Μια βιωματική προσέγγιση θεμελιωδών εννοιών της Σύγχρονης Φυσικής. Υπεύθυνη καθηγήτρια Ε. Πάτκου Η ιδέα για το θέμα αυτό προέκυψε από μια συζήτηση στην τάξη ότι η Φυσική είναι δύσκολη και βαρετή. Η Φυσική όμως, άδικα μάλλον έχει τη φήμη ότι είναι δύσκολη, ότι δεν είναι πρακτική ή ότι είναι βαρετή. Μπορεί να είναι δύσκολη, αλλά βαρετή όχι! Τα αναλυτικά προγράμματα και ο χρόνος ποτέ δεν φτάνουν στα πεδία που η Φυσική γίνεται πράγματι συναρπαστική ή διασκεδαστική για τα παιδιά. Το πρόγραμμα εφαρμόστηκε στην Β΄ τάξη του 1ου Γυμνασίου Πυλαίας, στο πλαίσιο της «Βιωματικής εργασίας στην ενότητα ?Πολιτισμός και τέχνες?», (σχολική χρονιά 2015-16), που πραγματοποιούνταν ενταγμένο στο σχολικό πρόγραμμα για μια ώρα την εβδομάδα. Στη συγκεκριμένη διδακτική παρέμβαση επιλέξαμε να ασχοληθούμε με θεμελιώδεις έννοιες της Φυσικής που δεν διδάσκονται βάσει του αναλυτικού προγράμματος και που έρχονται σε σύγκρουση με την προσχολική γνώση, αλλά και την επίσημη σχολική ύλη. Οι ενότητες αυτές αφορούσαν την τέταρτη διάσταση και την έννοια του χρόνου, τη θεωρία της σχετικότητας, το καθιερωμένο μοντέλο, την προέλευση των δυνάμεων, την αρχή της απροσδιοριστίας, το διαστελλόμενο σύμπαν, την μεγάλη έκρηξη Δείτε εδώ σε δύο λεπτά τι κάναμε Πρώτη θεματική: Τέταρτη διάσταση. Τα παιδιά εδώ κατασκεύασαν κόσμους με μία διάσταση, δύο και τρείς διαστάσεις. Χρησιμοποίησαν σχοινιά, χαρτόνια, ξύλα. Προσπάθησαν να φανταστούν πως θα ήταν οι κάτοικοι μιας χώρας με μία, ή δύο διαστάσεις, και πως θα ήταν η ζωή τους. Πολύ παραστατικά το είδαμε στην ταινία The flatland. (http://www.flatlandthemovie.com/ προσπέλαση 12-9-2016). Με τις κατασκευές διαπίστωσαν ότι για να γίνει αντιληπτή από κάποιον μια επιπλέον διάσταση, πρέπει να «βγει» απ? αυτές στις οποίες βρίσκεται, όπως όταν ένα μυρμήγκι πέσει από ένα σύρμα, ή από ένα τραπέζι. (Άμποτ, 1988) Διαπίστωσαν επίσης, πως είναι δυνατό κάτοικοι ενός κόσμου δύο διαστάσεων, όπως στην επιφάνεια ενός κυλίνδρου, ενώ ζουν σε δύο διαστάσεις να μην αντιλαμβάνονται την τρίτη. Αυτό το περιγράφει πολύ καλά η ταινία Dr Quantum-Flatland, https://www.youtube.com/watch?v=BWyTxCsIXE4 προσπέλαση 12-9-2016). Οι ταινίες αυτές προκάλεσαν έντονες συζητήσεις στην τάξη. Και όλα αυτά για να καταλάβουν πως ενώ ζούμε σε κόσμο τριών διαστάσεων, η τέταρτη διάσταση υπάρχει, παρόλο που δεν μπορούμε να την αντιληφθούμε. Στο σημείο αυτό αναφερθήκαμε στην μη Ευκλείδεια γεωμετρία και την αφήσαμε για το μέλλον. Και για να φανταστούμε την τέταρτη διάσταση στραφήκαμε στη λογοτεχνία και την ζωγραφική. Διαβάσαμε την «Αλίκη στη χώρα των θαυμάτων» του συγγραφέα Λιούις Κάρολ, που πέφτει μέσα από μια λαγότρυπα και περιπλανάται σε ένα άλλο σύμπαν, και μεγάλα κλασικά έργα μέσα από τα κλασσικά εικονογραφημένα του συγγραφέα Χ. Τζ. Γουέλς όπως «Η μηχανή που τρέχει μέσα στα χρόνια» που μας ταξιδεύει με μια χρονομηχανή στο έτος 802701 μ.Χ. «Ο αόρατος άνθρωπος», ο οποίος πίνοντας ένα υγρό περνούσε στην τέταρτη διάσταση και γινόταν αόρατος , «Δόκτωρ Τζέκιλ και μίστερ Χάιντ», και «Το στοιχειό του Κάντερβιλ» του συγγραφέα Ό. Ουάιλντ. Στον 19οαι, εποχή που γράφονται αυτά τα έργα, η τέταρτη διάσταση τράβηξε το ενδιαφέρον του αποκρυφισμού, του μυστικισμού και θεωρούσαν ότι τα φαντάσματα ήταν όντα της 4ης διάστασης (Ibanez, 2011). Άλλο βιβλίο που διάβασαν και παρουσίασαν τα παιδιά ήταν «Η πύλη του χωροχρόνου» της συγγραφέως Νινέττας Βολουδάκη. Έγινε μεγάλη συζήτηση για το πώς οι άνθρωποι προσπάθησαν να αποδώσουν στις δύο διαστάσεις τις τρεις. Μιλήσαμε για την ζωγραφική των σπηλαίων (33.000, 14.000 π.Χ.) για την ζωγραφική της Αναγέννησης και με ποιο τρόπο εισήγαγαν την προοπτική. Για τους καλλιτέχνες του 20ου αι. για τους οποίους η τέταρτη διάσταση ήταν ένα σύμβολο απελευθέρωσης και πηγή νέων ιδεών, όπως για το ρεύμα του κυβισμού, του φουτουρισμού, του ιμπρεσιονισμού, του σουπρεματισμού, του σουρεαλισμού, (Ibanez, 2011 και http://www.slideshare.net/akarpuzos/h-4-27360348), προσπελάστηκε 12-9-16). Στο τέλος έκαναν μερικά μαθήματα ζωγραφικής με προοπτική με τη βοήθεια της καθηγήτριας των καλλιτεχνικών και ζωγράφισαν και δικά τους έργα. Δείτε εδώ την εργασία μας Δεύτερη θεματική: Καθιερωμένο μοντέλο. Ο στόχος στη Φυσική είναι να υπάρχουν όσο το λιγότεροι κανόνες και εδώ φανταστήκαμε τη Φυσική σαν ένα παιχνίδι ή μια σειρά παιχνιδιών με μπάλες. Με την πρώτη ματιά τα παιχνίδια μοιάζουν μεταξύ τους. Δύο ή περισσότεροι παιδιά – παίχτες, παριστάνουν τα στοιχειώδη σωματίδια και παίζουν παιχνίδια. Τα παιχνίδια αντιστοιχούν στις τέσσερις δυνάμεις που κάθε μια έχει μια σειρά από δικούς της, παρόμοιους με των άλλων κανόνες. Δεν συμμετέχουν όλα τα σωματίδια σε όλα τα παιχνίδια. Αυτό το σύνολο των σωματιδίων και των κανόνων είναι γνωστό, από τη δεκαετία του 1970, ως Καθιερωμένο Μοντέλο (Murray Gell-Mann, Abdus Salam, Glashow, Sheldon Lee Glashow). γήπεδο και χωρίς μπάλα και τα παιδιά κλήθηκαν να «παίξουν», ενώ δεν ήταν δυνατό. Πήγαμε σε γήπεδο βόλεϊ χωρίς μπάλα και σε γήπεδο με μπάλα. O ηλεκτρομαγνητισμός μοιάζει με το τένις γιατί έχει γρήγορο ρυθμό, η ισχυρή δύναμη σαν παιχνίδι πιγκ-πογκ γιατί είναι περιορισμένη σε μικρό χώρο και είναι σαν αναμέτρηση πρόσωπο με πρόσωπο σε γρήγορο ρυθμό, ενώ η ασθενής με παιχνίδι με βαριά μπάλα όπως του μπάσκετ, γιατί εκεί το σωματίδιο ανταλλαγής είναι τα μποζόνια W και Ζ, που έχουν μεγάλη μάζα. Η βαρύτητα, αν υπάρχει το βαρυτόνιο, μοιάζει με το παιχνίδι του μπάντμιντον γιατί είναι χαμηλής έντασης. Στο σημείο αυτό μιλήσαμε για την αναζήτηση του βαρυτονίου και της Θεωρίας των Πάντων. Μιλήσαμε και για το σωματίδιο Higgs. Η ιδέα για τα παιχνίδια, είναι από το βιβλίο «Οδηγός χρήσης του Σύμπαντος» (Goldberg D. και Blomquist J), ενώ για την επαφή των παιδιών με το ευρύτερο πλαίσιο της θεωρίας των στοιχειωδών σωματιδίων αξιοποιήθηκε το βιβλίο του Μπράιαν Γκριν. Στην τάξη ολοκληρώσαμε με ένα παιχνίδι ερωτήσεων σε κάρτες για να μπορούμε να θυμόμαστε τα πολλά σωματίδια που μάθαμε. Στο τέλος, όλα αυτά τα παρουσιάσαμε με τη μορφή comic με τη χρήση του λογισμικού TOONDOO, αφού συζητήσαμε για τo storytelling στην τάξη. Δείτε εδώ την εργασία μας για το καθιερωμένο μοντέλο Τρίτη θεματική: Θεωρία σχετικότητας. Στην ειδική θεωρία σχετικότητας μιλήσαμε αρχικά για τα αδρανειακά συστήματα αναφοράς και για τους φυσικούς νόμους που ισχύουν το ίδιο τόσο στα κινούμενα συστήματα με σταθερή ταχύτητα όσο και στα ακίνητα. Εδώ χρειάστηκε να έρθουμε σε γνωστική σύγκρουση. Τα παιδιά ισχυρίζονταν ότι δεν ισχύουν οι φυσικοί νόμοι με τον ίδιο τρόπο. Καταστρώσαμε ένα πρόχειρο σύστημα αναφοράς με κινούμενη καρέκλα για να το «βιώσουμε». Συζητήσαμε για την ταχύτητα μιας μπάλας που πετάει ο κινούμενος παρατηρητής
