Διδακτικοί πειραματισμοί και πειράματα στις Φυσικές Επιστήμες

Δρ. Αρτέμης Μ. Αθανασάκης

Σχολικός Σύμβουλος Φυσικών Αθήνας

 

            Ο ανακαλυπτικός και διερευνητικός πειραματισμός, ως τρόπος επικοινωνίας με τη φύση, ως διαδικασία γνωστικής παρέμβασης και ως μεθοδολογική πρακτική, προέρχεται από τον ιστορικό, διαλεκτικό και επιστημονικό τρόπο που ο άνθρωπος επινόησε για να φτάσει στη σημερινή φάση της τεχνο-επιστημονικής και πολιτισμικής του εξέλιξης (1).

            Με βάση το δεδομένο αυτό, διδασκαλία φυσικών Επιστημών (Φ.Ε.) χωρίς πειράματα ανακάλυψης, επαλήθευσης, γενίκευσης ή τροποποίησης των λαθεμένων αντιλήψεων των μαθητών είναι χωρίς ουσία, σημασία και νόημα.

            Από τα πειράματα αυτά, ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν εκείνα που προσπαθούν να αλλάξουν εννοιολογικά τις λαθεμένες ιδέες και αντιλήψεις των μαθητών για τον περιβάλλοντα φυσικό κόσμο τους και οι οποίες είναι βαθιά ριζωμένες στο υποσυνείδητό τους λόγω των απατηλών άμεσων αισθητηριακών εμπειριών τους.

            Για παράδειγμα τα παιδιά των μικρών (και όχι μόνο) σχολικών τάξεων νομίζουν ότι (2):

            -    Τα αέρια δεν έχουν βάρος.

            -    Οι ατμοί του νερού δεν είναι νερό.

            -    Η βαρύτητα σχετίζεται με την παρουσία αέρα.

            -    Η καύση δεν είναι χημική αντίδραση, επειδή σ' αυτήν εμπλέκονται δύο σώματα. η ζάχαρη και το νερό.

            -    Η τήξη του πάγου είναι χημικό φαινόμενο, επειδή ο πάγος έγινε νερό.

            Επίσης παιδιά του Λυκείου, αλλά και φοιτητές νομίζουν ότι (2):

            -    Στα ακίνητα σώματα δεν ασκούνται δυνάμεις.

            -    Στα σώματα που κινούνται με σταθερή ταχύτητα ασκούνται σταθερές δυνάμεις.

            -    Δεν ασκούνται δυνάμεις με κατεύθυνση αντίθετη από αυτήν της κίνησης.

            -    Δεν υπάρχει τριβή όταν οι τριβόμενες επιφάνειες είναι ακίνητες.

            -    Δεν υφίσταται αλληλεπίδραση δράσης-αντίδρασης.

            -    Δεν υπάρχουν οι (παθητικές) δυνάμεις που ασκεί οριζόντιο επίπεδο σε σώμα το οποίο βρίσκεται σε επαφή πάνω του.

            -    Στη διάρκεια του βρασμού η θερμοκρασία ανεβαίνει και δεν παραμένει σταθερή.

            Η προσπάθεια μεταβολής των λαθεμένων αυτών αντιλήψεων συνδέεται με την ψυχο-επιστημολογική τάση του κονστρουκτιβισμού ή εποικοδομητισμού η οποία δέχεται ότι ο πειραματισμός είναι χρήσιμος μόνο αν προκαλεί γνωστική σύγκρουση με τις προϋπάρχουσες –συνήθως λαθεμένες- ιδέες των μαθητών, που σαν αποτέλεσμα έχει τη μεταβολή του περιεχομένου των εννοιών και την ένταξή του στο επιστημονικό πρότυπο (3).

            Ανεξάρτητα όμως από το αν η γνώση οικοδομείται ευχερέστερα με την εποικοδομητική ή την ανακαλυπτική μαθησιακή διαδικασία (οπότε στη δεύτερη αυτή περίπτωση δεν λαμβάνονται υπόψη οι ιδέες των παιδιών), η γνώση πάντα πειθαρχεί στο γνωστό ερευνητικό και επιστημονικό σχήμα, σύμφωνα με το οποίο:

-           Το (υπό μάθηση) διδακτικό θέμα τίθεται σε μορφή ερωτήματος ή προβλήματος, μελετούμενο μέσω όλων των έντυπων και μη πηγών πληροφόρησης.

-           Στη συνέχεια διατυπώνονται υποθέσεις για την επίλυσή του.

-           Κατόπιν εκτελείται πειραματισμός για τον έλεγχο των τιθεμένων υποθέσεων.

-           Μετά εξάγονται αποτελέσματα.

-           Και καταθέτονται προτάσεις για μελλοντικές εφαρμογές και προοπτικές (4).

            Στο επιστημονικό αυτό σχήμα, ο ρόλος του πειράματος είναι κεντρικός, καθοριστικός και ουσιώδης, συμβάλλοντας στην καλλιέργεια της διαλεκτικής, συνθετικής και κριτικής σκέψης.

            Ωστόσο για την ολοκλήρωση της επιστημονικο-ερευνητικής αυτής διαδικασίας χρειάζεται η ευχερής χρήση του οικείου γλωσσικού κώδικα επικοινωνίας, καθώς και η συνεκτίμηση των ιστορικών, κοινωνικών και πολιτισμικών συν-θηκών που διαμορφώνουν επιστημολογικά το -υπό μελέτη και εκμάθηση- θέμα (5).

            Μια τέτοια μεθοδολογική προβληματική και πρακτική για το ζήτημα του πειραματισμού στη διδασκαλία των Φ.Ε., είναι ικανή να ανοίξει την κριτική, στοχαστική και διαλεκτική σκέψη για να προχωρήσει πέρα από την απλή κατανόηση, στην ανάλυση, σύνθεση, εφαρμογή και αξιολόγηση των φυσικών εννοιών, μετατρέποντας έτσι τις έννοιες και τις πληροφορίες σε έγκυρες γνώσεις (6).

            Επιπλέον η εργαστηριακή αυτή αντίληψη για τη διδασκαλία των Φ.Ε. μπορεί να οδηγήσει και στην επιδιωκόμενη "συστημική σκέψη" (7) αλλά και στην επίλυση καθημερινών προβλημάτων του φυσικού, παραγωγικού και τεχνολογικού περιβάλλοντος, μέσα από μια διάθεση αναζήτησης, αμφισβήτησης και έρευνας, που δικαιώνει τον ουσιαστικό και πραγματικό χαρακτήρα της μάθησης (8).

            Συνεπώς για την εκπλήρωση των παραπάνω αναγκών, πρακτικών και επιδιώξεων, απαραίτητα υλικά και μέσα είναι όχι μόνο τα παραδοσιακά εποπτικά μέσα, το μαγνητόφωνο, η τηλεόραση, οι διαφάνειες, τα SLIDES, το VIDEO, τα προπλάσματα, οι συλλογές, η μουσική, ο κινηματογράφος, η δραματοποίηση, οι νέες τεχνολογίες κ.ά., αλλά και οι ερευνητικές δραστηριότητες περιβαλλοντικής αγωγής, αγωγής υγείας, αγωγής του καταναλωτή και αυτές του γυμνασιακού μαθήματος τεχνολογίας, οι οποίες –μέσω της μεθόδου project- συνδέουν θέματα των Φ.Ε. με το παραγωγικό, κοινωνικό, τεχνολογικό και πολιτισμικό περιβάλλον.

            Σε σχέση, τώρα, με τον τρέχοντα –λυκειακό κυρίως- σχεδιασμό του Υπουργείου Παιδείας, για την ένταξη πειραματικών ασκήσεων στη θεματική των εξετάσεων των Α.Ε.Ι., θεωρώ ότι έτσι ίσως ευνοείται η κατανόηση της διδακτέας ύλης, όχι όμως και η σε βάθος –πάντα- κριτική της επεξεργασία και διαπραγμάτευση.

            Και ακόμη θεωρώ ότι ένα τέτοιο πλαίσιο σύνδεσης της εργαστηριακής διδασκαλίας με τις εξετάσεις των Α.Ε.Ι., ίσως προσδίδει κάποιο κύρος στην πειραματική διδασκαλία, ταυτόχρονα όμως αναδεικνύει τον χρησιμοθηρικό της χαρακτήρα, συνδεδεμένο περισσότερο με την καταναλωτική ιδεολογία και λιγότερο με την ερευνητική προβληματική.

            Και τούτο γιατί η πειραματική διδασκαλία, λειτουργώντας ωφελιμιστικά, χωρίς τον "έρωτα της γνήσιας ερευνητικής αναζήτησης" κινδυνεύει να διαμορφώσει ένα μαθητή ή φοιτητή ή μελλοντικό πολίτη, που αν ήταν "Οδυσσέας" δεν θα είχε αφεθεί να περιπλανάται στα θαλάσσια ρεύματα, αλλά θα είχε "αμέσως" επιστρέψει στην "Ιθάκη" για να εξαργυρώσει τη νίκη που είχε πετύχει στην "Τροία". Μόνο που "αυτή" η Ιθάκη δεν θα ήταν παρά ένα ανυπόφορα πληκτικό νησί. Η "άλλη" Ιθάκη, η μυθική δεν θα υπήρχε γι' αυτόν, αφού θα έλειπε το τίμημα του "ριψοκίνδυνου" ταξιδιού, που εν τέλει επικυρώνει την ποιότητα κάθε παιδευτικής και μορφωτικής διαδικασίας.


ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΠΑΡΑΠΟΜΠΕΣ

 

1.         Αθανασάκης Α., Παιδαγωγικές κατευθύνσεις Φυσικών Επιστημών, εκδ. Σαββάλα, Αθήνα 1995.

2.         Αθανασάκης Α., Η εποικοδομητική (κονστρουκτιβιστική) παρέμβαση στη διδασκαλία και στη μάθηση των Φυσικών Επιστημών, Εκπαιδευτικές προσεγγίσεις για Φυσικές Επιστήμες, 1, 1997.

3.         Driver R. et al, Οι ιδέες των παιδιών στις Φυσικές Επιστήμες, εκδ. Τροχαλία, Αθήνα 1993.

4.         Ντιούι J. (μετάφρ. Λ. Πολενάκη), Εμπειρία και Εκπαίδευση, εκδ. Γλάρος, Αθήνα 1980.

5.         Κολιόπουλος Δ., Ψύλλος Δ., Η ιστορία τη φυσικής ως πολυδιάστατο εργαλείο της διδασκαλίας τη Φυσικής, Σύγχρονη Εκπαίδευση, 9, 1982.

6.         Bloom B., Krathwohl D. (μετάφρ. Α. Λαμπράκη), Ταξινομία διδακτικών στόχων, εκδ. Κώδικας, Αθήνα 1986.

7.         Αθανασάκης Α., Οικοπεριβαλλοντική Παιδαγωγική, εκδ. Χ. Δαρδανός, Αθήνα 1996.

8.         Westfall R. (μετάφρ. Α. Μπαλτάς), Η συγκρότηση της σύγχρονης επιστήμης, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο 1993.