H διδασκαλία της Φυσικής στην Α΄ Λυκείου

Το Πρόγραμμα Σπουδών για

το σχολικό έτος 2011- 12

 

Το πρώτο που παρατηρεί κανείς διαβάζοντας το Πρόγραμμα  και τις Οδηγίες

είναι ότι το προτεινόμενο Πρόγραμμα Σπουδών έχει ένα χαρακτήρα «προσωρινό».  Εξυπηρετεί μια συγκεκριμένη την αναγκαιότητα . «Για πολλούς από τους  μαθητές της Α’  Λυκείου, το σχολικό έτος 2011-12 είναι το τελευταίο στο οποίο θα διδαχθούν Φυσική».  Χρειαζόταν, συνεπώς, ένα Πρόγραμμα προσαρμοσμένο στην αναγκαιότητα αυτή.

 

Το επί 11 χρόνια Πρόγραμμα Σπουδών

Πρόταση για διδασκαλία

σε 58 περίπου διδακτικές ώρες

Το προτεινόμενο Πρόγραμμα Σπουδών

Πρόταση για διδασκαλία

σε 70 περίπου διδακτικές ώρες

1. ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ  

2. ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗ ΚΙΝΗΣΗ   

3. ΔΥΝΑΜΙΚΗ  ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ 

4. ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ   

5. ΒΑΡΥΤΗΤΑ

6. ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΟΡΜΗΣ

7. ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

8. ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ  ΚΑΙ ΥΠΟΒΑΘΜΙΣΗ

ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

1. ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ 

2. ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗ ΚΙΝΗΣΗ   

3. ΔΥΝΑΜΙΚΗ  ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ 

4. ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ   

5. ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

6. ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 

7. ΣΥΝΕΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ

Με κόκκινο χρώμα οι απαλείψεις

Με πράσινο οι προσθήκες και οι αλλαγές

 

Στο  νέο Πρόγραμμα Σπουδών για τη διδασκαλία της Φυσικής στην Α΄ Λυκείου

προτείνονται επτά ενότητες

προκειμένου να διδαχθούν σε 70 ώρες διδασκαλίας

1. ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ                 4 διδακτικές ώρες

2. ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗ ΚΙΝΗΣΗ              10 ώρες

3. ΔΥΝΑΜΙΚΗ  ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ  12 ώρες

4. ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ          10 ώρες

(Οι ενότητες 2, 3 και 4  –  συνολικά ώρες 32 διδασκαλίας- θεωρείται, σύμφωνα με το νέο Πρόγραμμα,

ότι ανήκουν στη γενικότερη  θεματική ενότητα ΜΗΧΑΝΙΚΗ, ενώ στο μέχρι τώρα Πρόγραμμα δεν υφίσταται αντίστοιχη θεώρηση ) 

5. ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ    10 ώρες

6. ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ                          12 ώρες

(Οι δύο ενότητες –  συνολικά ώρες 22 διδασκαλίας- θεωρείται, σύμφωνα με το νέο Πρόγραμμα,

ανήκουν στη γενικότερη θεματική ενότητα ΕΝΕΡΓΕΙΑ, ενώ στο μέχρι τώρα Πρόγραμμα

δεν υφίσταται αντίστοιχη θεώρηση ) 

 

7. ΣΥΝΕΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ                   12 ώρες

( Ανήκει στη «γενικότερη» (;) θεματική ενότητα ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ )

 

1. Από τη σκοπιά της ΠΟΣΟΤΗΤΑΣ

Η ενδεκάχρονη εμπειρία από το ισχύον μέχρι Πρόγραμμα μας δίδαξε ότι

οι προτεινόμενες οκτώ ενότητες, για 58 διδακτικές ώρες, δεν διδάχτηκαν - στο σύνολό τους- ποτέ.  Ακόμα και όταν έγιναν,  για το έτος 2010-11,  οι γνωστές προτάσεις για «συγκεκριμένη διαχείριση» του διδακτικού υλικού πρόταση η οποία, εκτός των άλλων, εμπεριείχε την διδακτική υποβάθμιση της ενότητας ΒΑΡΥΤΗΤΑ και τον αποκλεισμό φαινομένων όπως η οριζόντια βολή. Η 11χρονη εμπειρία έδειξε ότι - κατά μέσο όρο- η διδασκαλία περιοριζόταν σε έξι περίπου ενότητες, με βασικά χαρακτηριστικά

Παράλληλα, μολονότι σε μεμονωμένες περιπτώσεις η διδασκαλία είχε υποστήριξη από Νέες Τεχνολογίες, στη μεγάλη πλειοψηφία των περιπτώσεων, η διδασκαλία περιείχε

για λύση ή λύθηκαν κατά τη διάρκεια του μαθήματος.

Στα πλαίσια αυτά, η  11χρονη εμπειρία, με βάση τα χαρακτηριστικά που περιγράψαμε,  δημιούργησε μια δική της πρακτική η οποία «εδραιώθηκε». 

 

Το «να διδαχθούν», συνεπώς,  τα προτεινόμενα από το νέο Πρόγραμμα

γνωστικά αντικείμενα σε 70 διδακτικές ώρες είναι δύσκολο να υλοποιηθεί

αλλά δεν είναι ανέφικτο εφόσον η διδασκαλία μας διατηρηθεί

στα πλαίσια της εδραιωμένης πρακτικής  

 

Είναι, επίσης,  θετική η προτροπή να μην εξαντλούν τις ώρες διδασκαλίας σε «περιγραφή της ευθύγραμμης κίνησης» - όπως συμβαίνει εδώ και δεκαετίες.  Συγκεκριμένα στον Οδηγό γράφεται :

Καλόν είναι να μη σπαταλιέται δυσανάλογα μεγάλο μέρος του διδακτικού χρόνου στην επεξεργασία εννοιών που αποκλίνουν από το βασικό εννοιολογικό πυρήνα κάθε πλαισίου, όπως π.χ. οι κινηματικές έννοιες και οι σχέσεις τους.

 

2. Από τη σκοπιά της δομής:

Το νέο Πρόγραμμα διατηρεί την «απίστευτη» διάκριση  

σε  ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ και

σε ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ

η οποία προκαλεί σοβαρότατες εννοιακές συγχύσεις.

 

Αναφορικά με τη ΔΥΝΑΜΙΚΗ, η μοναδική διάκριση που υφίσταται

είναι εκείνη

σε «δυναμική υλικού σημείου» και   σε «δυναμική του στερεού σώματος» . 

Η υφιστάμενη, σε ορισμένα ευρωπαϊκά Προγράμματα Σπουδών, διάκριση σε

ΚΙΝΗΣΗ σε μία διάσταση και   σε ΚΙΝΗΣΗ στο επίπεδο

αναφέρεται σε ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ των αντίστοιχων φαινομένων.  

ανήκει δηλαδή στην ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗ.

 

Ας δούμε όμως γιατί η διατήρηση της διάκρισης

συνιστά  «γεγονός απίστευτο».

 

Ο τίτλος της τρίτης ενότητας  του  Προγράμματος Σπουδών είναι  

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ

και ο τίτλος της τέταρτης  ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ

Αναρωτιέται ο μαθητής :

Τι ακριβώς σημαίνει «ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ »;

Τι ακριβώς σημαίνει «ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ »;

Σε τι διαφέρουν ;

Αναρωτιέται ο διδάσκων φυσικός :

Τι ακριβώς σημαίνει «ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ »;

Τι ακριβώς σημαίνει «ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ »;

Οι όροι συνιστούν βέβαια συνιστά «κληρονομιά» του προηγούμενου Προγράμματος αλλά,  εξ όσων γνωρίζω,  τέτοιοι όροι  ΔΕΝ ΥΦΙΣΤΑΝΤΑΙ

 

Στη σελίδα  74 -του μέχρι σήμερα εγκεκριμένου σχολικού βιβλίου- βρίσκεται

η απάντηση για το ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ

Αρχικά θα μελετήσουμε τη σχέση της δύναμης με την κίνηση  

σε μία μόνο διάσταση, δηλαδή  σε ευθεία γραμμή

Στη σελίδα  110 η απάντηση για το ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ 

Στο κεφάλαιο αυτό θα μελετήσουμε τη σχέση της δύναμης με την κίνηση  ενός σώματος στο επίπεδο

 

Συμπεραίνει ο μαθητής :

Νομίζω ότι κατάλαβα...  ενώ στο δεύτερο κεφάλαιο

θα μελετηθεί,  από τη σκοπιά της Δυναμικής, 

το φαινόμενο ευθύγραμμη κίνηση,

στο τρίτο κεφάλαιο θα  μελετηθεί,  από τη σκοπιά της Δυναμικής,

το φαινόμενο  κίνηση στο επίπεδο

 

Νομίζει ότι κατάλαβε

διότι τα πράγματα όμως δεν είναι έτσι ακριβώς.

 

Και ξεφυλλίζοντας το βιβλίο στο κεφάλαιο

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ – αλλά και το νέο Πρόγραμμα- διαπιστώνει ότι

δεν περιορίζεται  στην εφαρμογή των νευτωνικών νόμων στο φαινόμενο  ευθύγραμμη κίνηση

αλλά εμπλέκεται και η σύνθεση δυνάμεων της ίδιας διεύθυνσης.

 

Λες και κατά το φαινόμενο  ευθύγραμμη κίνηση όλες οι ασκούμενες οι ασκούμενες στο σώμα δυνάμεις πρέπει να έχουν την ίδια διεύθυνση

 

Στο επόμενο κεφάλαιο ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ στο οποίο υποτίθεται ότι  το θέμα του είναι το φαινόμενο  κίνηση στο επίπεδο

εμβρόντητοι οι διδασκόμενοι διαπιστώνουν  να τους παρουσιάζουν

 

α. τον ΤΡΙΤΟ ΝΟΜΟ ΤΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ

β. τη διάκριση σε δυνάμεις από απόσταση και σε δυνάμεις

«από» επαφή 

γ. τον νόμο της τριβής

δ. την έννοια στατική τριβή

ε. τη σύνθεση δυνάμεων που δεν είναι  συγγραμμικές

λες και όλα αυτά τα γνωστικά αντικείμενα έχουν σχέση μόνο με το φαινόμενο ΚΙΝΗΣΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ

 

Οι συντάκτες του προηγούμενου  Προγράμματος έχουν κάνει μία εντυπωσιακή εννοιολογική σύγχυση:

Έχουν «εμπλέξει»

τη Γεωμετρία της ΜΟΡΦΗΣ ΤΗΣ ΤΡΟΧΙΑΣ

 

με τη Γεωμετρία των ΑΣΚΟΥΜΕΝΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ

Ίσως τους διαφεύγει ότι  

 

Μπορεί οι ασκούμενες στο σώμα δυνάμεις

να μην είναι συγγραμμικές και η τροχιά 

να είναι μονοδιάστατη   

 

β. Μπορεί οι ασκούμενες στο σώμα δυνάμεις να έχουν την ίδια διεύθυνση

 αλλά η τροχιά να μην είναι μονοδιάστατη

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Το αποτέλεσμα είναι να εκδηλώνεται

μία - αριστοτελικής καταγωγής- σύγχυση

του φαινομένου κίνηση με την έννοια δύναμη.

 

Εξ όσων γνωρίζω

η σύγχυση είχε διαπιστωθεί από αρκετούς καθηγητές Λυκείου,

έχει γίνει και σχετική ανακοίνωση σε Συνέδριο ( Λάρισα 2006, Πανελλήνιο Συνέδριο της Ένωσης Ελλήνων Φυσικών  ) στην οποία ομονοούσαν ΟΛΟΙ οι παρόντες σύνεδροι, αλλά

Η ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ και η ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ αφού εδραιώθηκαν ως μια «μορφή Αλήθειας» επί μία δεκαετία επανέρχονται το 2011 με ένα «νέο» Πρόγραμμα Σπουδών

Κυρία . . Κυρία . . «γιατί άραγε οι δύο ΝΕΥΤΩΝΙΚΟΙ νόμοι ανήκουν στο ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ και ο τρίτος νόμος στο ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ;»

Κυρία . . Κυρία . . «γιατί άραγε φαινόμενα ευθυγράμμων κινήσεων, όπως η ευθύγραμμη κίνηση σε ένα οριζόντιο έδαφος με τριβή και οι ασκήσεις 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 23, 25  δεν ανήκουν στο ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ  και ανήκουν στο ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ τη στιγμή που υπάρχει η δήλωση «στο κεφάλαιο αυτό θα ασχοληθούμε με την  κίνηση ενός σώματος στο επίπεδο ;»

 

 

3. Διαβάζουμε στις ΟΔΗΓΙΕΣ

 

Διαβάζουμε στις  ΟΔΗΓΙΕΣ . . .

«περιέχονται τμήματα κειμένου που δεν περιλαμβάνονται στο νέο Αναλυτικό Πρόγραμμα Σπουδών και

τα οποία δεν πρέπει να αποτελέσουν αντικείμενο διδασκαλίας. Τα τμήματα αυτά, για το βιβλίο μαθητή, είναι τα εξής:

Στην Ενότητα ‘Μηχανική’ (‘Δυναμική στο επίπεδο’) δεν περιλαμβάνονται στο πρόγραμμα και

δεν αποτελούν αντικείμενο διδασκαλίας οι υποενότητες:

‘Η σύνθεση πολλών ομοεπίπεδων δυνάμεων’,

‘Η ισορροπία ομοεπίπεδων δυνάμεων’»

Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα σε διανυσματική μορφή και σε αλγεβρική μορφή

Και εύλογα τίθενται ερωτήματα τα οποία απαιτούν διευκρίνιση

«Πόσες πρέπει να είναι οι ομοεπίπεδες δυνάμεις   ώστε να μην διδάσκεται η σύνθεση ; »  Οι τρεις είναι πολλές ;

Και πως θα λυθεί μια άσκηση – - όπως  οι 29 και 30 της σελίδας 153 - με κίνηση  σώματος  σε οριζόντια επιφάνεια με τριβή ;

Πώς θα εφαρμοστεί ο δεύτερος νόμος όταν είναι εκτός Προγράμματος τόσο  η σύνθεση των δυνάμεων όσο

και η εφαρμογή του νόμου του Νεύτωνα σε αλγεβρική μορφή ; 

 

Εκτιμώ ότι με το να θέτουν εκτός Προγράμματος τον «δεύτερο νόμο του Νεύτωνα σε διανυσματική μορφή

και σε αλγεβρική μορφή»  οι συντάκτες αναφέρονται στο σχολικό βιβλίο και στις εξισώσεις και

υπονοούν «να μη διδαχθούν οι εξισώσεις ΣFx = max  ΣFy = may  με τις δύο

συνιστώσες τις επιτάχυνσης  ax και ay  »

Η πρόταση δηλαδή – διατυπωμένη ωστόσο χωρίς σαφήνεια – είναι

τα σχετικά προβλήματα να λύνονται με τις αλγεβρικές εξισώσεις

ΣFx = ma  ΣFy = 0 .

 

4. Η έννοια ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Σύμφωνα με τη νέα πρόταση οι ενότητες 2, 3 και 4  θεωρείται,  ότι ανήκουν στη γενικότερη  θεματική ενότητα ΜΗΧΑΝΙΚΗ, ενώ στο μέχρι τώρα Πρόγραμμα δεν υφίσταται αντίστοιχη θεώρηση, ενώ η ενότητα 5 -  ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ  - δεν ανήκει στη Μηχανική. 

Αυτό όμως δεν ισχύει. Οι έννοιες ΕΡΓΟ, ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ και ΒΑΡΥΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ, ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ συνιστούν αντικείμενο της ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ.

Αξίζει εδώ να σημειώσουμε ότι το άθροισμα κινητικής και δυναμικής ενέργειας δεν συνιστά τη λεγόμενη «μηχανική»  ενέργεια παρά ΜΟΝΟ εφόσον η δυναμική ενέργεια περιγράφει τη βαρυτική αλληλεπίδραση είτε είναι δυναμική ενέργεια ελαστικής παραμόρφωσης. Σε περιπτώσεις όπως η ενέργεια του συστήματος «ηλεκτρονίου – πρωτονίου» - δεν έχει κανενός είδους «μηχανικότητα», δεν είναι «μηχανική ενέργεια », είναι η ΕΝΕΡΓΕΙΑ του συστήματος. 

 

Θα αντιπροτείναμε

1. ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ                                            4 διδακτικές ώρες

2. ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗ ΚΙΝΗΣΗ                                            10 ώρες

3. Η ΕΝΝΟΙΑ ΔΥΝΑΜΗ.  ΟΙ ΝΟΜΟΙ ΤΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ                22 ώρες

4. Η ΕΝΝΟΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑ.  ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ  10 ώρες

5. ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ                                        12 ώρες

 

6. ΣΥΝΕΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ                                     12 ώρες

 

a. Ποιες είναι οι ΜΟΡΦΕΣ ενέργειας ;

( οι σελίδες αναφέρονται στο μέχρι το 2011 εγκεκριμένο σχολικό βιβλίο της Α΄ Λυκείου) 

 

Κύριε, κύριε . . . . .

Στη σελίδα 270, διαβάζω:

«Η θερμότητα δεν είναι μια ΜΟΡΦΗ ενέργειας»

 

Στο ίδιο βιβλίο στη σελίδα 272 διαβάζω:

Μια ποσότητα ενέργειας μορφής Α ( ηλεκτρική)

και στη σελίδα 236

. . χρησιμοποιούμε διάφορες μορφές ενέργειας όπως ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ, χημική . .

 

και συμπεραίνω

«η ηλεκτρική ενέργεια είναι ΜΟΡΦΗ ενέργειας, ενώ η θερμότητα δεν είναι »

 

Είναι λογικό να αναρωτιέμαι

« Τι είναι ΜΟΡΦΗ ενέργειας ; Ποιες είναι οι ΜΟΡΦΕΣ; Το έργο είναι ΜΟΡΦΗ ενέργειας ; Η θερμότητα ; Η ηλεκτρική ενέργεια ; »

 

Στο μεταξύ ο εκπαιδευτικός στις ΟΔΗΓΙΕΣ για το νέο Πρόγραμμα διαβάζει:

Να αναγνωρίζουν τη θερμότητα ως ΤΗ ΜΟΡΦΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΠΟΥ ΜΕΤΑΦΕΡΕΤΑΙ

Ενώ προκειμένου για το έργο, το μόνο που διαβάζει είναι:

Να αναγνωρίζουν το έργο ως μέτρο της εργασίας

 

 

 

β. Θερμότητα, Θερμική ενέργεια και Εσωτερική ενέργεια

Ο μαθητής:

Στη ίδια σελίδα 274, στο ίδιο  βιβλίο, διαβάζω:

Η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας  η οποία μετατρέπεται σε θερμότητα

Στη ίδια σελίδα 274 αμέσως παρακάτω διαβάζω ότι

 « Όταν ο λαμπτήρας φωτοβολεί η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε ΘΕΡΜΙΚΗ . . . . . .  ΕΝΕΡΓΕΙΑ ».

Αναρωτιέμαι:

Τι ακριβώς είναι η ΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ;

Πρώτο ενδεχόμενο. Μήπως θερμική ενέργεια είναι η ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ; Τότε γιατί στην ίδια σελίδα χρησιμοποιούνται δύο όροι διαφορετικοί;

Δεύτερο ενδεχόμενο. Μήπως η ΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

δεν είναι ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ και είναι κάτι διαφορετικό ;

Το νέο Πρόγραμμα

Το νέο Πρόγραμμα επιδιώκοντας ίσως να βάλει επιτέλους μια γλωσσική τάξη στο ζήτημα ( για πολλούς μαθητές, αλλά και συγγραφείς σχολικών βιβλίων,  θερμότητα και θερμική ενέργεια ταυτίζονται ) δίνει την εντύπωση ότι ΚΑΤΑΡΓΕΙ τον όρο « θερμική ενέργεια» και αντιπροτείνει «εσωτερική ενέργεια». Αυτό το υποψιάζεται κανείς από το γεγονός ότι ο όρος «θερμική ενέργεια δεν υπάρχει στο Πρόγραμμα,  μολονότι υπάρχει στο προτεινόμενο σχολικό βιβλίο » και η υποψία ενισχύεται από το γεγονός ότι στο Πρόγραμμα – στους στόχους – αναφέρεται ότι :

«Να είναι σε θέση οι μαθητές να διακρίνουν την ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ από τη ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ»

Η δική μας άποψη

Διαφωνούμε με τη διατύπωση. Η έννοια «εσωτερική ενέργεια» δεν ταυτίζεται με την έννοια θερμική ενέργεια παρά μόνο στην περίπτωση ιδανικού αερίου. Γενικότερα η εσωτερική ενέργεια εμπεριέχει και άλλες μορφές εκτός από τη θερμική.

Προτείνουμε τη διατύπωση:

«Να είναι σε θέση οι μαθητές να διακρίνουν τη ΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ από τη ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ»

 

 

γ. Η έννοια ΕΡΓΟ

Διαβάζουμε στις ΟΔΗΓΙΕΣ

Να αναγνωρίζουν το έργο ως μέτρο της εργασίας και να το υπολογίζουν σε απλές εφαρμογές

Σχολιάζουμε :

α. Δεν διαφωνούμε με τη διατύπωση. Ωστόσο  το «έργο ως μέτρο της εργασίας» - διατύπωση η οποία νομιμοποιείται για λόγους Διδακτικής – συνιστά  μόνο την «ανθρωποκεντρική» αφετηρία της οικοδόμησης . Το πρόβλημα δημιουργείται από τη στιγμή που η έννοια έργο «εξαπλώνεται» σε ποικίλες μορφές αλληλεπίδρασης όπου δεν συμμετέχουν μόνο «εργαζόμενοι».  

Επισημαίνουμε δηλαδή πως δεν  αναφέρεται πουθενά ότι με το έργο μετράμε ποσότητες μεταβιβαζόμενης ( μεταφερόμενης ) ενέργειας

β. Τι ακριβώς σημαίνει « να υπολογίζουν το έργο απλές εφαρμογές» ; Σύμφωνα με τον Οδηγό, το έργο μιας μεταβαλλόμενης δύναμης δεν εξαιρείται από τη διδασκαλία. Είναι μια απλή εφαρμογή ;

 

Διαβάζουμε στις ΟΔΗΓΙΕΣ

Να αναγνωρίζουν τη θερμότητα ως ΤΗ ΜΟΡΦΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΠΟΥ ΜΕΤΑΦΕΡΕΤΑΙ λόγω διαφοράς θερμοκρασίας

  Σχολιάζουμε μέσα από ερωτήσεις :

Είναι και το έργο ΜΟΡΦΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΠΟΥ ΜΕΤΑΦΕΡΕΤΑΙ ;

Διότι σύμφωνα με την ανατρεπτική πρόταση του Joule «η θερμότητα είναι κάτι σαν το έργο».

 

 Να βάλουμε τα πράγματα σε μια τάξη :

Υπάρχουν δύο έννοιες που συνήθως συγχέονται από τους διδασκόμενους αλλά ενίοτε και από συντάκτες Προγραμμάτων Σπουδών.

 

  Η μία είναι η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΕΝΟΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ  (energy of a system ) 

η οποία – σε θεώρηση  Μακρόκοσμου - μπορεί να είναι κινητική, βαρυτική δυναμική, χημική ή και θερμική ενέργεια ( οι Άγγλοι τη λένε (internal) thermal energy, οι Γάλλοι énergie thermique, οι Γερμανοί  Thermische Energie) του συστήματος. Και όχι μόνο.

Η χημική ενέργεια και η θερμική ενέργεια συνιστούν «τμήματα» της λεγόμενης – σε γλώσσα θερμοδυναμικής - εσωτερικής ενέργειας

Αυτές είναι και οι ΜΟΡΦΕΣ ενέργειας ενός σώματος-συστήματος.

 

   Η άλλη είναι η ΜΕΤΑΒΙΒΑΖΟΜΕΝΗ  ( μεταφερόμενη ) σε ένα σύστημα ΕΝΕΡΓΕΙΑ  ( transfer energy με καλύτερη απόδοση στα ελληνικά το «μεταβιβαζόμενη ενέργεια» )

η   οποία  - σε θεώρηση Μακρόκοσμου – περιγράφεται με τρεις μηχανισμούς .

Ως ΕΡΓΟ  ως ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ και ως ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ.

 

Η ενέργεια που μεταβιβάζεται από μία ηλεκτρική πηγή σε ένα τμήμα κυκλώματος είναι ΜΕΤΑΒΙΒΑΖΟΜΕΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ, με μηχανισμό ΕΡΓΟΥ.

Η λεγόμενη «ηλεκτρική ενέργεια» δεν συνιστά μορφή ενέργειας ενός συστήματος.

 

 

δ. Η έννοια ισχύς

Η δική μας άποψη

Η έννοια ΙΣΧΥΣ αναφέρεται α. σε μεταβίβαση ενέργειας και  β. σε μετατροπή ενέργειας από μία μορφή σε μια άλλη.

Κατά τη δική μας εκτίμηση, στα σχολικά προγράμματα σπουδών,  η παρουσίαση της έννοιας πρέπει να περιορίζεται μόνο σε ΜΕΤΑΒΙΒΑΣΗ ενέργειας ( και όχι σε μετατροπές ) και για να διατηρείται μια συνοχή στην παρουσίαση των εννοιών  - όπως συμβαίνει με τα ποικίλα ευρωπαϊκά Προγράμματα Σπουδών – η ισχύς πρέπει να παρουσιάζεται αμέσως μετά τη διδασκαλία του «έργο- μεταβιβαζόμενη ενέργεια».

Στο ισχύον μέχρι σήμερα Πρόγραμμα – και στο αντίστοιχο σχολικό βιβλίο-

η ισχύς παρουσιάζεται μετά από τις έννοιες «κινητική ενέργεια και δυναμική ενέργεια»

α. ως ισχύς μηχανής, έννοια που εκφράζει τον ρυθμό με τον οποίο παράγει έργο μια μηχανή αλλά και

β. ως έννοια που εκφράζει τον ρυθμό με τον οποίο μια μορφή ενέργειας μετατρέπεται σε μια άλλη .

Στο νέο Πρόγραμμα η ισχύς απουσιάζει από την ενότητα 5 και παρουσιάζεται στο τέλος της ενότητας 6 εμφανιζόμενη ως «ισχύς ΜΗΧΑΝΗΣ».

 

Η δική μας άποψη διατυπώθηκε πιο πάνω. Η διδασκαλία της έννοιας πρέπει να αναφέρεται σε πάσης φύσεως μεταβιβάσεις ενέργειας – και όχι σε μετατροπές- όπως αυτές που συντελούνται όταν ένας άνθρωπος ανυψώνει ένα αντικείμενο, σε μια μηχανή μετακινείται το πιστόνι, ή ένα ηλεκτρικό κύκλωμα διαρρέεται από ρεύμα. Η ισχύς δηλαδή δεν είναι μόνο ισχύς μηχανής. Η «καταιγίδα» στην ισχύ της οποίας αναφέρεται το βιβλίο δεν είναι μηχανή. Ο ηλεκτρικός λαμπτήρας είναι άραγε μηχανή ; Συζητήσιμο.

 

Ας μην ξεχνάμε ότι στη περιγραφή της λειτουργίας του κυκλώματος η ισχύς είναι μία από τις έννοιες που πρωταγωνιστούν.

 

 

ε. Η υποβάθμιση ( ή διασπορά ) της ενέργειας

Στο προτεινόμενο Πρόγραμμα έχει απαλειφθεί από την αντίστοιχη ενότητα

Η διατύπωση «η ΥΠΟΒΑΘΜΙΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ» ( απόδοση του αγγλικού energy dispersion και ο όρος δεν εμφανίζεται πουθενά.

Αναφέρεται βέβαια στους στόχους το «Να διακρίνουν ότι στις ενεργειακές μετατροπές ένα μέρος της ενέργειας αποβάλλεται στο περιβάλλον στο περιβάλλον ως θερμότητα» .

Δεν αποδίδεται ωστόσο  καμία έμφαση ότι στο ότι η ενέργεια μπορεί ποσοτικά να διατηρείται ΑΛΛΑ υπάρχει και ένα σοβαρό ζήτημα «ποιότητας - πολυτιμότητας της ενέργειας».

Το ζήτημα έχει ευρύτερο ενδιαφέρον δεδομένου ότι σχετίζεται τόσο με συγκεκριμένες επιλογές της κοινωνίας μας όσο και με συμβαίνοντα στον  πλανήτη Γη .

 

5. Το ζήτημα των επιλογών

Καίρια ερωτήματα

Ποια γνωστικά αντικείμενα από το σύνολο της Φυσικής συνιστούν μέρος της κουλτούρας ενός ανθρώπου της εποχής μας ;

Ποια από αυτά συμβάλλουν περισσότερο στο να κατανοηθεί η φύση της επιστήμης;

Ποια από αυτά η κοινωνία των ενηλίκων εκτιμά ότι πρέπει να διδάσκονται σε ΟΛΟΥΣ τους μαθητές και όχι μόνο σε εκείνους που θα ακολουθήσουν κατευθύνσεις σχετιζόμενες με διδασκαλία Φυσικής ;

 

Η πρόταση που γίνεται μέσα από προτεινόμενο Πρόγραμμα εμπεριέχει την άποψη ότι τα γνωστικά αυτά αντικείμενα είναι

η περιγραφή μιας ευθύγραμμης κίνησης,

οι νευτωνικοί νόμοι της κίνησης με εφαρμογή σε ευθύγραμμες κινήσεις,

η έννοια τριβή,

οι έννοιες έργο, θερμότητα, κινητική ενέργεια, δυναμική ενέργεια, το θεώρημα έργου ενέργειας  και ο νόμος για τη διατήρηση της ενέργειας

και η περιγραφή ενός ρευματοφόρου κυκλώματος μέσα από τους κανόνες του Kirchhoff, τον νόμο του Ohm και τον λεγόμενο νόμο του Joule.

 

Η επιλογή εμπεριέχει γνωστικά αντικείμενα που έχουν διδαχθεί στο Γυμνάσιο  όπως η περιγραφή της ευθύγραμμης ομαλής κίνησης, ο πρώτος και ο τρίτος νόμος της κίνησης, οι έννοιες έργο, ισχύς, κινητική ενέργεια, δυναμική ενέργεια, η Διατήρηση της ενέργειας και η λειτουργία ενός ρευματοφόρου κυκλώματος μέσα από τις έννοιες ένταση ρεύματος, τάση, αντίσταση, ενέργεια και ισχύς και μέσα από τον νόμο του Ohm και τον νόμο του  Joule. Τα  νέα γνωστικά αντικείμενα είναι η έννοια επιτάχυνση και η περιγραφή της ομαλά μεταβαλλόμενης κίνησης,  η διατύπωση του δεύτερου νόμου της κίνησης, η σχέση για τον υπολογισμό της τριβής, η στατική τριβή, το θεώρημα έργου ενέργειας και οι κανόνες του Kirchhoff.

 

Εκείνα που φαίνεται σε πρώτη ανάγνωση να απουσιάζουν είναι η έννοια περιοδικότητα,  η περιγραφή της κυκλικής κίνησης, η έννοια κεντρομόλος επιτάχυνση, ο νόμος της παγκόσμιας έλξης, η έννοια ορμή, η Διατήρηση της ορμής, η μηχανική του στερεού σώματος με βασικό στοιχείο την έννοια κέντρο μάζας, η μαγνητικότητα του ηλεκτρικού ρεύματος, η έννοια πεδίο,

οι «περιπέτειες» του φωτός, η δημιουργία ανέμων, η πυρηνική σχάση, η ισοδυναμία μάζας και ενέργειας, ο Μικρόκοσμος των στοιχειωδών σωματιδίων,  ζητήματα σχετικά με τον Ουρανό – ήλιος και πυρηνική σύντηξη, σελήνη, πλανήτες ηλιακό σύστημα, αστέρες, γαλαξίες- ΤΑ ΟΠΟΙΑ ΣΤΟ ΣΥΝΟΛΟ ΤΟΥΣ ΑΠΟΥΣΙΑΖΟΥΝ ΚΑΙ ΑΠΟ ΤΟ ΙΣΧΥΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΤΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ αν και ορισμένα από αυτά εμπεριέχονται στο «Νέο Πρόγραμμα Σπουδών για το Γυμνάσιο» που θα εφαρμοστεί εφέτος, πιλοτικά,  σε ορισμένα Γυμνάσια

 

Εξυπακούεται ότι η αντιμετώπιση του προβλήματος είναι ένα «καθόλου απλό» ζήτημα για το οποίο κανένας διάλογος δεν έχει πραγματοποιηθεί. 

 

Η δική μας άποψη είναι :

Η διδασκαλία του  «Φυσικής σε ΟΛΟΥΣ» να αντιμετωπιστεί μέσα από μια τριετή διδασκαλία που θα συμπεριλάβει τις σημερινές τάξεις της Β΄Γυμνασίου,  Γ΄Γυμνασίου και Α΄Λυκείου

έτσι ώστε

στην Α΄ Λυκείου να μην κυριαρχεί η – μέχρις ενός σημείου αναγκαία – ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ

αλλά το σχετικό Πρόγραμμα να εμπλουτίζεται με γνωστικά αντικείμενα σαν αυτά που αναφέρθηκαν αλλά και με μια ανατροπή των «εδραιωμένων» πρακτικών στις οποίες η εργαστηριακή δραστηριότητα, οι Νέες Τεχνολογίες, οι μαθηματικές δομές, η ενασχόληση με ασκήσεις και προβλήματα και μια ομαδοσυνεργατική αντίληψη να «συγκατοικούν» αρμονικά .

Η πρόταση για το νέο πιλοτικό Πρόγραμμα Σπουδών στο Γυμνάσιο οφείλει να συμβάλει προς αυτή την κατεύθυνση .

 

Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας