Ο μακρύς δρόμος για τη μάθηση των Νομων του Νεύτωνα: Ενας διάλογος (Φαση 1)

Βασιλης Κολλιας & Θανασης Νταβαρης

9 Δεκεμβρίου

Ο Θανάσης ψάχνοντας στο διαδικτυο βρίσκει μια «επισημη πηγή» στο διαδίκτυο που του φαίνεται καλη

( http://tccc.iesl.forth.gr/education/local/Physics_I/Chapter4_gr.pdf)

Μου τη στέλνει και εμενα σε μηνυμα με τιτλο «Είναι μια καλη αρχη»

Από τη μεριά μου του στέλνω κάποιες διαφάνειες από ένα μαθημα που κάνω στο Πανεπιστήμιο, καθως και τον τόπο

http://phet.colorado.edu/el/simulation/forces-and-motion-basics

που έχει πολυ ωραίες προσομοιώσεις για τη σχέση δύναμης και κίνησης έτσι όπως την ορίζει η Φυσική.

Αργοτερα (μετα απο όλό αυτο το διαλογο) τον ρώτησα: Χρησιμοποιησες κάτι από αυτά;

Θανάσης: Όχι, δεν χρησιμοποίησα. Βασικά, και μόνο που άκουσα για διαφάνειες και προσωμοιώσεις, ένιωσα ένα αρνητικό συναίσθημα. Ένιωσα ότι αυτό θα έμπλεκε περισσότερο. Προτίμησα να ασχοληθώ με τις δικές μου ασμίλευτες ‘αφελείς’ θεωρίες για τους τους νόμους του Νεύτωνα, μέσα όμως από ένα σχολικό πρίσμα, ένα απλό θεωρητικό εργαλείο, όπως αυτό το σχετικά απλό και αθώο pdf που κατέβασα.

Του προτείνω να χρησιμοποιήσει  το τράβηγμα μιας καρεκλας ετσι ώστε να έχει σταθερη ταχύτητα, ως το παράδειγμα που θα πρέπει να εξηγήσει με τη χρήση των Νομων του Νευτωνα. Αυτο το έκανα επειδή σε αυτο το πρόβλημα φαίνεται, κατά τη γνώμη μου, πολυ έντονα το πόσο περιεργες και αντιδιαισθητικές ειναι οι εξηγήσεις της κίνησης με βάση τους Νόμους του Νεύτωνα.

10 Δεκεμβριου

Μου στελνει την πρώτη του προσπάθεια για ένα άλλο συστημα που επέλεξε ο ιδιος: «Μια μπάλα κυλάει χωρις τριβες και αναγκάζεται να ανέβει ένα κεκλυμένο επιπεδο. Γιατι σταματάει;»

Το μηνυμα έχει τον τιτλο: «Οι πρώτες αληθινές προσκρούσεις μου είναι γεγονός…»

Και απαντώ  11 Δεκ 2014:

[Βασιλης] Με ευχαριστουν παρα πολυ οι προβληματισμοί σου. Επισης οτι ξεκινάς να καταλάβεις κάτι που εσυ επελεξες.
ΚΡΑΤΑΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙς ΑΠΟ ΤΙς ΕΜΠΕΙΡΙΕΣ ΣΟΥ;
Εχω παρατηρησεις.

1.      Φαντάσου μια μπάλα με σκληρό και λεπτο τοιχωμα και γεμισμένη με ήλιο. Η μπάλα ειναι απο τέτοιο υλικο ώστε οι διαφορές στην πιεση του αέρα στο κάτω και στο πάνω μέρος της να δινουν άνωση ίση με το βάρος της.
Φαντάσου μια τέτοια μπάλα και προβλεψε πώς θα κινειται οταν κάνει διάφορα πράγματα σε αυτην

2.      τι ειναι αυτο το μπλε βελάκι που βάζεις απο κάτω; Αν ειναι η δυναμη που ασκει το έδαφος στη μπάλα τότε θα σε μπερδέψει λιγότερο να τη βάλεις να ξεκινα απο το κάτω μέρος της μπάλας (όχι να καταλήγει εκει). Ισως με τη ζωγραφιά σου θέλεις να αποδώσεις με την αρχη το ποιος ασκει τη δυναμη και με το τέλος του βέλους σε ποιον ασκειται. Ομως η "δυναμη" της φυσικής δεν ειναι συμβολική αναπαράσταση μιας κατάστασης αλλά μια "οντοτητα" που οδηγεί σε συνέπειες. Η συνεπεια οπως ξέρεις ειναι η επιδραση στην επιτάγχυνση του σωματος. Αρα βάζεις τη δυναμη να ασκειται πάνω στο σώμα (να ξεκινά απο αυτο) γιατι ψιλοαδιαφορεις για το τι την προκάλεσε. Το σημαντικο για εσενα τώρα ειναι οτι υπάρχει. Και εφοσον υπαρχει θα έχει συνέπειες

3.      Πώς και δεν έχεις ζωγραφισει το βάρος;

4.      Το μωβ βελάκι ειναι η ταχυτητα; Δεν μπορει να ειναι δυναμη στο οριζοντιο επιπεδο ( Μήπως πάλι χρησιμοποιεις τη ζωγραφιά σου συμβολικά, ως συμβολική αναπαράσταση "του χρονικου της κινησης" και οχι οντολογικά ως τμημα ενος μεγέθους;) Μετα ομως βάζεις μωβ βελάκια και γραφεις δράση αντιδραση (που δεν ξέρω τι ενοείς). Πρόσεξε το χρωματικο κώδικα. Ιδιο χρωμα με κάνει να σκέφτομαι οτι ειναι ιδια οντοτητα, ενω εσυ μπορει να δινεις άλλο νοημα στα πρώτα βελάκια και άλλο στα δευτερα

5.      Αν το μπλε ειναι ειναι η αντισταση του εδάφους στην προσπαθεια της μπάλας να μπει μέσα του (πιεζομενη απο την έλξη της γης (που ειναι το βάρος της μπάλας)-  αυτο θυμιζει κάτι απο "μεγαλη μεταναστευση των λαων" οπου ο ενας λαος πιεζε τον άλλο) , πώς και στην περιπτωση του κεκλημένου επιπεδου την βάζεις "στραβη"; Θελω να πω οτι το έδαφος δεν νοιάζεται αν γλιστράει πάνω του η μπάλα (αφου δεν έχει τριβές) αλλά αν πάει να μπει μέσα του. Αυτη την κινηση εμποδιζει. Αρα δεν πρεπει η μπλε δυναμη να ειναι καθετη στην επιφάνεια του κεκλημένου επιπέδου; Με μπερδευεις εδω!

6.      Αυτο το μωβ ζευγαρι που γράφεις "δραση-αντιδραση" τι ειναι;

7.      Αν ζωγραφισεις ΟΛΕΣ τις δυνάμεις που ασκουνται στη μπάλα καθως ειναι στο κεκλημένο επιπεδο (χωρις τριβη και χωρις αντισταση του αέρα), εσυ βλέπεις να ισορροπουν όπως συνεβαινε στο οριζόντιο επιπεδο; Εγω δεν βλεπω να συμβαινει κάτι τετοιο, αλλά ισως φανταζομαστε διαφορετικά πραγματα

Πάς καλυτερα απο ο,τι περιμενα!
Καλη συνέχεια!
Βασιλης

Αργοτερα (μετα απο όλό αυτο το διαλογο) τον ρώτησα: Χρησιμοποιησες κάτι από αυτά;

Θανάσης: έχω να πώ 2 πράγματα:

1^ον Αφού τα μελέτησα εντελώς στα πεταχτά όλα τα 7 παραπάνω σημεία, αυτό που συμπέρανα είναι το εξής:

Θανάση σοβαρέψου – μεθοδολογικά - ακόμα περισσότερο και σχεδίασε κατανοητότερα τις δυνάμεις για τους άλλους που σε μελετούν

Μόνο αυτό. Όλα τα άλλα, προτίμησα να μην τους δωσω τόσο μεγάλη σημασία εκείνη τη στιγμή, γιατί είχα τη βεβαιότητα, ότι παρά τη μεγάλη τους σημασία και επιστημονική ακρίβεια, θα γέμιζαν το νοητικό μου καλάθι, σε βαθμό που δεν θα χωρούσε άλλο και θα μπερδευόμουν περισσότερο!

Και με τη σειρα μου σκέφτομαι και εγω ο Βασίλης. Υπάρχουν πολλές περιπτώσεις μαθητών. Αν ειστε σαν και εμένα θέλετε οι μαθητές σας να ακούν με προσοχή αυτα που λέτε, να παίρνουν πρωτοβουλίες αλλά μετα να έρχονται και να σκέφτονται πάνω σε αυτα που τους έχετε πει/γράψει και να μην τα προσπερνουν "στα πεταχτά".
Αλλά σκέφτομαι, εδω υπάρχει μια πορεία. Σιγουρα προτιμώ το μαθητή που θα πάρει πρωτοβουλίες απο τον μαθητή που δεν παιρνει αλλά με ακουει προσεκτικά. Γιατι φοβάμαι οτι θα αποστηθισει αυτα που λεω χωρις να δοκιμάζει να παει παραπέρα. Και χωρις το παραπέρα αυτου του ειδους η μάθηση δεν ευδοκιμεί. 
Επισης δεν ειμαι σιγουρος αν ολα οσα εγω λογαριάζω για σοφίες ειναι τελικά τοσο σοφίες έσο εγω νομιζω!
Νομιζω ομως οτι το να φτάσει ο μαθητής να έχει αυτο τον αυτοέλεγχο να επιστρέφει στις συμβουλές του δασκάλου και να παλευει με αυτές, και να μην τις ανιμετωπίζει ως περιστασιακή βοήθεια ("ό,τι αρπάξαμε αρπάξαμε") ειναι ένας απο τους στοχους για τον μαθητή που ξέρει να μαθαίνει (πέρα απο την πρόοδο στο συγκεκριμένο μάθημα)