Μαρ 20 2016

ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΕΙΣ

Συντάκτης: κάτω από ΣΕΝΑΡΙΟΓΡΑΦΟΣ

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 1ο σενάριο και το Interactive Physics για το 2ο 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.

 

1η 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.

 

  1. 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 1η 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 2η 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 1η

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 2η 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 30ο, 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 30ο 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 30ο, 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 2η

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=30ο 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.

 

 

2η 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.

 

  1. 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 1η στοχεύει στην ανάδειξη των αρχικών απόψεων-εναλλακτικών ιδεών των μαθητών.
  • Η 2η στοχεύει στην αναδόμηση ή τη συμπλήρωση των αρχικών απόψεων των μαθητών και στη διατύπωση με ακρίβεια της γνώσης που ανακαλύφθηκε.
  • Η 3η είναι εφαρμογή των νέων γνώσεων, ώστε οι μαθητές να εξετάσουν αν οι νέες απόψεις παρέχουν επαρκέστερες των δικών τους ερμηνείες των φυσικών φαινομένων.
  • Η 4η στοχεύει στη σύνδεση με άλλες γνωστικές περιοχές και στην προετοιμασία για την εισαγωγή νέων γνώσεων

 

 

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ:

 

  • Δραστηριότητα 1η

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 2η 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 2η

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 3η

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 4η

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………………………………………………

 

 

3η 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.

 

  1. 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 1η στοχεύει στην ανάδειξη των αρχικών απόψεων-εναλλακτικών ιδεών των μαθητών.
  • Η 2η στοχεύει στην αναδόμηση ή τη συμπλήρωση των αρχικών απόψεων των μαθητών και στη διατύπωση με ακρίβεια της γνώσης που ανακαλύφθηκε.
  • Η 3η είναι εφαρμογή των νέων γνώσεων, ώστε οι μαθητές να εξετάσουν αν οι νέες απόψεις παρέχουν επαρκέστερες των δικών τους ερμηνείες των φυσικών φαινομένων.
  • Η 4η στοχεύει στη σύνδεση με άλλες γνωστικές περιοχές και στην προετοιμασία για την εισαγωγή νέων γνώσεων.

 

 

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

 

  • Δραστηριότητα 1η

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 30ο, 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 2η

Με τη δραστηριότητα αυτή υποστηρίζουμε τον 5ο , 6ο και 7ο 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 30ο, 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 3η

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 4η
     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.) 2ο 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

 

 

 

Δεν υπάρχουν ακόμη σχόλια




RSS Σχόλιων

Αφήστε μια απάντηση