Βασικά στοιχεία ταυτότητας του

Νέου Προγράμματος Σπουδών

 

Το νέο Πρόγραμμα Σπουδών για τη διδασκαλία της Φυσικής στο Γυμνάσιο :

 

1. Υιοθετεί την αντίληψη της πολλαπλότητας των διδακτικών προσεγγίσεων

αλλά συγχρόνως αποδίδει «ρόλο πρωταγωνιστή»

α. σε εργαστηριακές δραστηριότητες και

β. στην αξιοποίηση των Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνίας

 

2. Μεριμνά για την σημασία των μαθηματικών σχέσεων χωρίς όμως να τους αποδίδει κυρίαρχο ρόλο.

Προτείνει επτά μαθηματικές σχέσεις για τη διδασκαλία στη Β΄Γυμνασίου

Σχέση βάρους και μάζας Β = mg, εξίσωση ορισμού της έννοιας πυκνότητα ρ = m/V, εξίσωση ορισμού της έννοιας πίεση  p= F/A, εξίσωση για την ισορροπία των ρευστών p2 - p1 = ρgh, εξίσωση για την τιμή της άνωσης A = ρgV, νόμος Boyle Mariote p1V1 = p2V2 , εξίσωση της θερμιδομετρίας Q = mcΔθ

Για την Γ΄ Γυμνασίου προτείνει δώδεκα μαθηματικές σχέσεις. Εξίσωση ευθύγραμμης ομαλής κίνησης x = υt, εξισώσεις ορισμού των εννοιών έργο και ισχύς W = F x και Ρ = W/t , εξισώσεις Κ = ½mυ2 και U = mgh για την κινητική και τη δυναμική ενέργεια, εξισώσεις ορισμού των εννοιών ένταση ρεύματος και διαφορά δυναμικού Ι = q/t και V = W/q, εξίσωση

Ρ = VI για την ηλεκτρική ισχύ, ο νόμος του Ohm I = V/R, εξισώσεις για τη σύνδεση αντιστατών, θεμελιώδης εξίσωση της κυματικής υ = λf.

 

3. Αποσαφηνίζει τη διάκριση των γνωστικών αντικειμένων σε τέσσερις νοητικές κατηγορίες

« ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ, ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ, ΕΝΝΟΙΕΣ, ΝΟΜΟΙ-ΘΕΩΡΙΕΣ » αποδίδοντας βαρύτητα σε υλικά αντικείμενα, φαινόμενα και έννοιες.

 

4. Υιοθετώντας τη θεώρηση ότι η δόμηση της επιστήμης είναι - κατά βάση - μια διαδρομή από την ΕΜΠΕΙΡΙΑ στις ΕΝΝΟΙΕΣ και στη - μέσω εννοιών – διαμόρφωση της γλώσσας, στην αναζήτηση κανονικοτήτων, στην ερμηνεία και την πρόβλεψη ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ και με την επίγνωση για τη σημασία του ρόλου των ΜΟΝΤΕΛΩΝ και των μαθηματικών, το Πρόγραμμα θεμελιώνεται πάνω στην πεποίθηση ότι «η διδασκαλία της Φυσικής οφείλει να μοιάζει με αυτό που είναι η Φυσική»

 

5. Εισάγει την ΙΔΕΑ ενός Μικρόκοσμου και την αντίστοιχη Θεωρία μέσα από λογικούς συλλογισμούς, θεμελιωμένους στην ΕΜΠΕΙΡΙΑ της ελαστικότητας των αερίων. Καταβάλλεται δηλαδή προσπάθεια η ΙΔΕΑ για έναν Μικρόκοσμο να μην εμφανίζεται ξαφνικά, αδικαιολόγητα και με ύφος ακλόνητης θρησκευτικής αλήθειας, αλλά να καθοδηγείται η σκέψη των διδασκόμενων από τα εμπειρικά γεγονότα προς αυτήν και να εξυπηρετείται έτσι ο γενικότερος στόχος κατανόηση του «πώς δομείται η επιστήμη»

 

6. Αξιοποιεί διδακτικά, στοιχεία από την ιστορική εξέλιξη της επιστήμης

 

7. Αποδίδει σημασία τόσο σε ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ σχετιζόμενα με την καθημερινή ζωή όσο και σε φαινόμενα ασυνήθη τα οποία παρατηρούνται στο εργαστήριο

 

8. Προτείνει η διδασκαλία

α. να θεμελιώνεται κυρίως πάνω σε προϋπάρχουσες εμπειρίες – μνήμες των διδασκομένων καθώς και σε ορισμένες γνώσεις για τις Φυσικές Επιστήμες τις οποίες διαθέτουν από τη φοίτηση στο Δημοτικό Σχολείο

β. να αποδίδει έμφαση σε ομαδοσυνεργατικές διαδικασίες

γ. να ενδιαφέρεται για τις εναλλακτικές ιδέες των μαθητών και να εφαρμόζει μεθόδους διδασκαλίας που ενδεχομένως οδηγούν σε γνωστική σύγκρουση

δ. να προβλέπει διεργασίες μεταγνώσης

ε. να περιλαμβάνει ερευνητικές εργασίες – projects – κατά την οκτάμηνη «διαδρομή»

 

9. Περιγράφει τόσο τους γνωστικούς στόχους όσο και τις δεξιότητες/ικανότητες που θα πρέπει να μεταδώσει το μάθημα ως εφόδιο για την περαιτέρω μάθηση, και για την προσωπική και κοινωνική

ανάπτυξη των μαθητών.

 

10. Μεριμνά ώστε η ποσότητα των προτεινόμενων για διδασκαλία γνωστικών αντικειμένων να αντιστοιχεί σε μια χωρίς άγχος διδασκαλία σε 46 περίπου διδακτικές ώρες.

 

11. Η σύνταξη του Προγράμματος υιοθετεί, τέλος,  τη θεώρηση ότι από τα  γνωστικά αντικείμενα του Προγράμματος ειδικά οι ΕΝΝΟΙΕΣ  συνιστούν στοιχεία ενός δικτύου. Οι προτεινόμενες για διδασκαλία έννοιες διαπλέκονται και παράλληλα δεν αποδίδεται σε όλες η ίδια βαρύτητα.

Ένας «πρωτεύων» ρόλος αποδίδεται στην έννοια ΕΝΕΡΓΕΙΑ, η οικοδόμηση της οποίας, κατά τη διδασκαλία στην Γ΄Γυμνασίου, «απλώνεται» σε όλο το Πρόγραμμα αυτής της τάξης  και κυριολεκτικά κυριαρχεί.   Η απόδοση αυτού του ρόλου στην ενέργεια συνιστα επιλογή της Επιτροπής .   Η συγκεκριμένη έννοια α. υπάρχει στις γνωστικές αποσκευές των διδασκομένων ως όρος με πολλές σημασιακές αποχρώσεις, σε οικονομία, οικολογία, μηχανολογία, φυσιολογία και γενικότερα στην καθημερινή πρακτική     β. διαθέτει ενοποιητική δυνατότητα προσφέροντας κοινή γλώσσα σε διαφορετικές επιστήμες   γ. είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική στο να περιγράφει τις δύο βασικές εκδηλώσεις της ύλης, την κίνηση και την αλληλεπίδραση, ενώ συγχρόνως     δ. είναι αναγκαία για να οδηγήσει στην κατανόηση σύγχρονων κοινωνικών προβλημάτων, ανάμεσα στα οποία ιδiαίτερα σημαντικό είναι η ΑΕΙΦΟΡΟΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗ

Από τις άλλες έννοιες δίνεται έμφαση στην έννοια δύναμη και στη σχέση της με την ενέργεια και στην έννοια θερμότητα η σύνδεση της οποία με τη μεγάλη οικογένεια της ενέργειας γίνεται μεθοδικά και όχι με  αφοριστικό τρόπο όπως συμβαίνει σε παλαιότερα Προγράμματα.

 

Η έννοια ΔΥΝΑΜΗ

Κατά τη διδασκαλία στη Β΄ Γυμνασίου

Αναφερόμενος σε στερεά αντικείμενα, ο διδάσκων επικαλείται την εμπειρία του σπρώχνω και του τραβώ. Η δύναμη παρουσιάζεται ως ΕΝΝΟΙΑ που περιγράφει την ΕΜΠΕΙΡΙΑ του σπρώχνω και του τραβώ. Πέραν αυτού η δύναμη παρουσιάζεται να έχει κάθε στιγμή μία κατεύθυνση με την οποία περιγράφεται το προς τα που του σπρώχνω και του τραβώ. Τέλος με βάση τις παραμορφώσεις τις οποίες προκαλεί σε ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ όπως το ελατήριο μπορούμε να μετρήσουμε την τιμή της.

Η ιδέα ότι η Γη τραβά τα σώματα προς το έδαφος – η οποία συνιστά μια «ανάγνωση» της γνωστής εμπειρίας -οδηγεί στο να δεχθούμε ότι το βάρος ενός σώματος είναι δύναμη ασκούμενη

στο σώμα από τον πλανήτη Γη

Στις ενότητες 2 ΝΕΡΟ και 3 ΑΕΡΑΣ η δύναμη παρουσιάζεται ως ΕΝΝΟΙΑ που περιγράφει την ΕΜΠΕΙΡΙΑ του «ότι κάθε ρευστό σπρώχνει την επιφάνεια κάθε επισκέπτη ακόμα κι αν είναι ακίνητο». Στο σχετικό εννοιολογικό δίκτυο η σπρώχνουσα δύναμη θα συμβάλει στην οικοδόμηση της έννοιας πίεση.

 

 Εξάλλου η όλη διδασκαλία συνιστά και μια διαδρομή από την ΕΜΠΕΙΡΙΑ στις ΕΝΝΟΙΕΣ και τα ΜΟΝΤΕΛΑ ανεξάρτητα από το γεγονός ότι ο όρος μοντέλο δεν εμφανίζεται συχνά στη διδασκαλία

 

Συνοπτικά στη διδασκαλία της Β΄ Γυμνασίου η δύναμη

α. περιγράφει την εμπειρία του σπρώχνω και του τραβώ

β. έχει κατεύθυνση

γ. μπορεί να προκαλέσει και παραμόρφωση μεβάση την οποία είναι δυνατόν να μετρηθεί η τιμή της

Εξυπακούεται ότι τα στοιχεία αυτά ΔΕΝ συνιστούν ορισμό της έννοιας δύναμη.

 

Κατά τη διδασκαλία στη Γ΄ Γυμνασίου

Η εννοιολογική οικοδόμηση εμπλουτίζεται κατά τη διδασκαλία στη Γ΄ Γυμνασίου κατά την οποία η έννοια δύναμη , χωρίς να χάσει τα προηγούμενα χαρακτηριστικά της, παρουσιάζεται ως κάτι γενικότερο :   ΑΙΤΙΑ μεταβολής της κίνησης.

Στη σχετική διδασκαλία τα σώματα στα οποία ασκείται είναι μη παραμορφώσιμα – κοντολογίς ΜΟΝΤΕΛΑ – όπως το υλικό σημείο και το rigid body, χωρίς οι όροι αυτοί να αναφέρονται στη διδασκαλία.

Η νέα γενικότερη προσέγγιση «αιτία μεταβολής της κίνησης» εκτός του ότι παρουσιάζει τη θεώρηση της νευτωνικής φυσικής οδηγεί στο να αναγνωριστούν ως δυνάμεις η τριβή ολίσθησης και η αντίσταση του αέρα η δράση των οποίων δεν σχετίζεται με τις εμπειρίες του σπρώχνω και του τραβώ. Από τη σκοπιά της διδασκαλίας το ότι η τριβή ολίσθησης μπορεί να θεωρηθεί δύναμη θα βασιστεί στην εμπειρία ότι η παρουσία της – ως συνισταμένη- προκαλεί μεταβολή της κίνησης. Το ίδιο ισχύει και για την αντίσταση του αέρα.

Στην ενότητα ΗΛΕΚΤΡΟ ΚΑΙ ΜΑΓΝΗΤΗΣ - η οποία εμπεριέχει στοιχεία Ηλεκτροστατικής, στοιχεία Ηλεκτροδυναμικής, συνοπτική περιγραφή αλληλεπιδράσεων ρευματοφόρων αγωγών και μαγνητών και το φαινόμενο ηλεκτρομαγνητική επαγωγή – η έννοια μπορεί να περιγράψει τις ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις ή την αλληλεπίδραση δύο μαγνητικών πόλων με βάση και μόνο το αρχέτυπο του σπρώχνω και του τραβώ. Ωστόσο το σπρώχνω και το τραβώ δεν αρκούν για να περιγραφεί λόγου χάρη η επίδραση ενός ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού στον πόλο μιας μαγνητικής βελόνας. Στη γενική περίπτωση οι ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις δεν συνιστούν έλξη ή άπωση.

 

Η έννοια ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

Κατά τη διδασκαλία στη Β΄ Γυμνασίου

Η θερμότητα παρουσιάζεται ως έννοια αναγκαία στο να ερμηνεύει και να προβλέπει ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ,

για την ερμηνεία και την πρόβλεψη των οποίων τα οποία δεν αρκεί η έννοια θερμοκρασία. Το τι θα συμβεί, λόγου χάρη, κατά την ανάμειξη δύο υγρών διαφορετικής θερμοκρασίας η οποία καταλήγει σε θερμική ισορροπία δεν είναι δυνατόν να προβλεφθεί μόνο με την έννοια θερμοκρασία. Η θερμοκρασία δεν είναι «κάτι» που μεταβιβάζεται από το ένα σώμα στο άλλο.

Κάτι ανάλογο συμβαίνει με την ταχύτητα ενός σώματος το οποίο συγκρούεται με άλλο.

Η ταχύτητα δεν μεταβιβάζεται, ενώ κάτι που μεταβιβάζεται είναι η ορμή και η ενέργεια.

Η θερμότητα παρουσιάζεται ως «κάτι» το οποίο ρέει - άγεται , μέσα από την ύλη - με συγκεκριμένη κατεύθυνση από ένα σώμα ορισμένης θερμοκρασίας σε ένα άλλο σώμα με χαμηλότερη θερμοκρασία.

Η θερμότητα παρουσιάζεται και ως ποσότητα που μπορεί να μετρηθεί. Οι ποσότητες θερμότητας που ρέουν από μια πηγή θερμικής παροχής σε ένα ψυχρότερο σώμα θεωρούνται ανάλογες με τα χρονικά διαστήματα της παροχής.

Είναι βέβαια γεγονός κατά την εξέλιξη σχετικών φαινομένων όπως η θέρμανση «κάτι» ΜΕΤΑΒΙΒΑΖΕΤΑΙ από το σώμα Α στο σώμα Β. Το «μεταβιβάζεται» - η καλύτερη ίσως απόδοση του αγγλικού transfer υποδηλώνει ότι το σώμα Α έχει λιγότερη ποσότητα από αυτό το κάτι ενώ το σώμα Β έχει περισσότερη ποσότητα, όπως κάποιος που μεταβιβάζει την περιουσία του σε έναν άλλον. Το «μεταβιβάζεται» εμπεριέχει και μια λογική «διατήρησης».

Το ότι αυτό που μεταβιβάζεται είναι ΕΝΕΡΓΕΙΑ θα διδαχθεί στην Γ΄ Γυμνασίου προκειμένου να αποφευχθεί η συνήθης ουρανοκατέβατη – και χωρίς κανένα επιχείρημα - διατύπωση « η θερμότητα είναι μορφή μεταβιβαζόμενης ενέργειας» τη στιγμή που ο διδασκόμενος δεν γνωρίζει τι ακριβώς σημαίνει ενέργεια. Εξάλλου για τη μελέτη όλων των φαινομένων που έχουν επιλεγεί η ενεργειακή υπόσταση της θερμότητας δεν είναι αναγκαία

 

 

Κατά τη διδασκαλία στη Γ΄ Γυμνασίου

Η εννοιολογική οικοδόμηση της έννοιας θερμότητα εμπλουτίζεται κατά τη διδασκαλία στη Γ΄ Γυμνασίου, αφού προηγηθεί η διδασκαλία της έννοιας μεταβιβαζόμενη ενέργεια – έργο δύναμης.

Μέσα από την εμπειρία των σχετικών μηχανών η θερμότητα παρουσιάζεται ότι είναι κάτι σαν το έργο δύναμης, αλλά αυτό γίνεται με διδασκαλία που επικαλείται επιχειρήματα όσο γίνεται πιο πειστικά.

Είναι πριν απ’ όλα η εμπειρία της ατμομηχανής. Η ροή θερμότητας προς μια ποσότητα νερού προκαλεί δημιουργία ατμών οι οποίοι σπρώχνουν και θέτουν κάποιο έμβολο σε κίνηση. Η θερμότητα δηλαδή «κάνει» ότι και το έργο. Από την άλλη το έργο μιας δύναμης μπορεί να προκαλέσει ότι και η θερμότητα, αύξηση της θερμοκρασίας.

Αυτό βέβαια δεν είναι αρκετό γι αυτό και οι άνθρωποι ενώ ήξεραν τι συμβαίνει με τις μηχανές ατμού καθυστέρησαν να αποφανθούν οριστικά ότι η θερμότητα είναι «κάτι σαν το έργο».Έπρεπε να επινοηθεί τρόπος ώστε μέσα από ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ κάθε φορά που μια μονάδα έργου μετατρέπεται σε θερμότητα να εμφανίζεται «καταμετρημένη» η ίδια πάντα ποσότητα θερμότητας. Και αυτό το κατάφερε ο Joule. Επινόησε μια σειρά από διατάξεις με τις οποίες- χρησιμοποιώντας θερμόμετρα, μετροταινίες και ζυγαριές - απέδειξε μέσα από μετρήσεις ότι μια μονάδα έργου αντιστοιχεί πάντοτε στην ίδια ποσότητα θερμότητας.

Η θεώρηση ότι η θερμότητα είναι μεταβιβαζόμενη ενέργεια, ή ακόμα καλύτερα μηχανισμός μεταβίβασης ενέργειας, εμπλουτίζει τη διδακτική παρουσίαση του «μεταβιβαζόμενη ενέργεια».

Ο διδάσκων συνοψίζοντας ότι «Η μεταβίβαση ενέργειας σε ένα σώμα μπορεί α. να θέσει το ακίνητο σώμα σε κίνηση β. να ανυψώσει το σώμα γ. να προκαλέσει αύξηση της θερμοκρασίας του σώματος» μπορεί να οδηγήσει τη σκέψη των μαθητών και στο ότι «αυτό που προσφέρει μια μπαταρία στο λαμπάκι ή στο μοτεράκι» είναι «μεταβιβαζόμενη ενέργεια».

 

 

 

Για την Β΄ Γυμνασίου προτείνεται

Ενότητα 1    ΓΗ                                           6 διδακτικές ώρες

Ενότητα 2    ΝΕΡΟ                                      8 διδακτικές ώρες

Ενότητα  3   ΑΕΡΑΣ                                    8 διδακτικές ώρες

Ενότητα  4   Η ΖΕΣΤΗ ΚΑΙ ΤΟ ΚΡΥΟ          10  διδακτικές ώρες

Ενότητα  5   ΤΟ ΦΩΣ                                  9  διδακτικές ώρες

Ενότητα  6   ΟΥΡΑΝΟΣ                              5  διδακτικές ώρες

 

 

 Για την Γ΄ Γυμνασίου προτείνεται

Ενότητα 1     Η ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ               4 διδακτικές ώρες

Ενότητα 2     ΟΙ ΝΟΜΟΙ ΤΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ                     7 διδακτικές ώρες

Ενότητα  3    Η έννοια ΕΝΕΡΓΕΙΑ                      14 διδακτικές ώρες

Ενότητα  4    ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΟ ΚΑΙ Ο ΜΑΓΝΗΤΗΣ      15  διδακτικές ώρες

Ενότητα  5    ΚΥΜΑΤΑ                                             6  διδακτικές ώρες