Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας

 

                   

Η διδασκαλία της Φυσικής
και η Ιστορία της Επιστήμης

 

 

1.ΑΠΟ ΤΗΝ ΙΔΕΑ ΣΤΟ ΕΓΧΕΙΡΗΜΑ

 Το φθινόπωρο του 1980, στο Δεύτερο Πανελλήνιο Συνέδριο της Ένωσης Ελλήνων Φυσικών στο Δημοτικό Θέατρο της Μυτιλήνης ένας σχετικά νεαρός εισηγητής κάνει μία  παράξενη, για την εποχή εκείνη, εισήγηση:

     «..στα Αναλυτικά αυτά Προγράμματα του μέλλοντος και στα αντίστοιχα σχολικά βιβλία η Φυσική θα παρουσιάζεται μέσα στο εξελικτικό της πλαίσιο και όχι ακέραια έτοιμη και ’’προφανώς’’ σωστή. Η εκούσια ή ακούσια προσπάθεια κάθε μέχρι σήμερα σχολικού βιβλίου να αποκρύπτει την καταγωγή των επιστημονικών ιδεών αρκετά πια, ας είναι μέχρις εδώ. Η ιστορική εξέλιξη της φυσικής θα πρέπει να αποτελέσει ένα βασικό κομμάτι στο σύνολο της διδασκαλίας. Μέσα σ’ αυτό η Φυσική θα πρέπει να πάψει να εμφανίζεται ‘’έτοιμη’’ και εξοπλισμένη με τη δύναμη της τελειωμένης αλήθειας, ενώ παράλληλα θα πρέπει να φωτίζεται η σχέση που είχε και εξακολουθεί να έχει η εξέλιξη της με την υπόλοιπη ανθρώπινη δραστηριότητα και κύρια με τη φιλοσοφία και με την παραγωγή.»

 Είχε προηγηθεί μία προσωπική διαδρομή -του συγκεκριμένου εισηγητή- μέσα στα μονοπάτια του αντιθετικισμού κάτω από τον αστερισμό της Δομή των Επιστημονικών Επαναστάσεων του Τhomas Kuhn, το αναπάντητο ερώτημα  των φοιτητικών του χρόνων ‘‘πώς μέτρησε ο Charles Coulomb την ποσότητα  ηλεκτρικού φορτίου;’’, επίμονες συναντήσεις με τους Υπνοβάτες του Άρθουρ Καίσλερ και με τις  αναζητήσεις του Γιάννη  Καρά στον χώρο της Ιστορίας της ελληνικής επιστήμης, μια απίστευτη ιστορία  για την εκατονταβάθμια κλίμακα του Κελσίου, το Science in History  του John Bernal, το Histoire General des Sciences υπό την καθοδήγηση του René Taton, και πάνω από όλα το εγχείρημα THE PROJECT PHYSICS COURSE  -εκπονημένο στο Harvard University- υπό την καθοδήγηση των Jerald Holton και James Rutherford

Όλα αυτά μέσα από μοναχικές διαδρομές μιας πενταετίας, σε μια εποχή όπου ελάχιστοι ήταν εκείνοι με τους οποίους μπορούσες να μοιραστείς τις σχετικές απόψεις, σκορπισμένοι σε διάφορες περιοχές του ελλαδικού χώρου αλλά σίγουρα ελάχιστοι –ανάμεσά τους είναι αδύνατον να μην έλθει  στη  σκέψη σου ο Νίκος  Δαπόντες - διαμόρφωναν σιγά σιγά την ιδέα για τον ρόλο που θα μπορούσε να παίξει η Ιστορία των Επιστημών κατά τη διδασκαλία των Επιστημών στο ελληνικό σχολείο, μια ιδέα την οποία επεξεργάστηκα μάλλον ερασιτεχνικά λίγους μόλις μήνες  πριν το Δεύτερο Συνέδριο και την οποία παρουσίασα. Το Πρόγραμμα κυρίως του Harvard University αλλά και τα πονήματα ορισμένων Ιταλών ερευνητών σε θωράκιζαν  τουλάχιστον από τον κίνδυνο να χαρακτηριστείς ιδιόρρυθμος. 

Η ιδέα ήταν τουλάχιστον φρέσκια, είχε θετικότατη απήχηση στο σύνολο σχεδόν των συνέδρων και οι υποστηρικτές της βιάστηκαν να οδηγηθούν σε συμπεράσματα για τις δυνατότητες εφαρμογής της. Βέβαια αγνόησαν. ενσυνείδητα ίσως, ότι το «δείγμα  τους» ήταν το σύνολο των συμμετεχόντων στο συνέδριο και ότι ένα τέτοιο «δείγμα» δεν συνιστά δείγμα.

   Στη δεκαετία που ακολούθησε διαπιστώθηκε  ότι η πρωτότυπη ιδέα δεν ήταν τόσο πρωτότυπη. Παρόμοιοι προβληματισμοί είχαν αρχίσει να δημοσιεύονται σε διάφορα περιοδικά αλλά και να δοκιμάζονται στην πράξη. Οι προβληματισμοί αυτοί, από τη μια ενεθάρρυναν όσους είχαν αρχίσει να υιοθετούν τις συγκεκριμένες ιδέες, ενώ  από την άλλη έδειχναν το ότι θα μπορούσαν να συναντηθούν με τους προβληματισμούς της Διδακτικής των Επιστημών και ειδικότερα με το ρεύμα του κονστρουκτιβισμού.

 

   Το δεύτερο αξιοσημείωτο της δεκαετίας ήταν μία συγκεκριμένη πρόκληση. Την απηύθυνε  η Ένωση Ελλήνων Φυσικών προτείνοντάς ως μέλη της Επιτροπής για τη συγκρότηση νέου Αναλυτικού Προγράμματος αλλά και ως μέλη της ομάδας για τη συγγραφή των αντίστοιχων σχολικών εγχειριδίων για την Πρώτη και τη Δευτέρα τάξη των Ενιαίων Πολυκλαδικών Λυκείων, τον συγκεκριμένο εισηγητή του Συνεδρίου της Μυτιλήνης, τον παλιό του δάσκαλο στο Πανεπιστήμιο της Αθήνας, τον Σταμάτη  Μουρίκη και τον Νίκο  Δαπόντε.  Οι «τρεις» προταθέντες, εκτιμώντας  ότι η διδασκαλία της Φυσικής βρισκόταν σε ένα είδος αδιεξόδου -εκτίμηση που δεν ήταν μόνο δική τους- δέχθηκαν την πρόκληση για την εφαρμογή του Προγράμματος στα 14 Πολυκλαδικά Λύκεια των 10000 περίπου μαθητών.  Δούλεψαν επί τρία χρόνια και όπως ομολόγησαν αργότερα και οι τρεις κυριάρχησε μία ασυνήθιστη αρμονία στη συνεργασία τους. 

 

 Ήταν η πρώτη φορά που σε ένα Πρόγραμμα Σπουδών η επιστήμη παρουσιάστηκε μέσα από την ιστορική της εξέλιξη.
Η παρουσίαση αυτή είχε σκοπό να αξιοποιηθεί η ιστορική εξέλιξη των ιδεών ως «εργαλείο»
α) για την εξοικείωση των διδασκομένων με τον επιστημονικό τρόπο σκέψης και
β) για τη βαθύτερη κατανόηση των γνωστικών αντικειμένων του Προγράμματος
 ενώ παράλληλα επεδίωκε
γ) να θέσει τέλος σε μια παράδοση που επέμενε να εμφανίζει  την επιστήμη στατική μέσα στο σφικτό πλαίσιο μιας αιώνιας και αναντίρρητης αλήθειας και να μεταφέρει το ανύπαρκτο κατά το παρελθόν μήνυμα ότι η επιστήμη είναι ένα αδιάκοπο γίγνεσθαι
 

 Εκτιμήθηκε όμως ότι ο συγκεκριμένος εμπλουτισμός των Προγραμμάτων με στοιχεία από την ιστορική καταγωγή και την εξέλιξη των επιστημονικών ιδεών οφείλει να διατηρεί ένα σεβασμό στο μέτρο και να αποφεύγει την ολίσθηση προς τον εγκυκλοπαιδισμό και τον ιστορικισμό

 
2. ΟΙ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ

Σύμφωνα με τις προβλέψεις των τριών συνεργατών, οι διδάσκοντες θα μπορούσαν εύκολα να διακρίνουν την αξία του εγχειρήματος. Σύντομα ωστόσο

διαπιστώθηκε ότι η πρόβλεψη περιείχε υπερβολική ποσότητα αισιοδοξίας. Αυτή ήταν και η πρώτη φάση του εγχειρήματος και διήρκεσε 12 χρόνια.

Η δεύτερη φάση ήταν εκείνη της τετραετίας 1996-2000 κατά την οποία το Πρόγραμμα Σπουδών,  μερικώς αναδιαρθρωμένο,  υιοθετήθηκε από όλα τα Ελληνικά Λύκεια και καθένα από τα αντίστοιχα βιβλία αναδιαρθρωμένο ριζικά απετέλεσε το ένα και μοναδικό βιβλίο για όλους τους μαθητές.     

 

Κατά τη πρώτη φάση – την «πολυκλαδική»- οι αντιδράσεις των διδασκόντων συναντήθηκαν μόνο στο σημείο κοινής αποδοχής «ότι τα βιβλία δεν έχουν κανένα επιστημονικό λάθος» Από κει και πέρα δημιουργήθηκε φαινόμενο πόλωσης. Στη μία άκρη του φάσματος, εκείνοι που εκτιμούσαν αλλά και το δήλωναν ότι «πρόκειται για το πιο ολοκληρωμένο εγχείρημα που έγινε ποτέ για τη διδασκαλία της φυσικής». Στην αντίπερα όχθη οι αρνούμενοι να αποδεχθούν την ενσωμάτωση στη διδασκαλία τους στοιχείων της Ιστορίας των Επιστημών, αλλά και Επιστημολογίας. Οι αρνητές ήσαν και οι περισσότεροι. Ορισμένοι από αυτούς  εκτιμούσαν αλλά και το δήλωναν καθαρά ότι «αυτό είναι ιστορία δεν είναι φυσική», ενώ όλοι σχεδόν εξέφραζαν τη δυσφορία τους για το γεγονός  ότι με γνωστικά αντικείμενα αυτού του είδους δεν είχαν καμία οικειότητα. Σχετική   ήταν και η αντιμετώπιση των διδασκομένων. Σύμφωνα μάλιστα με τις αξιολογήσεις που έκανε μία ομάδα έρευνας διαπιστώθηκε και αναλογία αντιδράσεων διδασκόντων και διδασκομένων.

   

   Μολονότι στα δώδεκα χρόνια που χωρίζουν την έναρξη των δύο φάσεων η ιδέα για τη διδακτική αξιοποίηση της Ιστορίας της επιστήμης -μέσα από δεκάδες άρθρων αλλά και από ανάλογα εγχειρήματα-  είχε γίνει από ερευνήσιμη έως αποδεκτή, είχε απασχολήσει ορισμένα τμήματα ελληνικών Πανεπιστημίων, αλλά και είχε συναντηθεί με το κονστρουκτιβιστικό ρεύμα της Διδακτικής των επιστημών, η δεύτερη φάση – η εφαρμογή δηλαδή του Προγράμματος σε όλα τα Λύκεια- ξεκίνησε με μία μεγάλης έκτασης άρνηση. Οι θερμοί υποστηρικτές του -σύμφωνα με μία εκτίμηση- ήταν λιγότεροι από το 20%, ενώ οι της αντίθετης άποψης ήταν οι μισοί περίπου διδάσκοντες. Στα δύο όμως χρόνια που ακολούθησαν και ειδικά μετά τη ριζική αναμόρφωση των δύο βιβλίων το ποσοστό των θετικά προσκείμενων υπολογίζεται σε σχεδόν διπλάσιο. Για τους διδάσκοντες στα φροντιστήρια δεν υπάρχουν στοιχεία κάποιας έρευνας. Μια πάντως γενική αίσθηση είναι ότι η αντίδρασή τους ήταν κατά κανόνα αρνητική. Βασικά αντίθετοι ήταν όμως και οι περισσότεροι της ομάδας των φυσικών του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου.

                  

3. ΔΥΟ ΗΜΙΔΙΑΜΟΡΦΩΜΕΝΑ ΡΕΥΜΑΤΑ

Ήταν –κατά μία  εκτίμηση- μία τριετία σύγκρουσης  δύο βασικών ιδεών για τη διδασκαλία των επιστημών και των αντίστοιχων ημιδιαμορφωμένων ρευμάτων.

 Στη μία όχθη, μία μεγάλη ομάδα εμπειριοκρατών που είχε ως λάβαρο το  «Η Φυσική στην Ελλάδα διδάσκεται χωρίς πειράματα. Πρέπει να κάνουμε πειράματα.». Από τα πορίσματα της σύγχρονης διδακτικής των Επιστημών «έβλεπε» μόνο ότι μιλούσε για διδασκαλία με πειράματα και πρότεινε τη διεξαγωγή πειραμάτων ως πανάκεια για τη λύση των συσσωρευμένων προβλημάτων. Μάλιστα οι πιο ακραίοι από αυτούς όταν άκουγαν για Διδακτική ή για Φιλοσοφία γίνονταν επιθετικοί.

    Στην αντίπερα όχθη «εμείς», όσοι δηλαδή είμαστε φορείς της αντίληψης ΤΩΝ ΔΎΟ ΟΡΥΧΕΙΩΝ, όσοι μοιραζόμαστε την άποψη ότι η σύνταξη ενός Προγράμματος Σπουδών είναι μια συνθετότερη διαδικασία στην οποία πρέπει να συμμετέχουν οι φιλόσοφοι της εκπαίδευσης, οι επιστημολόγοι, οι γνωσιοθεωρητικοί, οι παιδαγωγοί, οι ειδικοί ερευνητές της Διδακτικής των επιστημών, οι ερευνητές φυσικοί και οι «μαχόμενοι» εκπαιδευτικοί και ότι  η Ιστορία και η Φιλοσοφία της επιστήμης μπορεί να εμπλουτίσουν τον προβληματισμό  για τη διδασκαλία των επιστημών, όσοι έχουμε την πεποίθηση ότι «η διδασκαλία με εργαστηριακή υποστήριξη είναι μια πολύ σοβαρή υπόθεση για να την αφήσουμε στη δικαιοδοσία των πάσης φύσεως εμπειριοκρατών»

        

4. ΤΑ ΓΝΩΣΤΙΚΑ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ

Το γεγονός βέβαια είναι ότι στα Πρόγραμμα Σπουδών των Ενιαίων Πολυκλαδικών Λυκείων 1984-1997 καθώς και στο αντίστοιχο Πρόγραμμα Σπουδών της Πρώτης και της Δευτέρας τάξης των Γενικών Λυκείων 1997-1999 οι διδάσκοντες φυσικοί είδαν να εμπεριέχονται αρκετά γνωστικά αντικείμενα από την ιστορική εξέλιξη των επιστημών ιδεών -αλλά και ορισμένα σχετιζόμενα με Επιστημολογία- τα οποία όφειλαν να ενσωματώσουν στη διδασκαλία τους. Τα σημαντικότερα από αυτά είναι:

 
1. Στοιχεία από τη φυσική του Αριστοτέλη
2. Η μέθοδος του Γαλιλαίου
3. Ο νόμος της αδράνειας. Η προγαλιλαιική θεώρηση και ο κοινός νους. Η ανατροπή μιας βαθιά ριζωμένης πεποίθησης
4. Η ακίνητη Γη κέντρο του Σύμπαντος. Και όμως κινείται.
5. Η παρέμβαση του Newton. Η ενοποίηση ουρανού και γης. Μία έλξη «παγκόσμια». Το καινούριο κοσμοείδωλο και η κατάρρευση της ιδέας για μια σταθερή και αιώνια τάξη. 
4. Η Bιομηχανική Επανάσταση και η έννοια ενέργεια
5. Η αρχή της διατήρησης της ενέργειας. Ο δρόμος του στοχασμού και ο δρόμος του πειράματος.
6. Από το ήλεκτρο του Θαλή στον νόμο του Coulomb
7. Ο δρόμος για τον Ηλεκτρομαγνητισμό
8. Η ανακάλυψη του φαινομένου ηλεκτρομαγνητική επαγωγή.

 

                5. ΤΑ ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ ΘΕΜΕΛΙΑ ΤΟΥ ΕΓΧΕΙΡΗΜΑΤΟΣ

 

 Τα βασικά θεωρητικά θεμέλια του εγχειρήματος ήταν:

 1. Από τη σκοπιά της επιστημολογίας

Τα αντίστοιχα Προγράμματα του παρελθόντος ακούσια ή εκούσια απέκρυπταν την καταγωγή και την  ιστορική εξέλιξη των επιστημονικών ιδεών. Η φυσική παρουσιαζόταν «ετοιμοπαράδοτη» pret a porter και εξοπλισμένη με  τη δύναμη του αναντίρρητα σωστού, ορισμένες δε από τις ανακαλύψεις του παρελθόντος  παρουσιάζονταν ανεκδοτολογικά και χωρίς τον στόχο να συμβάλουν στην εξοικείωση με τον επιστημονικό τρόπο σκέψης.

Η σύγχρονη επιστημολογία εμπλουτισμένη με τα πορίσματα της ιστορικής έρευνας μας έδειξε ότι οι επιστημονικές θεωρίες είναι οντότητες ιστορικές με γέννηση ακμή και τέλος και με συμμετοχή όχι μόνο στην αλήθεια αλλά και στο λάθος. Η επιστήμη δεν είναι ένα θαύμα  αλλά ένα σύνθετο φαινόμενο που σχετίζεται με την υπόλοιπη ανθρώπινη δραστηριότητα και κυρίως με τη φιλοσοφία και με την  παραγωγή αγαθών. 

Ένα σημείο πρέπει να προσέξουμε ιδιαίτερα. Το να διατηρήσουμε  ένα σεβασμό στο μέτρο και το να αποφύγουμε την ολίσθηση προς τον εγκυκλοπaiδισμό και τον ιστορικισμό. Χρειάζεται, δηλαδή να επιλέξουμε και να παρουσιάσουμε κάποιες συγκεκριμένες δυσκολίες που συνάντησαν οι άνθρωποι στο να καταγράψουν και - δημιουργώντας γλώσσα – να  μεταφράσουν τα ποικίλα μηνύματα και στη συνέχεια να συναρμολογήσουν την εικόνα που έπαιρνε στα μάτια τους η Πραγματικότητα. 

 

2. Από γνωσιοθεωρητική σκοπιά

β.  Το εμπειρικό γεγονός έχει σχέσεις διαπλοκής με την ανάγνωσή του

Η διαπλοκή του εμπειρικού γεγονότος με την ανάγνωσή του παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τη Διδακτική. Διαδρομές όπως εκείνη που έχει ως αφετηρία την εμπειρία με τα διατεταγμένα σιδηρορινίσματα και κατάληξη τις δυναμικές γραμμές μαγνητικού πεδίου. τις οποίες «είδε» ο Μάικλ Φαρανταίη και καλείται να διακρίνει -με το βλέμμα της Σκέψης- ο μαθητής, έχουν τεράστιο διδακτικό ενδιαφέρον. Και αυτό  όχι μόνο διότι διδάσκουν την ουσία του ζητήματος “Επιστήμη” αλλά και διότι εκγυμνάζουν το βλέμμα της Σκέψης των νεαρών μαθητών μας ώστε -κάποτε- πίσω από  την πολυμορφία της Πραγματικότητας, να διακρίνουν καταστάσεις τις οποίες η προηγούμενη γενιά δεν μπόρεσε να “δει”.

 

  3. Από τη σκοπιά της Διδακτικής

α. Οι δύο δρόμοι  φαίνεται να έχουν κοινά γνωρίσματα

Πολλές από τις εναλλακτικές ιδέες των νεαρών μαθητών μας είναι όμοιες με εκείνες που κυριάρχησαν σε ορισμένες φάσεις της ιστορικής εξέλιξης των αντίστοιχων εννοιών.

Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της κονστρουκτιβιστικής κουλτούρας είναι η  σημασία που αποδίδει  στον συσχετισμό

της οντογενετικής εξέλιξης, της εξέλιξης δηλαδή της σκέψης κάθε ατόμου και

της φυλογενετικής εξέλιξης, της εξέλιξης, δηλαδή, των επιστημονικών ιδεών στην ιστορία του ανθρώπινου είδους.

β.  Η Φυσική του μαθητή δεν ταυτίζεται με τη δική μας.

Οι περισσότεροι από τους μαθητές μας έχουν την προσωπική τους φυσική, απόλυτα φυσιολογικό τέκνο της αλληλεπίδρασης ανάμεσα στη φυσική που τους διδάσκουμε εμείς και σε όλα εκείνα που μεταφέρουν στις αποσκευές τους, την τρέχουσα λογική της κοινωνίας τους, τις σημασίες της μητρικής τους γλώσσας, τα προσωπικά νοησιακά τους σχήματα, τη φαινομενική εμπειρία.

Πώς θα μπορούσαμε να έχουμε καλύτερα αποτελέσματα; Πώς θα μπορούσαμε λόγου χάριν να «πείσουμε» ότι σύμφωνα με αυτά που αποδέχεται σήμερα η Επιστήμη όταν ένα σπιρτόκουτο μπορεί κινείται  στο οριζόντιο τραπέζι χωρίς καμία δύναμη «να το κινεί»;  Θα μπορούσε, άραγε,  να μας βοηθήσει η αδικημένη από τη διδακτική μας παράδοση πειραματική διδασκαλία; Δύσκολη η απάντηση. Γιατί είναι μάλλον βέβαιο ότι κανένα πείραμα δεν μπορεί να εκτοπίσει από την προσωπική Φυσική των περισσότερων μαθητών μας  την “δύναμη που κινεί”. Ίσως με την  ενσωμάτωση στοιχείων της ιστορίας και της φιλοσοφίας της επιστήμης στα Προγράμματα Σπουδών θα μπορούσαμε να το καταφέρουμε; Αυτό ήταν και μία από τις επιδιώξεις του σχετικού εγχειρήματος. Αλλά το «εάν είχαμε  καλύτερα αποτελέσματα στους συγκεκριμένους διδακτικούς στόχους» δεν το ερευνήσαμε.

 

Τα εγχειρήματα ωστόσο για την αναμόρφωση των Προγραμμάτων Σπουδών από τη στιγμή που έχουν ισχυρά θεωρητικά θεμέλια θα κάνουν αυτό που κάνει και η ίδια η ζωή, με τα ισχυρά δικά της θεμέλια. Θα συνεχίζονται.