονόμετρο την περίοδο Τ, για μήκος 0,5m, 1m, 1,5m και 2m. Συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα Ι. Επαναλάβετε τη μέτρηση της περιόδου με σταθερή γωνία 30^ο, σταθερό μήκος 1m, για μάζα 0.5kg, 1kg, 1,5kg, 2kg και συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα ΙΙ.

ΠΙΝΑΚΑΣ Ι                                                                                      ΠΙΝΑΚΑΣ ΙΙ

Γωνία φο	Μάζα m	Μήκος L	Περίοδος Τ		Γωνία φο	Μάζα m	Μήκος  L	Περίοδος Τ
30ο	0,1kg	0,5m			30ο	0,5kg	1m
30ο	0,1kg	1m			30ο	1kg	1m
30ο	0,1kg	1,5m			30ο	1,5kg	1m
30ο	0,1kg	2m			30ο	2kg	1m

 

Διατυπώστε τα συμπεράσματά σας. …………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

• Δραστηριότητα 2^η

Προκειμένου να υπολογίσουμε την ένταση της βαρύτητας μετράμε την περίοδο Τ του εκκρεμούς για σταθερή  γωνία και μάζα, αλλάζοντας το μήκος του εκκρεμούς. Επιλέξτε Γη στο πράσινο πλαίσιο. Για σταθερή γωνία φο=30^ο και μάζα m=0.5kg, επαναλάβετε την προηγούμενη διαδικασία για διάφορα μήκη και καταγράψτε τις μετρήσεις στον αντίστοιχο πίνακα. Επιλέξτε διαδοχικά Σελήνη, Δίας και Πλανήτης Χ για να μετρήσετε την περίοδο σε αυτά τα πεδία βαρύτητας, συμπληρώνοντας τους αντίστοιχους πίνακες.

 

ΓΗ                                                                     ΣΕΛΗΝΗ

Γωνία φο	Μάζα m	Μήκος L	Περίοδος  Τ (sec)		Γωνία φο	Μάζα m	Μήκος  L	Περίοδος Τ (sec)
30ο	0,5kg	0,5m			30ο	0,5kg	0,5m
30ο	0,5kg	1m			30ο	0,5kg	1m
30ο	0,5kg	1,5m			30ο	0,5kg	1,5m
30ο	0,5kg	2m			30ο	0,5kg	2m
30ο	0,5kg	2,5m			30ο	0,5kg	2,5m

 

ΔΙΑΣ                                                                  ΠΛΑΝΗΤΗΣ Χ

Γωνία φο	Μάζα m	Μήκος  L	Περίοδος Τ (sec)		Γωνία φο	Μάζα m	Μήκος  L	Περίοδος Τ (sec)
30ο	0,5kg	0,5m			30ο	0,5kg	0,5m
30ο	0,5kg	1m			30ο	0,5kg	1m
30ο	0,5kg	1,5m			30ο	0,5kg	1,5m
30ο	0,5kg	2m			30ο	0,5kg	2m
30ο	0,5kg	2,5m			30ο	0,5kg	2,5m

 

ΦΥΛΛΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ

(παραδοτέο από τους μαθητές)

Σε χαρτί μιλιμετρέ κάνε τις γραφικές παραστάσεις =f(L), του τετραγώνου της περιόδου  ως προς το μήκος του εκκρεμούς. Η κλίση της καμπύλης που θα προκύψει είναι το κλάσμα k=  .

Από την κλίση της καμπύλης για κάθε πλανήτη, υπολόγισε την ένταση του πεδίου βαρύτητάς του.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Αν και δεν υπάρχει κανένα καθιερωμένο πρωτόκολλο ή στρατηγική χρήσης της διερευνητικής μεθόδου μάθησης και διδασκαλίας, θεωρείται ωστόσο ως βασικό της στοιχείο η εκκίνηση από μια ερώτηση που μπορεί να τεθεί είτε από τον μαθητή είτε από τον καθηγητή.

Εδώ πρέπει να επισημάνουμε ότι η ερώτηση πρέπει να έχει επιστημονικό χαρακτήρα όπως αυτός πρώτα διαμορφώθηκε από τον Αριστοτέλη. Αυτό είναι το χαρακτηριστικό σημείο που διαφοροποιεί την διερευνητική μέθοδο από την μαιευτική του Σωκράτη (Πλατωνική μέθοδος).

Ο Αριστοτέλης καθόρισε τις βασικές αρχές των Φυσικών Επιστημών και για το λόγο αυτόν θεωρείται ως ο πατέρας των Φυσικών Επιστημών:

• χρησιμοποιούμε μόνο «μετρήσιμα μεγέθη / έννοιες»
• η «αλήθεια» και το «σωστό» είναι «μόνο» αυτό που «συμβαίνει / παρατηρείται / μετριέται» στη φύση.

Αυτό ακριβώς το σημείο καθιστά προφανές ότι οι Φυσικές Επιστήμες είναι το κατεξοχήν αντικείμενο όπου η μέθοδος της διερευνητικής διδασκαλίας και μάθησης μπορεί να δείξει όλη της την αποτελεσματικότητα. Εκτός από το σημείο της διατήρησης της όλης αναζήτησης μέσω ερωτήσεων και απαντήσεων μέσα στο πλαίσιο του επιστημονικού παραδείγματος, ο καθηγητής οφείλει να διαμορφώνει τη συμπεριφορά του και τις παρεμβάσεις του στο να υποκινεί τη συμμετοχή των μαθητών του.

Ο καθηγητής πρέπει να έχει πολύ καλή γνώση τόσο του αντικειμένου του όσο και της διερευνητικής μεθοδολογίας για να καταφέρνει να επιβλέπει/επιτυγχάνει μια παραγωγική διερευνητική διδασκαλία.

Πειράματα επίδειξης μπορεί να χρησιμοποιεί τόσο η δασκαλοκεντρική όσο και η διερευνητική μέθοδος διδασκαλίας.

Η ουσιαστική διαφορά έγκειται στη συμμετοχή των μαθητών στην αναζήτηση. Αυτή η συμμετοχή μπορεί να είναι πραγματική μέσα από την εκτέλεση των πειραμάτων από τους ίδιους τους μαθητές ή στην περίπτωση δύσκολων/επικίνδυνων πειραμάτων οι μαθητές υποδεικνύουν στον καθηγητή τις πειραματικές κινήσεις.

Οι πολυάριθμες προσομοιώσεις πειραματικών/φυσικών φαινομένων διευκολύνουν τη διερευνητική μεθοδολογία επειδή δεν χρειάζεται πλέον οι μαθητές να υποδεικνύουν τις πειραματικές κινήσεις στον καθηγητή αλλά να τις κάνουν οι ίδιοι στον υπολογιστή τους και να βλέπουν άμεσα το αποτέλεσμα.

Για τη διευκόλυνση των καθηγητών στη χρήση της διερευνητικής μεθόδου έχουν προταθεί διάφορα διδακτικά μοντέλα με συγκεκριμένα περιγράμματα.

 

ΔΙΕΡΕΥΝΗΤΙΚΑ ΔΙΔΑΚΤΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ

 

Τίτλος του διδακτικού πρότυπου	Μοντέλο καθοδηγούμενης έρευνας(Guided Research Model)
Φάση 1: Ανάδειξη φαινομένου σε πρόβλημα	Παρουσίαση Ο καθηγητής παρουσιάζει την έννοια / πρόβλημα / θεωρία για συζήτηση και εναλλακτικές θεωρίες ή ιδέες. Συζήτηση Ο καθηγητής συζητά με τους μαθητές για την έννοια  / πρόβλημα  / θεωρία και για τις εναλλακτικές θεωρίες ή ιδέες.
Φάση 2: Προτάσεις για αντιμετώπιση του προβλήματος	Επιστημονική πρόβλεψη Οι μαθητές κάνουν υποθέσεις, προβλέψεις και προτάσεις για αντιμετώπιση του προβλήματος.
Φάση 3: Εφαρμογή μιας πρότασης	Εγκατάσταση του πειράματος Οι μαθητές φτιάχνουν το πείραμα με την υποστήριξη  / καθοδήγηση του καθηγητή. Μέτρηση – Καταγραφή Οι μαθητές κάνουν μετρήσεις και καταγράφουν τα ευρήματά τους.
Φάση 4: Θεωριτικοποίηση ευρημάτων	Σύγκριση ευρημάτων με πρόβλεψηΟι μαθητές συγκρίνουν τα αποτελέσματα με την πρόβλεψή τους. Ο καθηγητής διευκολύνει τη διαδικασία. Συζήτηση Συζήτηση των θεωρητικών ζητημάτων / θεμάτων που προκύπτουν από τις πειραματικές δραστηριότητες
Φάση 5:Παγίωση	Συζητήσεις, ασκήσεις και εργασίεςΟ καθηγητής κάνει ερωτήσεις και αναθέτει ασκήσεις και εργασίες με σκοπό την παγίωση της αποκτηθείσας γνώσης

 

 

 

 

 

 

 

Τίτλος του διδακτικού πρότυπου	Μοντέλο διερευνητικής διδασκαλίας(Inquiry Based Teaching)
Φάση 1: Δραστηριότητες εκμαίευσης ερωτήσεων	Ανάδειξη περιέργειας Ο καθηγητής προσπαθεί να τραβήξει την προσοχή των μαθητών παρουσιάζοντάς τους κατάλληλα υλικά. Καθορισμός ερωτήσεων από υπάρχουσα γνώση Οι μαθητές ασχολούνται με επιστημονικές ερωτήσεις που βάζει ο καθηγητής.
Φάση 2: Ενεργός έρευνα	Προτείνουν προκαταρκτικές υποθέσεις Οι μαθητές προτείνουν πιθανές υποθέσεις /εξηγήσεις στις ερωτήσεις που αναδείχτηκαν στην προηγούμενη φάση. Ο καθηγητής καταγράφει τυχόν λανθασμένες  / εναλλακτικές αντιλήψεις. Σχεδιασμός – διεξαγωγή απλής έρευνας Οι μαθητές δίνουν προτεραιότητα στα στοιχεία που τους επιτρέπουν να αναπτύξουν επιστημονικές εξηγήσεις. Ο καθηγητής διευκολύνει τη διαδικασία.
Φάση 3: Δημιουργία	Συγκέντρωση στοιχείων με παρατήρησηΟ καθηγητής χωρίζει τους μαθητές σε ομάδες. Κάθε ομάδα διαμορφώνει και αξιολογεί τις εξηγήσεις των στοιχείων.
Φάση 4: Συζήτηση	Εξήγηση βάση των στοιχείων Ο καθηγητής δίνει τη σωστή εξήγηση για το συγκεκριμένο θέμα έρευνας. Θεώρηση άλλων εξηγήσεων Κάθε ομάδα μαθητών αξιολογεί τις εξηγήσεις που έδωσε.
Φάση 5: Σκέψη- Παρουσίαση –  Αναστοχασμός	Ανακοίνωση εξήγησης Κάθε ομάδα μαθητών ανακοινώνει την εξήγηση που έδωσε εντοπίζοντας / δικαιολογώντας τυχόν λάθη της.

• Στόχος της διερευνητικής μάθησης,

είναι η μετατόπιση του βάρους της διδασκαλίας στη διδακτική διαδικασία με διερευνητικές μεθόδους ώστε ο μαθητής να μάθει «πώς να μαθαίνει» μόνος του.

• Ο εκπαιδευτικός επικεντρώνει τη διδασκαλία του,

σε ομαδο-συνεργατικές διερευνητικές μεθόδους διδασκαλίας ώστε να υπάρχει προσωπική εμπλοκή των μαθητών στη διαδικασία της γνώσης.

 

 

 

 

Το εκπαιδευτικό λογισμικό ως αναπαραστατικό εργαλείο γνώσης

 

Δρ. Δημήτρης Κ. Μποτσάκης

ΠΔΕ Βορείου Αιγαίου / Σχολικός Σύμβουλος Φυσικών Επιστημών

dbotsakis@yahoo.gr

 

Περίληψη

Η επιστημολογική υπόθεση, ότι ο μαθητής μαθαίνει αφενός με την οικοδόμηση και αφετέρου με την εξερεύνηση των δικών του αναπαραστάσεων και τελικά με την οικοδόμηση νέων αναπαραστάσεων οι οποίες να μπορούν να περιγράψουν ικανοποιητικά τις εμπειρίες του  μαθητή, αποτελεί αυτό που ονομάζουμε «εποικοδομητική αντίληψη για την μάθηση», συνεπώς η εποικοδομητική αντίληψη «ρίχνει» το φως και «δίνει» τη βαρύτητα στις αντιλήψεις, στις ιδέες και στις αναπαραστάσεις των μαθητών αναφορικά με το θέμα που διδάσκονται κάθε φορά.

     Η  εποικοδομητική προσέγγιση στη διδασκαλία και στη μάθηση αποτελεί τέτοιο μαθησιακό περιβάλλον, γενικότερα και ειδικά των Φυσικών Επιστημών (ΦΕ) σε συνδυασμό με την παιδαγωγικά ορθή  χρήση δυνατοτήτων που προσφέρουν οι νέες τεχνολογίες και που μπορεί να φέρει σημαντικές βελτιώσεις στην εκπαιδευτική πρακτική.

 

Εισαγωγή – Προβληματική

Σε ένα σχολείο που εφαρμόζει την παραδοσιακή διδασκαλία, η διαδικασία της μάθησης συνήθως για το μαθητή αποτελεί μια υπόθεση ξένη προς αυτόν και τα προσωπικά του ενδιαφέροντα, αποτελεί δηλαδή τη διαδικασία που προωθεί γενικά την αποστήθιση των πληροφοριών που είναι απαραίτητες στον μαθητή όσον αφορά την «επιτυχία» του στο πλαίσιο της αξιολόγησής του.

Ζητούμενο αποτελεί προφανώς, μια λύση η οποία να μπορεί να προσφέρει στην κατεύθυνση της δόμησης ενός τέτοιου μαθησιακού περιβάλλοντος για τον μαθητή έτσι ώστε να του παρέχει ένα περιβάλλον «πλούσιο» σε προκλήσεις για τη δική του δράση, ένα περιβάλλον δηλαδή, στο οποίο ο μαθητής να μπορεί να αυτενεργεί και να μην είναι απλά ο παθητικός αποδέκτης της εκπαιδευτικής διαδικασίας.

 

Κυρίως Σώμα

Οι βασικές αρχές της εποικοδομητικής θεωρίας για τη διδασκαλία και την μάθηση  που βρίσκουν εφαρμογή στη χρήση των αναπαραστάσεων, είναι:

• οι μαθητές,

δε  θεωρούνται ως οι παθητικοί αποδέκτες αλλά ως οι τελικοί «υπεύθυνοι» της δικής τους μάθησης, καθώς σε κάθε διαδικασία μάθησης «αποθέτουν» τις δικές τους αντιλήψεις και απόψεις, ως τις «προϋπάρχουσες αναπαραστάσεις» τους  και ο διδάσκων τις λαμβάνει σοβαρά υπόψη του για την διδασκαλία του,

• η διαδικασία της μάθησης,

εμπλέκει με ενεργό τρόπο τον μαθητή στην εκπαιδευτική διαδικασία καθώς η μαθησιακή διαδικασία προϋποθέτει την οικοδόμηση του «νοήματος» κάτι που συμβαίνει συχνά μέσα από προσωπική διαπραγμάτευση των εννοιών,

• η οικοδόμηση της «γνώσης»,

γίνεται με προσωπικό και κοινωνικό τρόπο,

• η διδασκαλία,

δε λογίζεται ως μια απλή μετάδοση της γνώσης αλλά προϋποθέτει οργάνωση τέτοιων «διδακτικών καταστάσεων» μέσα στην τάξη και σχεδιασμό ανάλογων «διδακτικών δραστηριοτήτων» με τέτοιο τρόπο έτσι ώστε να προωθείται η οικοδόμηση της επιστημονικής γνώσης,

• τα αναλυτικά προγράμματα,

δεν είναι αυτό το οποίο «θα πρέπει να μάθει» ο μαθητής αλλά είναι ένα πρόγραμμα από μαθησιακές δραστηριότητες, υλικά και πηγές, μέσα από τα οποία οι μαθητές και οι μαθήτριες οικοδομούν τις γνώσεις τους.

Οι βασικές παιδαγωγικές θέσεις  της εποικοδομητικής θεωρίας για τη διδασκαλία και την μάθηση  που βρίσκουν εφαρμογή στη χρήση των αναπαραστάσεων, είναι:

• ησυνεργατική μάθηση,

δηλαδή η διερευνητική μάθηση και η εργασία σε ομάδες,

• η αυτενέργεια  του μαθητή,

δηλαδή ο συνδυασμός και η οργάνωση των αναπαραστάσεών του με τη συνεργασία του διδάσκοντα,

• ηαξιοποίηση του λάθους,

στην κατεύθυνση, αλλαγής στάσεων του μαθητή, οικοδόμηση των νέων αναπαραστάσεων και προσέγγιση της γνώσης,

• η απόκτηση της ικανότητας,

για την αντιμετώπιση και την επίλυση των προβλημάτων.

 

Τα παραπάνω, αποτελούν τις παιδαγωγικές τάσεις και κατευθύνσεις οι οποίες και στηρίζονται και τεκμηριώνονται σε έρευνες που έγιναν στα πλαίσια των ρευμάτων υποστήριξης της εποικοδόμησης της γνώσης καθώς και σε έρευνες που αφορούν στη χρήση των υπολογιστικών εργαλείων και δικτύων και στην εφαρμογή τους στη διαδικασία της διδασκαλίας και της μάθησης.

Η εργασία σε ομάδες έχει ξεχωριστή σημασία για τα μαθήματα των ΦΕ, καθώς σε επίπεδο τάξης η λέξη «επικοινωνία» σημαίνει «μοιράζομαι» τις δικές μου ιδέες με τους συμμαθητές μου, οπότε η κοινωνική διαδικασία της «συζήτησης – διαλόγου» ενεργεί ως ο καταλύτης για τη σκέψη.

Η θεμελιώδης αρχή, η διαθεματικότητα, η  εποικοδομητική προσέγγιση της γνώσης,  η οποία προωθείται μέσω των αναπαραστάσεων, είναι το ζητούμενο ως η προοδευτική κατάργηση των «ορίων» ανάμεσα στις επιστήμες με την έννοια της δημιουργίας «συνδέσμων» οι οποίοι θα επιτρέπουν στους μαθητές να «κινούνται» ελεύθερα ανάμεσα στους διάφορους τομείς και να επιλέγουν ανάμεσα από διάφορους συνδυασμούς, με αυτή τη λειτουργία να συμβάλλει σημαντικά:

• στην επίτευξη αυτού του στόχου,

με τη διαθεματική προσέγγιση των διάφορων επιστημονικών τομέων, όπως είναι:

• οιΦυσικές Επιστήμες,
• ταΜαθηματικά,
• η Φιλοσοφία,
• ηΙστορία των Επιστημών.

 

• στην αποκάλυψη της σχέσης,

μεταξύ των Φυσικών Επιστημών, του κοινωνικού και πολιτιστικού γίγνεσθαι και των  τεχνολογικών επιτευγμάτων του ανθρώπου.

Η ενασχόληση των μαθητών με τις αναπαραστάσεις-προσομοιώσεις, προωθεί και προσεγγίζει «βιωματικά» τη γνώση και ταυτόχρονα τους οδηγεί στη σύνδεση των συμβολικών και των λειτουργικών αναπαραστάσεων και στη διατήρηση της «μνήμης εικονικών αναπαραστάσεων», οι οποίες πολύ εύκολα καθίστανται εύκολα ανακλητές ως συνδυασμός πολλαπλών αναπαραστάσεων.

Η αποδοχή των βασικών αυτών θέσεων, αναφορικά με τις αναπαραστάσεις δίνει έμφαση στην παροχή κινήτρων, αφενός μεν για την καλλιέργεια αυθεντικών δημιουργικών δραστηριοτήτων από τον μαθητή αφετέρου δε για τη σταδιακή οικοδόμηση της γνώσης, μέσω της ενεργού συμμετοχής του μαθητή, με βασικό παράγοντα στη διευκόλυνση αυτού του τρόπου οργάνωσης και καθοδήγησης της μαθησιακής διαδικασίας στην τάξη να αποτελεί η τροποποίηση του ρόλου του δασκάλου από «φορέα γνώσης» σε «συντονιστή ενεργειών» και «δραστηριοτήτων» του μαθητή.

Απαραίτητη προϋπόθεση εφαρμογής για τη διδακτική αξιοποίηση  των αναπαραστάσεων στην τάξη  αποτελεί ο παιδαγωγικός σχεδιασμός για την κατάλληλη εφαρμογή τους, καθώς για τη χρήση των αναπαραστάσεων ως εργαλείο διδασκαλίας  πρέπει να υιοθετούνται οι αρχές της διδακτικής διαδικασίας οι οποίες απορρέουν από τις βασικές θέσεις της εποικοδομητικής προσέγγισης, όπως είναι:

• η ενθάρρυνση,

των μαθητών,

• η προώθηση,

της συνεργασίας μεταξύ των μαθητών,

• η παροχή,

από τον διδάσκοντα ευκαιριών για πρωτοβουλίες ανάπτυξης «περιέργειας» και «σκέψης»,

• η αποδοχή,

αρχικά, ακόμη και των λανθασμένων απαντήσεων των μαθητών,

• η χρήση,

«ενεργητικών» μεθόδων διδασκαλίας με έμφαση στην παρατήρηση και τον πειραματισμό,

• η έμφαση,

στην ανάπτυξη βασικών ποιοτικών εννοιών και στο περιεχόμενο και τη διαδικασία οικοδόμησης της γνώσης.

          Η εκπαιδευτική διαδικασία με χρήση λογισμικού αναπαραστάσεων αποτελεί ένα μαθησιακό περιβάλλον το οποίο μπορεί να:

• υποστηρίζει,

την ανάπτυξη «ανοιχτών» και «κλειστών» εργασιών, με διαφορετικές επιδιώξεις – ηλικίες- διδακτικές προσεγγίσεις, και προσαρμόσιμο στις εκάστοτε διαφορετικές εκπαιδευτικές ανάγκες,

• επιτρέπει,

ομαδική ή συνεργατική διδασκαλία,

• αλληλεπιδρά,

ως σύνολο μετρήσιμων ιδιοτήτων, όπως είναι ο «χρόνος εργασίας», η «αμεσότητα», η «ανάδραση», με την αλληλεπίδραση αυτή να σχετίζεται με τη συχνότητα εισόδου δεδομένων από το μαθητή, το εύρος των επιλογών που έχει και τον αντίκτυπο των επιλογών και των ενεργειών του σ’ όλη τη διάρκεια της διαδικασίας,

• καθοδηγεί,

την αποτυχία, που σχετίζεται με την ενεργοποίηση κινήτρων μάθησης ύστερα από μια αποτυχία σε μια διεργασία κατανόησης, καθώς οι μαθητές έχουν την ευκαιρία να πειραματιστούν αντιμετωπίζοντας συνειδητά το ενδεχόμενο της αποτυχίας και να μπορούν να μάθουν από αυτή,  οπότε περιορίζεται η σημασία της «μίας και σωστής απάντησης», ενθαρρύνεται η διατύπωση δημιουργικών υποθέσεων, ανεξάρτητα από την ορθότητά τους,

• προσομοιώνει και προωθεί,

την έννοια της μάθησης, μέσα από συγκεκριμένες καταστάσεις, καθώς σε κανονικές συνθήκες εργασίας στην τάξη, με τις τεχνικές προσομοίωσης επιδιώκεται η «μίμηση» των συνθηκών που οι μαθητές θα χρησιμοποιήσουν τις γνώσεις τους για να αναπαραγάγουν και να αναπαραστήσουν μια εμπειρία παρόμοια με αυτήν της πραγματικότητας,

• ανακαλεί,

ο μαθητής, πληροφορίες που έχουν μεγάλη πιθανότητα να διατηρηθούν εφόσον εξαρτώνται από την πρακτική άσκησή του σε ένα «ρεαλιστικό» περιβάλλον.

Σε ένα τέτοιο  μαθησιακό περιβάλλον, με τις σχεδιαστικές αρχές και τους μαθησιακούς στόχους που πρέπει να επιδιωχθούν, με χρήση λογισμικού αναπαραστάσεων δίνεται έμφαση σε:

• ενσωμάτωση,

της προς διερεύνηση γνώσης με τρόπο ευέλικτο,

• αλληλεπίδραση,

του μαθητή με τον υπολογιστή,

• εύκολη χρήση,

του λογισμικού με δυνατότητα χρήσης και διασύνδεσης πολλαπλών αναπαραστάσεων,

• συνέργεια,

με άλλες εφαρμογές, όπως είναι η βάση δεδομένων,

• άμεσο χειρισμό,

ώστε να βοηθά τον μαθητή στη διερεύνηση ενός συνόλου αντικειμένων,

• μαθησιακούς και γνωστικούς στόχους,

του λογισμικού, όπως είναι ο διαθεματικός και ο δικτυακός του χαρακτήρας, χαρακτηριστικά τα οποία ενθαρρύνουν και την επικοινωνία και  τη συνεργασία μεταξύ των μαθητών.

Η παιδαγωγική αξιοποίηση υπολογιστικής τεχνολογίας στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση γενικότερα και ειδικά στον τομέα των ΦΕ, με τη χρήση κατάλληλων λογισμικών έχει αυξηθεί τα τελευταία χρόνια όμως παρότι πολλά έχουν αλλάξει τόσο διεθνώς όσο και στην Ελληνική πραγματικότητα, αυτή η χρήση ανάλογων εκπαιδευτικών λογισμικών αναπαράστασης δεν έχει βρει την αντίστοιχη ανταπόκριση από τον εκπαιδευτικό κόσμο.

Η υποστήριξη της μάθησης μέσω της υπολογιστικής –αναπαραστατικής χρήσης λογισμικού και υλικού πολυμέσων, παράλληλα με τη σωστή ανάπτυξη υπολογιστικής και δικτυακής υποδομής στο σχολείο κρίνεται από τις επιστήμες που διαμορφώνουν την εκπαίδευση ως επιβεβλημένη ανάγκη, καθώς ο ρόλος του υπολογιστή που φαίνεται να υπόσχεται τα περισσότερα στις παραπάνω επιδιώξεις, είναι το νοητικό εργαλείο με τη βοήθεια του οποίου ο μαθητής θα μπορεί να αποτυπώνει τις ιδέες – σκέψεις του πάνω στο διερευνώμενο γνωστικό θέμα και θα δοκιμάζει την ισχύ τους με χρήση των περιβαλλόντων ανοικτής διερεύνησης.

Δημιουργώντας περιβάλλοντα  τα οποία θα  επιτρέπουν στο μαθητή να αλληλεπιδράσει με το υπολογιστικό του  περιβάλλον, σημαίνει ότι ο μαθητής εκτίθεται σε καταστάσεις και συνθήκες τέτοιες που τον οδηγούν στην ενεργοποίηση του νοητικού του μηχανισμού και παράλληλα τον καθοδηγούν στο να έλθει αντιμέτωπος με τα προβλήματα που οφείλει να επιλύσει και συνεπώς το ιδανικό από την άποψη αυτή μαθησιακό περιβάλλον είναι αυτό που θα του εξασφαλίζει ότι τα σφάλματα του μαθητευόμενου δεν αποτελούν πλέον λάθη που όφειλε να αποφύγει, αλλά μέθοδο προσέγγισης του επιθυμητού γνωστικού αποτελέσματος, με τη δυνατότητα αυτή του μαθητή, στο περιβάλλον των αναπαραστάσεων, να αλληλεπιδρά με τις αναπαραστάσεις, να μπορεί να τις τροποποιεί και να τις εξελίσσει έτσι ώστε να οικοδομεί τη νέα γνώση, να βοηθά τη διδασκαλία σε δυο κατευθύνσεις, σε:

• απόκτηση γνώσεων,

ως γεγονότα, έννοιες, μεγέθη, νόμοι, διαδικασίες, μοντέλα,

• εξοικείωση,

με επιστημονική μέθοδο –έρευνα, ερώτημα-πρόβλημα, υπόθεση, χρήση μοντέλων, πρόβλεψη, μέτρηση, εξαγωγή συμπερασμάτων,. επικοινωνία με άλλους.

Οι αναπαραστάσεις των φυσικών φαινομένων και των  καταστάσεων και προβλημάτων, μας δίνουν τη δυνατότητα για την παιδαγωγική αξιοποίηση του λάθους, την ανάπτυξη της εποπτείας με βοήθεια των πολλαπλών αναπαραστάσεων, την επεξεργασία των δεδομένων, την επικοινωνία με τους άλλους, τη δημιουργία μιας κοινότητας που μαθαίνει «πώς να μαθαίνει», τη δυνατότητα πολλών επιλογών εκ μέρους και των μαθητών και των διδασκόντων, με τα  προηγούμενα να είναι τα βασικά χαρακτηριστικά που μπορούν να επιτευχθούν  με τη χρήση των αναπαραστάσεων.

Ο τρόπος εισαγωγής  του αναπαραστατικού εκπαιδευτικού λογισμικού  στη εκπαιδευτική διαδικασία και στην διδακτική πράξη, οφείλει να περιέχει ως βασικό σημείο αφετηρίας του την ιδέα της καινοτόμου εκπαιδευτικής παρέμβασης, χωρίς όμως να δημιουργεί την «παρενέργεια» να καταργεί στην τάξη τα δοκιμασμένα μέσα διδασκαλίας και για το λόγο αυτόν η ένταξη ενός τέτοιου λογισμικού στην διδακτική πράξη πρέπει να γίνεται με τρόπο έτσι ώστε να μπορεί να συνδυάζεται κατάλληλα τόσο με το πείραμα στο εργαστήριο όσο και με τα άλλα παραδοσιακά εποπτικά μέσα αλλά και με το παραδοσιακό περιβάλλον «χαρτί – μολύβι».

Το εκπαιδευτικό λογισμικό με χρήση αναπαραστάσεων αποτελεί το μαθησιακό περιβάλλον της ανοικτής διερεύνησης και έχει  ως στόχους να συμβάλει στην:

• ενθάρρυνση των διαδικασιών,

της δημιουργικής δόμησης της γνώσης και οργάνωσης της πληροφορίας αφενός σε προσωπικό επίπεδο για το μαθητή και αφετέρου σε ενθάρρυνση για τη δημιουργία των συνθηκών συνεργατικής μάθησης.

• ανάπτυξη της προσωπικότητας,

του μαθητή, με δημιουργία ανεξάρτητης σκέψης, αγάπης για εργασία, ικανότητας για λογική αντιμετώπιση καταστάσεων και δυνατότητας για επικοινωνία.

• ανάπτυξη ικανότητας από το μαθητή,

για συλλογισμούς υψηλού επιπέδου, για δεξιότητες οι οποίες απαιτούνται στη λύση διάφορων προβλημάτων, για συλλογή επιλεγμένων πληροφοριών.

• δημιουργία στον μαθητή,

της ανάγκης για αναζήτηση γνώσης όχι μόνο για θέματα που σχετίζονται με τις Φυσικές Επιστήμες.

• απόκτηση από το μαθητή ικανοτήτων,

έτσι ώστε να μπορεί να αναγνωρίζει ενότητα και συνέχεια στην επιστημονική γνώση σε επιμέρους επιστήμες, τη σχέση που υπάρχει μεταξύ τους, τον επιστημονικό τρόπο σκέψης και την επιστημονική μεθοδολογία.

Έχει διαμορφωθεί παιδαγωγικό πλαίσιο με στοιχεία του:

• την ένταξη

των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και Επικοινωνιών (ΤΠΕ) στη διαδικασία της διδασκαλίας και της μάθησης,

• την οργάνωση

του περιεχομένου των Αναλυτικών Προγραμμάτων στη βάση της διαθεματικής προσέγγισης της γνώσης που σε συνδυασμό με τη χρήση της Ιστορίας και Φιλοσοφίας των ΦΕ στη διδασκαλία τους αποτέλεσαν τη θεωρητική πλατφόρμα σχεδιασμού και ανάπτυξης ανάλογων λογισμικών.

 

Συζήτηση – Συμπεράσματα

Η έννοια «συνεργατική μάθηση» έρχεται στο προσκήνιο ως η καταλυτική πρόταση με σαφή τόσο την θεωρητική υποδομή όσο και την ερευνητική στήριξη, με τις αντίστοιχες έρευνες των τελευταίων ετών να δείχνουν ότι το συνεργατικό μοντέλο της μάθησης λαμβάνει πλέον τη μορφή ενός οργανωμένου παιδαγωγικού κινήματος το οποίο μας οδηγεί σε ολοένα και καλύτερα μαθησιακά αποτελέσματα και ευνοεί την ανάπτυξη τόσο της σκέψης όσο και της κοινωνικότητας των παιδιών συμβάλλοντας σε καλύτερη παιδαγωγική διαχείριση της ανομοιογένειας του μαθητικού πληθυσμού.

Η ομάδα εργασίας γίνεται ένας μηχανισμός για την συνεργατική – συναδελφική μάθηση και ως τέτοια εξασφαλίζει την εξερεύνηση, την κατανόηση και την επίδραση πάνω στις ιδέες των μελών τόσο της ομάδας όσο και του συνόλου της τάξης για κάθε έννοια των ΦΕ.

Η περίπτωση χρήσης νέων τεχνολογιών, είναι ιδιαίτερης σημασίας καθώς το εκπαιδευτικό περιβάλλον το προσδιορίζει σε μεγάλο βαθμό το διαθέσιμο λογισμικό και υπό αυτή την έννοια ο εκπαιδευτικός δεν αποτελεί πλέον ούτε την μοναδική πηγή γνώσης ούτε τον αποκλειστικό διαχειριστή της νέας πληροφορίας, καθώς η διαδικασία της διδασκαλίας με χρήση του διερευνητικού λογισμικού, καθιστά το ίδιο το λογισμικό ως το κατάλληλο αναπαραστατικό εργαλείο το οποίο παρέχει στον μαθητή τις ευκαιρίες για πειραματισμό και δοκιμή ποικίλων μεθόδων και τεχνικών, στην κατεύθυνση της επίλυσης ενός προβλήματος, οπότε με τον τρόπο αυτόν το λογισμικό δεν περιορίζεται απλά στο να «υπαγορεύει» μια σειρά συγκεκριμένων βημάτων που οδηγούν στη σίγουρη λύση ενός προβλήματος αλλά προωθεί τη διερευνητική μάθηση την ανάπτυξη των τεχνικών επίλυσης προβλημάτων και τη μέθοδο project.

Η χρήση του «εργαλείου» των αναπαραστάσεων στο σχολείο, επιδιώκει να καλύψει το κενό μεταξύ διδακτικών ενεργειών και πρακτικών που χαρακτηρίζουν εν πολλοίς κυρίως την παραδοσιακή διδασκαλία και επίσης υπηρετεί την ανάγκη προσέγγισης των επιθυμητών παιδαγωγικών αρχών.

Η Ιστορία και Φιλοσοφία των ΦΕ, εντασσόμενη στη διδασκαλία τους, συνδυάζει τη διδασκαλία της φύσης και της ιστορικής τους εξέλιξης με την εξέλιξη της ανθρώπινης σκέψης στην κατεύθυνση της κατανόησης της πραγματικότητας μέσα από μια πορεία ανακαλύψεων και ανατροπής προηγούμενων ιδεών. Το παραπάνω εννοιολογικό περίγραμμα αποτελεί και τη βάση για τον σχεδιασμό και την ανάπτυξη εκπαιδευτικών αναπαραστατικών εφαρμογών οι οποίες έτσι «επιχειρούν» να ενσωματώσουν δημιουργικά τη διδασκαλία  της Ιστορίας και της Φιλοσοφίας των επιστημών με βάση πάντα το σύγχρονο διαθεματικού χαρακτήρα του Νέου Αναλυτικού Προγράμματος (ΝΑΠ).

Τα αυξημένο ενδιαφέρον για αναβάθμιση της ποιότητας και τον εκσυγχρονισμό της παρεχόμενης εκπαίδευσης σε παγκόσμιο επίπεδο, οδήγησε στην ένταξη των εφαρμογών αναπαραστατικών εργαλείων διδασκαλίας και μάθησης με χρήση των ΤΠΕ στη διαδικασία απόκτησης της γνώσης και στην οργάνωση περιεχομένου των (ΝΑΠ), Νέων Αναλυτικών Προγραμμάτων στη βάση της διαθεματικής και ολιστικής προσέγγισης της γνώσης με αποτέλεσμα να διαμορφωθεί ένα νέο παιδαγωγικό πλαίσιο, μέσα στο οποίο καλούνται οι παράγοντες της εκπαίδευσης να δράσουν, αξιοποιώντας τα νέα εργαλεία μάθησης και γνώσης με προφανή σκοπό τη διευκόλυνση του μαθητή ώστε να αναπτύξει ενεργά γνώση με νόημα και δεξιότητες υψηλού επιπέδου σε ένα σύνθετο και ταυτόχρονα αυθεντικό μαθησιακό περιβάλλον.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Αναφορές – Βιβλιογραφία

Ainsworth, S. (1999). The functions of multiple representations. Computers & Education, (33), 131-152.

Ainsworth, S. E. (2006). DeFT: A conceptual framework for learning with multiple representations. Learning and Instruction, 16(3), 183-198.

Aspinwall, L. (1995). The role of graphical representation and students’ images in understanding the derivative in calculus: Critical case studies. Doctoral Dissertation, The Florida State University.

Borba, M., & Confrey, J. (1993). The role of teaching experiment: Students’ construction of transformations in a multiple representational environment. Paper presented at the Annual Meeting of the American Educational Research Association, Atlanta.

Bruner, J. S. (1960). The process of education. Cambridge: Harvard University Press.

Bruner, J. S. (1966). Toward a theory of instruction. Cambridge, Mass: Belknap Press of Harvard University.

Chalmers, A.F. (2004). Τι είναι αυτό που το λέμε επιστήμη;, μετάφρ. Γιώργος Φουρτούνης. Ηράκλειο: Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης,

Driver, R., Squires, A., Rushworth, P. & Wood-Robinson, V. (1998). Οικοδομώντας τις έννοιες των Φυσικών Επιστημών. Αθήνα: Τυπωθήτω.

Gombrich, E.H. (1996). Art and ilussion, A study in the psychology of pictorial representation. London: Phaidon.

Goldenberg, E. (1995). Multiple Representations: A vehicle for Understanding. In D. Perkins (Ed.), Software Goes to School: Teaching for Understanding with New Technology (pp.155-171). New York: Oxford University Press.

Johnson-Laird, P. (1983). Mental Models: Towards a Cognitive Science of Language, Inference and Consciousness. Cambridge: Cambridge University Press

Jonassen, D. (2000). Computers as mindtools for schools: Engaging critical thinking. New Jersey: Prentice-Hall Inc.

Jonassen, D., Cole, P., & Bamford, C. (1992). Leaner-generated vs. instructor provided analysis of semantic relationships. Paper presented at the Convention of the Association for Educational Communications and Technology, New Orleans, LA. (ERIC Document Reproduction Service No. ED 362 170).

Hewitt, P. (2004). Οι έννοιες της φυσικής. Ηράκλειο: Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης.

Koyré, A. (1957). From the closed world to the infinite universe. Baltimore: The Johns Hopkins Press.

Kuhn, Thomas. (1996). Τhe structure of scientific revolutions. Chicago: The university of Chicago press.

Popper, K. (1959). The logic of scientific discovery. London: Routledge.

Rossi, P. (2001). Τhe birth of modern science.  Hoboken, New Jersey: Wiley-Blackwell

Xhafa, F. (Ed.), Intelligent Collaborative e-Learning Systems and Applications (pp. 37-51). Berlin-Heidelberg: Springer-Verlag.

Kilpatrick, J., & Davis, R. (1993). Computers and curriculum change in mathematics. In C. Keitel, & Ruthven, K. (Ed.), Learning from computers: Mathematics education and technology (pp. 203-221). Berlin: Springer.

Norman, D. A. (1993). Things that make us smart: Defining human attributes in the age of the machine. Reading, Mass: Addison-Wesley.

Palmer, S. (1978). Fundamental aspects of cognitive representation. In E. Rosch, & Lloyd, B. (Ed.), Cognition and categorization (pp. 259-303). Hillsdale: Lawrence Erlbaum Associates.

Papert, S. (1996). A word for learning. In Y. Kafai & M. Resnick (Eds.), Constructionism in practice: Designing, thinking, and learning in a digital world (pp. 9-24). Mahwah: Lawrence Erlbaum Associates.

Pea, R. (1985). Beyond amplification: using the computer to reorganize mental functioning. Educational Psychology, 20(4), 167-182.

Resnick, M. (1996). New paradigms for computing, new paradigms for thinking. In B. Kafai, & M. Resnick (Ed.), Constructionism in practice: Designing, thinking, and learning in a digital world (pp. 255-267). Mahwah: Lawrence Erlbaum Associates.

Saussure, F. (1966). A course in general linguistics. New York: McGraw-Hill.

Scardamalia, M., & Bereiter, C. (2002). Knowledge building. Encyclopedia of Education. New York: Macmillan Reference, USA.

Schwartz, D. (1993). The construction and analogical transfer of symbolic visualization. Journal of Research in Science Teaching, 30(10), 1309-1325.

Sedig, K., & Liang, H. (2008). Learner-information interaction: a macro-level framework characterizing visual cognitive tools. Journal of Interactive Learning Research, 19(1), 147-173.

Stenning, K. O., J. (1995). A cognitive theory of graphical and linguistic reasoning: Logic and implementation. Cognitive Science, 19, 97-140.

Vygotsky, L. S. (1978). Mind in society: The development of higher psychological processes. Cambridge, MA: Harvard University Press.

Βοσνιάδου, Σ. (2003). Εισαγωγή στην Ψυχολογία, Τόμος Α’. Αθήνα: Gutenberg,

Καριώτογλου, Π. (2006). Γνώση παιδαγωγικού περιεχομένου φυσικών επιστημών: Τρεις μελέτες περίπτωσης. Θεσσαλονίκη: Γράφημα.

Ραβάνης, Κ. (1999). Οι φυσικές επιστήμες στην προσχολική εκπαίδευση. Αθήνα: Τυπωθήτω–Δαρδανός.

Ραβάνης, Κ. (2003). Δραστηριότητες για το νηπιαγωγείο από τον κόσμο της φυσική. Αθήνα: Δίπτυχο.

 

 

 

ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΤΙΚΕΣ ΘΕΩΡΙΕΣ ΓΙΑ ΤΗ ΓΝΩΣΗ

Ο Λεύκιππος και ο Δημόκριτος επιδιώκουν με την ατομική τους θεωρία την ερμηνεία της εσωτερικής, αληθινής πραγματικότητας με τέτοιους όρους έτσι, ώστε να μπορεί να ερμηνευτεί κατ’ αντιστοιχία και η εξωτερική, φαινομενική πραγματικότητα. Η αληθινή πραγματικότητα αναφέρεται στην πραγματικότητα του ὅντος, των υλικών σωματιδίων και της κίνησής τους.

Οι έννοιες αυτές έχουν θεωρητική αξία αλλά οι δύο ατομικοί φιλόσοφοι τις χρησιμοποιούν για να γίνει αντιληπτός και ο εξωτερικός κόσμος.

Παράλληλα, εφόσον η φαινομενική πραγματικότητα ερμηνεύεται με τους όρους της νοητικής (αληθινής), θα αποκατασταθεί και η δική της αλήθεια (πραγματικότητα).

Η θεωρία των ειδώλων των ατομικών φιλοσόφων εντάσσεται στις αναπαραστατικές θεωρίες για τη γνώση καθώς:

1. περιγράφει το διαμεσολαβητικό ρόλο

που διαδραματίζουν τα κινούμενα ἄτομα μεταξύ των αντικειμένων και υποκειμένου νου

2. η γνώση που αποκτά ο νους μέσω μιας τέτοιας διαδικασίας

δεν ανταποκρίνεται στην αληθινή πραγματικότητα καθώς ποτέ δεν έρχεται σε επαφή με τα άτομα αυτά καθαυτά ή το κενό αλλά αντιλαμβάνεται μόνο την εικόνα τους

3. με την εμπειρία δεν παράγεται πραγματική γνώση

καθώς η διαμεσολάβηση αυτή που συντελείται μεταξύ των ατόμων και του αισθητηρίου οργάνου παραποιεί την πραγματική τους φύση.

Ο Αριστοτέλης διακρίνει τρεις λειτουργίες της ψυχής, δηλαδή όσες σχετίζονται με:

1. τη θρέψη, την αύξηση και την αναπαραγωγή των οργανισμών, που συναντώνται σε όλα τα έμβια (και τα φυτά)

2. την αντίληψη και την εκούσια κίνηση που συναντάται στα ζώα.

Την αντίληψη, ο Αριστοτέλης τη θεωρεί μια παθητική λειτουργία ανάμεσα στο αισθητήριο όργανο (παθητικός πόλος) και την αισθητή ποιότητα του φαινομένου (ενεργητικός πόλος). Οι δύο πόλοι υπάρχουν δυνάμει και καθίστανται ἐνεργείᾳμόνο όταν επενεργούν μεταξύ τους. Επίσης συνδέονται με μία αυτόματη, φυσική και άμεση σχέση, γεγονός που οδηγεί τον Αριστοτέλη να θεωρεί αυτήν την πρωταρχική αίσθηση αξιόπιστη και αληθινή.

3. τη φαντασία και το νου, προνόμια μόνο του ανθρώπου.

Το ουσιαστικό ζήτημα που δημιουργείται είναι το πώς συντελείται η μετάβαση από αυτό το πρωταρχικό επίπεδο της αντίληψης στη διανοητική διαδικασία σύλληψης ενός αντικειμένου (π.χ. το μέλι) που συγκεντρώνει διάφορες πρωτογενείς ποιότητες. Πώς δηλαδή ο νους καταφέρνει να επεξεργάζεται τα δεδομένα των επιμέρους αισθήσεων (π.χ. χρώμα, γεύση, υφή) και να τα αναγάγει σε μία καθολική αντίληψη δηλαδή ότι «αυτό το κίτρινο, γλυκό, μαλακό σώμα είναι μέλι»;

Ο Αριστοτέλης δεν ακολουθεί τις παλιότερες θεωρίες σύμφωνα με τις οποίες η αισθητηριακή αντίληψη συντελείται απλά με αλληλεπίδραση Υποκειμένου – Αντικειμένου αλλά ενισχύει και αυτονομεί το ρόλο της ψυχής στην όλη δραστηριότητα.

Αυτό που συμβαίνει επομένως είναι πως

«… το γενικό αισθητήριο όργανο (κοινό αἰσθητήριο) που, επειδή σ’ αυτό οι αντιλήψεις διατηρούνται ως παραστάσεις (φαντασίαι), γίνεται έδρα του μνημονικού, και του ακούσιου (μνήμη) και του σκόπιμου (ἀνάμνησις), ταυτόχρονα όμως γίνεται και η έδρα της γνώσης που έχουμε για τις δικές μας εσωτερικές καταστάσεις».

«εἰ δήἐστιν ἡ φαντασία καθ” ἣν λέγομεν φάντασμά τι ἡμῖν γίγνεσθαι καὶ μὴ εἴ τι κατὰ μεταφορὰν λέγομεν, μία τις ἔστι τούτων δύναμις ἢἕξις καθ” ἃς κρίνομεν καὶἀληθεύομεν ἢ ψευδόμεθα; τοιαῦται δ” εἰσὶν αἴσθησις, δόξα, ἐπιστήμη, νοῦς».

Μετάφραση:

«αν λοιπόν η φαντασία είναι η λειτουργία με την οποία λέμε ότι δημιουργείται μέσα μας κάποια εικόνα, και αν δεν παίρνουμε τον όρο μεταφορικά, τότε η φαντασία είναι μία ικανότητα ή έξη από εκείνες από τις οποίες ξεχωρίζουμε τα πράγματα και με τις οποίες βρισκόμαστε ή στην αλήθεια ή στην πλάνη. Τέτοιες ικανότητες είναι η αίσθηση, η γνώμη, η γνώση, ο νους».

Σε αντίθεση με τον Σταγειρίτη φιλόσοφο οι Στωικοί απορρίπτουν την αντίθεση μεταξύ ύλης και μορφής και επιδιώκουν να εξομοιώσουν τις δύο έννοιες.

Οι αναπαραστάσεις των Στωικών χαρακτηρίζονται από δύο σημαντικά στοιχεία τα οποία αποτελούν παράλληλα και κριτήρια εγκυρότητας, «κριτήριο ἀληθείας» της όλης διαδικασίας. Το πρώτο γνώρισμα είναι η ἐνάργεια, αυτό δηλαδή που καθιστά κάθε μία αναπαράσταση διακριτή από τις υπόλοιπες, η προφάνειά της. Το στοιχείο αυτό δίνει τη δυνατότητα στην ψυχή να κατανοήσει, «καταληπτική φαντασία» τη συγκεκριμένη αναπαράσταση. Στο σημείο αυτό είναι εμφανής η επιρροή από τον Αριστοτέλη, καθώς ακολουθείται το ίδιο σχήμα:

εξωτερικό ερέθισμα àαισθήσεις àψυχή àφαντασία γνώση

Τα ζητήματα της Αρχαίας Ελληνικής Φιλοσοφίας απασχολούν και τη μεσαιωνική φιλοσοφική σκέψη, η οποία όμως υφίσταται μια καθοριστική επιρροή, αυτή του Χριστιανισμού. Η δημιουργία του κόσμου είναι έργο του Θεού συνεπώς κάθε απόπειρα Μεταφυσικής σκέψης στρέφεται γύρω από αυτόν. Επομένως η σχέση φιλοσοφίας και πίστης αποτελεί ένα από τα μείζονα ζήτημα της μεσαιωνικής σκέψης και ο ρόλος της Εκκλησίας είναι καθοριστικός. Όσο η φιλοσοφία επιδιώκει να θεμελιώσει και να διαμορφώσει τη διδασκαλία της Εκκλησίας γίνεται η «σχολική» επιστήμη της Εκκλησίας, αποτελεί τη Σχολαστική φιλοσοφία.

Με βάση τις αντιλήψεις γύρω από το ζήτημα αυτό διακρίνονται τρεις περίοδοι της Σχολαστικής φιλοσοφίας:

α) πρώτη περίοδος

επηρεάζεται από τον Πλατωνισμό και εν συντομία πρεσβεύει πως οι γενικές έννοιες (τα καθόλου) είναι πραγματικές οντότητες και πως είναι πριν από τα πράγματα.

β) δεύτερη περίοδος

χαρακτηρίζεται από την Αριστοτελική επιρροή και υποστηρίζει πως τα καθόλου υπάρχουν ως πραγματικές οντότητες όμως μέσα στα αισθητά πράγματα. Κυριότεροι εκπρόσωποι αυτής της περιόδου, είναι ο Αβελάρδος, ο Αλβέρτος ο Μέγας και ο Θωμάς ο Ακινάτης.

γ) τρίτη περίοδος

κυριότερος εκπρόσωπός της είναι ο Occam, ο οποίος αντικρούει και τα δύο ρεύματα διατυπώνοντας το δικό το νομιναλισμό υποστηρίζοντας ότι το καθόλου αποτελεί απλά γλωσσικό σημείο, δηλωτικό των πολλών επιμέρους πραγμάτων, χωρίς αυθυπαρξία πέραν του νου, ενώ μόνο τα επιμέρους έχουν αυτοτελή ύπαρξη.

O Ακινάτης θεωρεί τις αναπαραστάσεις των σωμάτων αναπόσπαστο στοιχείο της γνωσιακής διαδικασίας, υποστηρίζει πως είναι αδύνατο για το μυαλό να καταλάβει οτιδήποτε χωρίς είδωλα, καθώς και ότι ο νους μπορεί να γνωρίσει τα πράγματα μόνο στη νοητή τους μορφή, την οποία αποκτά μέσω της αφαίρεσης από τα φαντάσματα. Όταν ο άνθρωπος επιχειρεί να σκεφτεί κάτι, αμέσως δημιουργεί στο μυαλό του εικόνες που τις χρησιμοποιεί ως νοητά παραδείγματα, ανάμεσα στα οποία «κοιτά» για να βρει αυτό που ψάχνει. Προσδίδει έναν εργαλειακό, θα λέγαμε, χαρακτήρα στις παραστάσεις-ιδέες, στα species, μόνο που τους αναγνωρίζει διπλό ρόλο στη νοητική λειτουργία

Η ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ

     Τα βασικά ερωτήματα που μας απασχολούν είναι τα εξής:

üΠοια είναι η πηγή της γνώσης μας;

üΠροέρχεται από την επίδραση του εξωτερικού περιβάλλοντος ή είναι έμφυτη;

üΠότε μπορούμε να πούμε πως «γνωρίζουμε κάτι»;

üΠόσο σίγουροι μπορούμε να είμαστε για τη βεβαιότητα της γνώσης που έχουμε;

üΜπορούμε να συλλάβουμε τη βαθύτερη ουσία των πραγμάτων, ή το μόνο που γνωρίζουμε τελικά είναι απλές αναπαραστάσεις της εξωτερικής πραγματικότητας;

üΗ εξωτερική πραγματικότητα υπάρχει αντικειμενικά εκτός από τη γνώση μας γι’ αυτή, ή αποτελεί απλά ένα αντικείμενο του νου μας;

ΑΠΟΣΑΦΗΝΙΣΗ ΒΑΣΙΚΩΝ ΕΝΝΟΙΩΝ

     Ένα από τα βασικότερα ζητήματα που έχει απασχολήσει την ανθρώπινη διανόηση από την αρχαιότητα έως και σήμερα είναι αυτό της γνώσης. Καίρια ερωτήματα που σχετίζονται με τον γενικότερο όρο «γνώση» και ταυτόχρονα αποτελούν αντικείμενο της γνωσιοθεωρίας είναι τα εξής:

Ø  ποιά είναι η προέλευση, τα είδη και οι παράγοντες της γνώσης;

Ø  Ποια τα όριά της και τί είναι οι ιδέες;

Ø  Σε ποιό βαθμό μπορούμε να πούμε τελικά πως γνωρίζουμε τον κόσμο και πώς προέρχεται η γνώση μας γι’ αυτόν;

     Κάθε απόπειρα απάντησης αυτών των ερωτημάτων αναδεικνύει παράλληλα τις αποκλίσεις των διαφόρων φιλοσοφικών ρευμάτων στον τρόπο που προσεγγίζουν το επικείμενο θέμα.

     Μπορεί ο ανθρώπινος νους λειτουργώντας ανεξάρτητα από τις αισθήσεις να αποκτήσει την απόλυτη γνώση μέσω ίσως κάποιας ενορατικής δυνατότητας που διαθέτει; Ή μήπως οι αισθήσεις αποτελούν το μοναδικό διαμεσολαβητικό μέσο αντίληψης των εξωτερικών ερεθισμάτων και συνεπώς γνώσης του εξωτερικού κόσμου

     Ορθολογισμός είναι η φιλοσοφική θεώρηση που υποστηρίζει πως ο νους αποτελεί την πηγή της γνώσης και ότι η επιστημονική σκέψη επιτυγχάνεται μόνο με βάση το λογικό.

Δεν απορρίπτει τις αισθήσεις, όμως υποτιμά τον κεντρικό, πρωταγωνιστικό ρόλο που τους αποδίδει ο Εμπειρισμός και στρέφει το ενδιαφέρον της Φιλοσοφίας από τις αισθητηριακές εμπειρίες στον Ορθό Λόγο. Ο νους αποκτά την αυτονομία του από τις αισθήσεις, κατέχει «a priori» περιεχόμενο, είναι αυτοδύναμος και μπορεί να οδηγήσει στην απόλυτη αλήθεια, κάτι που ο Εμπειρισμός αποκλείει. Το πνεύμα του ανθρώπου μπορεί και συλλαμβάνει τη βέβαιη γνώση χωρίς απαραίτητα αυτή να συνιστά το αποτέλεσμα της επεξεργασίας των διαφόρων αισθητηριακών δεδομένων.

     Εμπειρισμός είναι η φιλοσοφική θεωρία που υποστηρίζει πως η γνώση μπορεί να προκύψει μόνο μέσα από τις αισθήσεις, ότι δηλαδή αληθινό είναι μόνον ό,τι αποτελεί εμπειρικό δεδομένο. Ο νους κατά τη γέννηση του ανθρώπου αποτελεί ένα άγραφο χαρτί «tabula rasa» πάνω στο οποίο οι εμπειρίες θα καταγράψουν κάθε γνώση που τελικά θα αποκτήσει. Απορρίπτει κάθε μορφή αυτόματης ή προϋπάρχουσας«a priori» σκέψης, περιορίζοντας την ανθρώπινη νόηση στα τυπικά-λογικά της στοιχεία και αφαιρώντας της την ανεξάρτητη από τις αισθήσεις δυνατότητά της

     Η παραπάνω σύντομη θεώρηση των δύο σπουδαίων φιλοσοφικών ρευμάτων, του Ορθολογισμού και του Εμπειρισμού, φωτίζει τις βασικές αντιλήψεις πάνω στις οποίες όχι μόνο εδραιώθηκαν το καθένα, αλλά και εκφράζουν τις σπουδαιότερες τους διαφωνίες.

     Οι βασικές αυτές αντιλήψεις είναι:

·         νους

στον Ορθολογισμό είναι ανεξάρτητος και αυτοδύναμος ενώ οι Εμπειριστές θεωρούν πως ο νους πριν την επαφή του με τον εξωτερικό κόσμο αποτελεί tabula rasa (άγραφο πίνακα) και δεν μπορεί να φτάσει στη γνώση χωρίς τις αισθήσεις

·         γνώση

ο Ορθολογισμός υποστηρίζει την a priori γνώση (με τις έμφυτες ιδέες) ενώ ο Εμπειρισμός την a posteriori με την αλληλεπίδραση με τον εξωτερικό κόσμο

·         πηγή της γνώσης

για τους Ορθολογιστές είναι ο ίδιος ο νους, ενώ για τον Εμπειρισμό είναι μόνον οι αισθήσεις

·         όρια της γνώσης

Ο Ορθολογισμός υποστηρίζει πως μπορούμε να φτάσουμε στη βαθύτερη ουσία των πραγμάτων, στο είναι, ενώ ο Εμπειρισμός θεωρεί πως η γνώση μας περιορίζεται στα φαινόμενα

·         έννοια των ιδεών

στους Ορθολογιστές έχει τη σημασία των καθόλου, των γενικών εννοιών (έμφυτες ιδέες) ενώ στους Εμπειριστές έχει τη σημασία των ειδώλων, των αναπαραστάσεων δηλαδή των υλικών πραγμάτων

τις οποίες μπορούμε να τις παρουσιάσουμε παραστατικά:

Βασική Αντίληψη	Ορθολογισμός	Εμπειρισμός
Νους	Αυτόνομος	tabula rasa
Γνώση	a priori	a posteriori
πηγή γνώσης	Νους	αισθήσεις, εμπειρία
όρια γνώσης	καθόλου, ουσία	Φαινόμενα
έννοια ιδεών	Έμφυτες	είδωλα, αναπαραστάσεις

     Η αναπαραστατική θεωρία για τη γνώση υποστηρίζει τις βασικές θέσεις του Εμπειρισμού. Υπάρχουν πολλές θεωρίες για τη γνώση, από την αρχαιότητα έως τη σύγχρονη εποχή, οι οποίες θα μπορούσαν να χαρακτηριστούν «αναπαραστατικές».

     Ξεκινώντας από την αρχαία εποχή (Ατομικοί Φιλόσοφοι, Αριστοτέλης, Στωικοί) συνεχίζοντας στη Σχολαστική φιλοσοφία του Μεσαίωνα έως και τον Θετικισμό του 17ου αιώνα συναντώνται στοιχεία στη γνωσιοθεωρία πολλών στοχαστών που παρουσιάζουν αντιπροσωπευτικό χαρακτήρα.

     Και στη σύγχρονη εποχή σε χώρους όπως αυτός της γνωσιακής ψυχολογίας, της γλωσσολογίας, της φιλοσοφίας της επιστήμης αλλά και των μαθηματικών και της πληροφορικής γίνεται λόγος για την αναπαραστατική θεωρία της γνώσης (representational theory of knowledge).

     Οι αγγλικές λέξεις representation (αναπαράσταση) και to represent (αναπαριστώ) προέρχονται αντίστοιχα από τις λατινικές repraesentatio και repraesentare. Σύμφωνα με το Oxford Latin Dictionary σημαίνει:

α) την ενέργεια του να φέρνω κάτι στη σκέψη (an act of bringing something before the mind) ή

β) μια εικόνα ή μία αναπαράσταση στην τέχνη (an image or a representation in art).

     Και οι δύο ερμηνείες πάντως αναφέρονται στην ενέργεια του να παρουσιάζεται κάτι ως παρόν, ενώ πριν από λίγο ήταν απόν, να γίνεται δηλαδή κατά κάποιο τρόπο παρόν ξανά. Ιδιαίτερα το ρόλο των ειδώλων ως διαμεσολαβητικών εργαλείων μεταξύ νου και φυσικού κόσμου.

     Αυτό που υποστηρίζουν οι αναπαραστατικές θεωρίες είναι πως κατά τη γνωσιακή διαδικασία το «Υποκείμενο» δεν έχει ποτέ άμεση αντίληψη του «Αντικειμένου» αυτού καθαυτό, αλλά πάντοτε υπάρχει μια αναπαράσταση, ένα είδωλο του γνωστικού αντικειμένου, που λειτουργεί ανάμεσά τους ως διαμεσολαβητικός παράγοντας.

     Η κάθε θεωρία ονομάζει διαφορετικά αυτά τα είδωλα. Έτσι στους Στωικούς γίνεται λόγος για φάντασμα, στους Σχολαστικούς για species και στους Θετικιστές για ιδέα.

     Από μία τέτοια τοποθέτηση εγείρονται δύο ιδιαίτερα σημαντικά ζητήματα:

1.   Αν ο ανθρώπινος νους έρχεται σε επαφή μόνο με τα είδωλα του εξωτερικού κόσμου και ποτέ με τα πράγματα αυτά καθαυτά, πώς μπορεί να τα γνωρίσει ουσιαστικά; Μπορεί να φτάσει στην απόλυτη γνώση;

Η απορία αυτή αποτελεί ταυτόχρονα και την αφετηρία του στοχασμού του John Locke ενισχύοντας την άποψή του για το πεπερασμένο της δυνατότητας της γνώσης.

2.   Εφόσον το μόνο που γνωρίζει ο άνθρωπος είναι μία αναπαράσταση του εξωτερικού περιβάλλοντος, πώς είναι σίγουρος πως ο κόσμος υπάρχει πραγματικά; Εφόσον οι ιδέες είναι το μοναδικό, πραγματικό περιεχόμενο του νου, τι συμβαίνει με τα εξωτερικά αντικείμενα;

Τα ερωτήματα αυτά οδηγούν στην ιμματεριαλιστική θεωρία του Berkeley περί esse est percipi και στον απόλυτο σκεπτικισμό της καθολικής ανυπαρξίας του εξωτερικού κόσμου.