Πέμπτη, 2 Μαρτίου 2017

Τι είναι το πρόβλημα Φυσικής;

Είναι γεγονός ότι σήμερα η διδασκαλία της Φυσικής ταυτίζεται με εκμάθηση τεχνικών πάνω σε λύσεις προβλημάτων, χωρίς να υπάρχει η φροντίδα της εξοικείωσης των μαθητών με τη μέθοδο και τη φυσιογνωμία της επιστήμης στην οποία εμπλέκεται το εμπειρικό με το μαθηματικό και το αφηρημένο. Δεν δίνεται έμφαση στην κατανόηση των αρχών και των νόμων του προβλήματος, των διαδικασιών εκείνων που στοχεύουν ευρύτερα στην κατανόηση των φαινομένων στα οποία αναφέρεται το πρόβλημα. 

Έτσι η αξία της διδασκαλίας της Φυσικής μέσω του προβλήματος υποβαθμίστηκε, αν και είναι ένα διδακτικό εργαλείο υψηλών προδιαγραφών, γιατί η δυνατότητα του διδασκομένου να το αντιμετωπίζει απορρέει από το ότι έχει κατανοήσει τις έννοιες και τους νόμους της Φυσικής.  

Σύμφωνα με τον Κασσέτα (2004:σελ.275) κάθε πρόβλημα στη Φυσική είναι ένα μικρό συνήθως κείμενο, που συνοδεύεται κάποτε και από σχήμα, και το οποίο οφείλει να περιέχει αποσαφηνισμένα δεδομένα και ζητούμενα. Το πρόβλημα οικοδομείται πάνω στη λογική των ειδικών οδών της σκέψης που οδηγούν στη λύση του. Η αξιοποίησή του στη διδασκαλία της Φυσικής μπορεί να το κάνει εργαλείο ικανό να συμβάλλει σε διδακτικούς στόχους κατανόησης και εφαρμογής. 

Η λύση ενός προβλήματος απαιτεί από αυτόν που την επιδιώκει να είναι σε θέση: 
  • Να αναγνωρίζει το γενικότερο φαινόμενο 
  • Να το μετατρέπει στη γλώσσα της Φυσικής 
  • Να μπορεί να επιλέγει τις κατάλληλες έννοιες και τα κατάλληλα σύμβολα 
  • Να μπορεί να επιλέγει τους φυσικούς νόμους που πρέπει να επικαλεστεί 
  • Να είναι σε θέση να τους εφαρμόζει καταγράφοντας τις σχετικές εξισώσεις. 


Εκτός από τη γνώση των φυσικών νόμων η λύση ενός προβλήματος μπορεί να απαιτεί ενδεχομένως και την αξιοποίηση άλλων γνωστικών αντικειμένων, όπως είναι οι εξισώσεις κίνησης, θεωρήματα, και γεωμετρικές απεικονίσεις.

Για να θεωρηθεί ένα δομημένο εννοιακό σύνολο με δεδομένα και ζητούμενα πρόβλημα Φυσικής, χρειάζεται: 
1. να είναι έτσι διατυπωμένο, ώστε να απαιτείται η μερική ή ολική μετάφρασή του στη γλώσσα της Φυσικής 
2. οι δρόμοι της σκέψης που οδηγούν στη λύση του, να μην είναι άμεσα ορατοί, αλλά να χρειάζεται να αναζητηθούν 
3. τα απαιτούμενα γνωστικά αντικείμενα να ανήκουν σε διάφορες γνωστικές περιοχές της Φυσικής.
Σταύρος Τσεχερίδης

Άλλωστε, σύμφωνα με τον Δ. Καραγεώργο στόχος στη διδασκαλία λύσης προβλημάτων δεν είναι η συσσώρευση γνώσης, αλλά η καλλιέργεια των νοητικών ικανοτήτων των μαθητών, η ολόπλευρη ανάπτυξη της προσωπικότητάς τους και ο εθισμός τους στην έρευνα και το διάλογο. Η  λύση ενός προβλήματος είναι κατάληξη μιας σύνθετης νοητικής λειτουργίας που περιλαμβάνει ανάκληση αφομοιωμένων εννοιών και διαδικασιών, οργάνωση, λογική επεξεργασία και ερμηνεία δεδομένων ή συναγομένων πληροφοριών, ανακάλυψη και συναγωγή σχέσεων και δομών, διατύπωση και έλεγχο προθέσεων, εξαγωγή και αξιολόγηση συμπερασμάτων κ.τ.λ. 





Κυριακή, 19 Φεβρουαρίου 2017

Σαράντα πέντε λεπτά με την ταχύτητα του φωτός.

Σύμφωνα με τη θεωρία της ειδικής σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν, η ταχύτητα του φωτός είναι περίπου 299.792 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο [ή περίπου 7,5 περιστροφές γύρω από τη Γη κάθε δευτερόλεπτο) είναι το όριο ταχύτητας του Σύμπαντος, και ως εκ τούτου είναι η μεγαλύτερη ταχύτητα με την οποία θα μπορούσαμε να ταξιδέψουμε μέσα στο χώρο. Ακόμη κι έτσι όταν διερχόμαστε ανάμεσα από τις αχανείς εκτάσεις των ηλιακών συστημάτων και τον γαλαξιών η παραπάνω ταχύτητα «φαίνεται» πολύ αργή.

Στο παρακάτω βίντεο μπορείτε να δείτε τη διαδρομή ενός φωτονίου από την επιφάνεια του Ήλιου ως τον Δία, είναι 45 λεπτά και είναι σε πραγματικό χρόνο.


Αν πάλι δεν είστε σαν εμένα, που προφανώς δεν είστε, και δεν θέλετε να ξοδέψετε έτσι 45 λεπτά, τότε να το δείτε σε συμπύκνωση, σε τρία λεπτά. Αλλά να ξέρετε, θα ταξιδέψετε με μεγαλύτερη ταχύτητα από αυτή του φωτός και δεν θα ισχύει η ειδική σχετικότητα αλλά ποιος νοιάζεται. 






Παρασκευή, 10 Φεβρουαρίου 2017

Ο ρόλος της δημόσιας εκπαίδευσης πρέπει να αλλάξει.

Στη huffingtonpost.gr γράφω για το λάθος στην εκπαίδευση.

Η δημόσια εκπαίδευση έχει αποτύχει στο να προετοιμάζει τους μαθητές για τις εξετάσεις, αυτό το κάνουν άλλες εκπαιδευτικές μονάδες. Στο σχολείο, μια μεγάλη μερίδα καθηγητών προσποιείται ότι διδάσκει και οι μαθητές προσποιούνται ότι μαθαίνουν, αναφέρομαι στην πραγματική διδασκαλία και στην αληθινή μάθηση, όχι τη φαινομενική, όχι τη βαθμοθηρική. Το σχολείο έπαψε εδώ και χρόνια να είναι «δωρεάν», κοστίζει και το υπερβολικό «κόστος» το αντιλαμβάνεται κάποιος στη μέση της ενήλικης ζωή του. Αν δεν επενδύσεις στην εκπαίδευση δεν μπορείς να περιμένεις αποδοτικές μελλοντικές καταστάσεις. Και δεν αναφέρομαι στην επαγγελματική αποκατάσταση, αλλά στις ουσιαστικές ευκαιρίες/αλλαγές που μπορεί να προσφέρει η πραγματική εκπαίδευση. Αν υπάρχει πιθανότητα αλλαγής του βιοτικού επιπέδου ενός ατόμου, αυτό μπορεί να επιτευχθεί μόνο μέσα από την πραγματική μόρφωση, κι αυτή δε συντελείται στο δημόσιο ελληνικό σχολείο του 2017.
Δε μπορεί οι καθηγητές να είναι αποκομμένοι από τη μελλοντική εργασιακή πραγματικότητα των σημερινών νέων.
Η συνέχεια.


Κυριακή, 5 Φεβρουαρίου 2017

Μια ιστορία.

Θα ήθελα να αφήσω αυτό εδώ. 


Δευτέρα, 26 Δεκεμβρίου 2016

Τα γενέθλια του Νεύτωνα.

Η ιστορία μας αρχίζει στις 25 Δεκεμβρίου 1642 όταν ένα μικρό μήλο έπεσε από μια μηλιά. Και έπεσε κυριολεκτικά μέσα στην καρδιά του Σύμπαντος, γιατί, σήμερα, κάθε άστρο και κάθε γαλαξίας που βλέπουμε να λάμπει πάνω στον ουρανό της νύχτας αντανακλά τη σπουδαιότητα αυτού του φαινομενικά απλού περιστατικού. Ενός περιστατικού αντιπροσωπευτικού μιας δύναμης που όχι μόνο κάνει τα μήλα να πέφτουν, αλλά και η οποία θεωρείται από την επιστήμη ότι είναι υπεύθυνη για την ύπαρξη ολόκληρου του Σύμπαντος. Αναφερόμαστε φυσικά στη δύναμη που ονομάζουμε βαρύτητα.
Τα Χριστούγεννα λοιπόν του 1642 ο κόσμος, ιδιαίτερα ο επιστημονικός, πήρε ένα ασυνήθιστο λίγο-πολύ χριστουγεννιάτικο δώρο με την γέννηση στην Αγγλία του Ισαάκ Νεύτωνα (1642-1727). Γιατί ο Νεύτων επρόκειτο να γίνει μια από τις μεγαλύτερες μορφές στην ιστορία της επιστήμης. Το μεγαλείο του Νεύτωνα οφείλεται κατά ένα μέρος στο ότι ήταν αυτός που διατύπωσε πρώτος μιαν απλή ερώτηση: "Όταν σπάσει ένα κλαδί και πέσει ένα μήλο, γιατί το μήλο δεν πετάει προς τα πάνω ή δεν γλιστράει προς τα πλάγια ή δεν μένει απλώς εκεί που βρίσκεται;" Αλλά το πραγματικό του μεγαλείο βασίζεται στο γεγονός ότι μας έδωσε και την απάντηση στο ερώτημα αυτό. Και η απάντησή του ήταν: η βαρύτητα.
Η βαρύτητα, είπε ο Νεύτων, είναι η δύναμη έλξεως που έχουν όλα τα αντικείμενα το ένα προς το άλλο. Και η βαρύτητα ήταν αυτό που κάνει τα μήλα να πέφτουν. Ο Νεύτων δεν ήταν ο πρώτος επιστήμονας που μελέτησε την έλξη που ασκεί η Γή στα διάφορα αντικείμενα, ούτε φυσικά ήταν κι ο τελευταίος που απόρησε για τα μυστήρια που κρύβει η βαρύτητα. Ήταν όμως ο πρώτος που αναγνώρισε ότι η βαρύτητα διαχέεται σ' ολόκληρο το Σύμπαν, κι ήταν ο πρώτος που έδειξε ότι η ισχυρή αλληλεπίδραση της βαρύτητας είναι αυτή που κρατάει στη θέση τους τα άστρα, τους πλανήτες και τα άλλα ουράνια σώματα.
Κατά τη διάρκεια της μεγάλης επιδημίας της πανώλης, το 1666, τα σχολεία της Αγγλίας αναγκάστηκαν να κλείσουν. Αυτή η ευκαιρία έδωσε στον Νεύτωνα τον καιρό να σκεφτεί, και οι σκέψεις που έκανε έβαλαν τις βάσεις της επιστήμης για τα επόμενα 250 χρόνια. Ο Νεύτων καταπιάστηκε επίσης και με την οπτική και ανακάλυψε ότι με τη βοήθεια ενός πρίσματος, το λευκό φως μπορούσε να διαχωριστεί στα συστατικά του χρώματα που ονόμασε «φάσμα». Τελειοποίησε, επιπλέον, το πρώτο ανακλαστικό τηλεσκόπιο, εξήγησε την αιτία των παλιρροιών, καθώς επίσης και την πλάτυνση του ισημερινού της Γης. Για να εξηγήσει τις κινήσεις των πλανητών, χρειάστηκε ένα νέο είδος μαθηματικών, κι έτσι εφηύρε τον μαθηματικό λογισμό. Αλλά το πιο σπουδαίο απ' όλα, αυτό που έκανε τον Νεύτωνα ιδιαίτερα γνωστό, ήταν η ανάλυση που έκανε για τη δύναμη της βαρύτητας.
Στις αρχές του 17ου αιώνα, ο Τύχων Μπράχε (1546-1601) και ο Γιοχάνες Κέπλερ (1571-1630), πρόσφεραν τα στοιχεία που χρειαζόταν ο Νεύτων για να μπορέσει να αποκρυπτογραφήσει τα μυστήρια της βαρύτητας. Με βάση τις εργασίες αυτές και με τη βοήθεια των ιδεών του Γαλιλαίου, ο Νεύτων μπόρεσε να πετύχει τον σπουδαιότερο θρίαμβό του, να διατυπώσει δηλαδή τα τρία αξιώματα της κίνησης και το νόμο της Παγκοσμίου Έλξεως. Ο Νεύτων υποστήριζε δηλαδή ότι η Σελήνη περιφέρεται γύρω από τον πλανήτη μας λόγω της ελκτικής δύναμης που ασκεί η Γη πάνω στο δορυφόρο της. Οπότε θα ήταν λογικό να υποθέσουμε ότι και η ίδια η Γη βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο λόγω της ελκτικής δύναμης που ασκεί πάνω της ο Ήλιος. Το ίδιο άλλωστε πρέπει να ευσταθεί και για τους υπόλοιπους πλανήτες και τους δορυφόρους τους.
Ο Νεύτων μας είπε πολλά για τη βαρύτητα, αλλά γνώριζε ότι δεν μπόρεσε να λύσει όλα τα μυστήρια που έκρυβε. Συχνά παραδεχόταν ότι η δική του συνεισφορά στην επιστήμη υπήρξε μια μόνο σταγόνα στον απέραντο ωκεανό της επιστημονικής εξερεύνησης: «Δεν ξέρω τι μπορεί να φαίνομαι στον κόσμο", έγραφε "αλλά στον εαυτό μου μοιάζω με ένα παιδάκι που παίζει στην αμμουδιά και διασκεδάζει βρίσκοντας πότε κάποιο λείο βότσαλο και πότε κάποιο πιο όμορφο όστρακο από τα συνηθισμένα, ενώ ο μεγάλος ωκεανός της γνώσης απλώνεται μπροστά μου τελείως ανεξερεύνητος».
Ο μεγάλος αυτός ωκεανός της γνώσης που απλωνόταν μπροστά στον Νεύτωνα συνέχισε να εξάπτει τη φαντασία και την επιδεξιότητα των επιστημόνων παρ' όλη την πάροδο των αιώνων. Και σήμερα μερικά από τα πιο βασικά μυστήρια της βαρύτητας συνεχίζουν να αποτελούν το αντικείμενο εντατικής μελέτης και εξερεύνησης. Τι προκαλεί άραγε τη βαρύτητα; Γιατί τα αντικείμενα έλκονται μεταξύ τους; Η έλξη της βαρύτητας ανάμεσα σε δύο αντικείμενα παραμένει σταθερή ή εξασθενεί με την πάροδο του χρόνου; Μήπως η βαρύτητα δημιουργείται με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων όπως ακριβώς το φως και άλλα είδη ενέργειας; Και αν πράγματι υπάρχουν αυτά τα βαρυτικά κύματα, από που προέρχονται;
Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, ο μεγαλύτερος ίσως επιστημονικός νους της σύγχρονης εποχής, δαπάνησε το μεγαλύτερο μέρος της ζωής του αντιμετωπίζοντας αυτά και άλλα παρόμοια ερωτήματα. Ο μεγαλοφυής αυτός επιστήμονας έλεγε κάποτε με μετριοφροσύνη ότι σ' ολόκληρη τη ζωή του είχε δύο μόνο πραγματικές ιδέες. Το 1905 και αργότερα το 1915 δημοσίευσε τις ιδέες του αυτές, ιδέες που επρόκειτο να αναστατώσουν κυριολεκτικά τον επιστημονικό κόσμο. Οι ιδέες του αυτές είναι σήμερα γνωστές με την επωνυμία Ειδική και Γενική Θεωρία της Σχετικότητας.
Ήταν ένα έργο με τόσο εκπληκτική πρωτοτυπία, ώστε ξεχύθηκε στον επιστημονικό κόσμο με την ίδια ορμή ενός ξέφρενου νέου χορού. Μ' αυτό του το έργο ο Αϊνστάιν έδωσε πραγματικά μία τελείως διαφορετική τροπή στην εξέλιξη των ιδεών μας για το χώρο και το χρόνο. Μέσα σ' ένα εκπληκτικά σύντομο χρονικό διάστημα, ο κάθε φυσικός επιστήμονας στον κόσμο είτε αναγκαζόταν να μάθει και να προσαρμοστεί στη νέα πραγματικότητα ή, λόγω ηλικίας, υποχρεωνόταν να μείνει τελείως έξω από την επιστημονική παρέλαση.




Κυριακή, 11 Δεκεμβρίου 2016

Μια ωδή στη Γη.

O Roman De GiuliP δημιούργησε μια ωδή στη Γη, με μια μπάλα και οργανικά υγρά.

Βέβαια, η θεματολογία αναφέρεται στη «Μοναδικότητα» της Γης αλλά εμείς ελπίζουμε στην τεχνολογική Singularity, μήπως και καταφέρουμε να περισώσουμε ότι μπορούμε από το περιβάλλον της Γης. Αν και η φύση - Γη πάντα βρίσκει τρόπο να επιβιώνει και να συνεχίζει τη ζωή πάνω της, χωρίς απαραίτητα εμείς να αποτελούμε κομμάτι της. Άλλωστε, η χρονική παρουσία του ανθρώπου πάνω στη Γη (εκτιμάται κοντά στα 200.000 χρόνια) αποτελεί μια μικρή «παρένθεση» μπροστά στα 4,5 δισεκατομμύρια της ύπαρξης της.


Στο βίντεο τώρα, συνιστώ ακουστικά για το οπτικοακουστικό υπερθέαμα. Καλή εβδομάδα να έχετε.