Ο μακρύς δρόμος για τη μάθηση των Νομων του Νεύτωνα: Ενας διάλογος

(Σχεδιο σε παιδικο σεντόνο. Έργο Βασιλικής Σινάνογλου)

Βασιλης Κολλιας & Θανασης Νταβαρης

Αυτο και τα επόμενα μηνύματα αφηγούνται τη δυσκολη πορεία μάθησης των Νομων του Νεύτωνα. Ειναι ενας διάλογος ανάμεσα σε εμένα και τον Θανάση Ντάβαρη, που αποφάσισε να μπει σε αυτη τη δυσκολη πορεία.

Ο Θανάσης Ντάβαρης είναι κλινικός ψυχολόγος με μεταπτυχιακο στη γνωσιακή επιστήμη.  Ποτε του δεν μίσησε τη Φυσική. Μάλιστα έχει έντονο ενδιαφέρον για τα Φυσικά φαινόμενα (βλεπει σχετικά ντοκιμαντέρ, ενδιαφέρεται ιδιαίτερα για τα καιρικά φαινόμενα και παρακολουθεί ένα δικτυακό τόπο όπου μια κοινότητα σχολιάζει καιρικά συστήματα, του αρέσει η Φυση) αλλά στη Δευτεροβάθμια εκπαίδευση ήταν ο μαθητής που είναι σίγουρος ότι δεν πρόκειται να λύσει σωστά την άσκηση και εξασφαλίζει ένα αξιοπρεπή βαθμό χάρη στην προσπάθεια που δείχνει.

Αργότερα συνεργαστήκαμε στα πλαισια του σχεδιασμού ενός περιβάλλοντος μάθησης για μαθητές Ε Δημοτικου που αφορούσε στην εξάτμηση και τη συμπύκνωση του νερού (http://www.coreflect.org/nqcontent.cfm?a_id=14987&tt=coreflect&lang=en). Δεν χρησιμοποιηθηκαν παρά ελάχιστα μαθηματικά. Όμως  στα πλαίσια του προγράμματος ο Θανάσης έπρεπε να καταλάβει την αλλαγή στις κλιμακες, τη δυναμική ισορροπία ανάμεσα σε μορια που μπαινουν και βγαινουν στην επιφάνεια του νερού, τη λεπτομερή εξήγηση που περιμένουμε στη Φυσική. 

Μου ειπε ότι όλα αυτά στην αρχη τον απογοήτευσαν («που να καταφέρουν κατι τετοιο οι μαθητές!») αλλά αργότερα το ένοιωσε ως μεγάλη προκληση (ιδιαίτερα καθώς αισθανόταν ότι έδενε και με πρακτικά ζητήματα και με προσωπικά ενδιαφεροντα –βλ παραπάνω για τη μετερωρολογία). Τελικά τα κατάφερε να κατανοεί και να παράγει σχετικές εξηγήσεις.

Η τριτη συνάντησή του με τη Φυσική ήρθε κάνοντας μαθήματα σε γνωστά του παιδιά (τέλος Δημοτικου, Γυμνάσιο). Εκει προσπαθούσε να τους διδάξει γενικές στρατηγικές να αντιμετωπίζουν το άγχος τους ή την αδυναμία να κάνουν κάποια ενέργεια με ελπίδες λύσης και γενικές στρατηγικές για την επεξεργασία της πληροφορίας που θα μπορουσαν να τους φανούν χρήσιμες σε κάθε μάθημα (αρα και στη Φυσική).

Στα πλαισια αυτης της τριτης συνάντησης ήρθε η συνειδητοποίηση ότι για να βοηθήσει αυτά τα παιδια πρέπει να περάσει από τις γενικές στρατηγικές στην πιο ειδική υποστήριξη σε συγκεκριμένα ζητήματα. Και επειδή η Μηχανική και οι Νομοι του Νευτωνα ήταν από τότε που και ο ιδιος σπούδαζε στο Γυμνάσιο αρχετυπικά παραδείγματα της γνώσης της Φυσικής εστίασε σε αυτά.

Αποφάσισε να μάθει τους Νομους του Νευτωνα

Φαινομενικά ειναι πολυ απλοί. Θα σας τους πω με απλά λόγια:
1. Αν βλέπουμε ενα πράγμα (σωμα, αντικειμενο, όπως θέλετε πειτε το) να παραμένει ακίνητο για κάποιο χρόνο τότε αυτό σημαίνει ότι οι δυνάμεις που ασκουνται πάνω του εξοντώνει η μια την άλλη όλο αυτο το χρόνο που μένει ακινητο. Ομως ακόμα και αν το πράγμα αυτο κινείται με σταθερή ταχύτητα για κάποιο χρόνο τότε ΠΑΛΙ αυτο σημαίνει ότι οι δυνάμεις που ασκούνται πάνω του εξοντώνει η μια την άλλη για τον ιδιο χρόνο. 
Αντίστροφα αν οι δυνάμεις που ασκούνται σε ένα πράγμα εξοντώνει η μιά την άλλη έτσι που να ειναι σαν να μην ασκείται καμία δύναμη πάνω του τότε αυτο το πράγμα ή κινείται με σταθερή ταχύτητα ή είναι ακίνητο (το τελευταίο αν θέλετε μπορειτε να το δείτε σαν ειδική περιπτωση του "κινειται με σταθερη ταχυτητα" γιατι ειναι σταθερη και 0), για όσο καιρο συμβαίνει αυτο με τις δυνάμεις

2. Οταν οι δυνάμεις που ασκούνται σε ένα πράγμα δεν αλληλοεξοντώνονται αλλά τελικά υπάρχει μια "συνισταμένη" δυναμη (μια κατάλληλη "σουμα" ας πουμε) τοτε η δύναμη αυτή ΔΕΝ προκαλει άμεσα την ταχύτητα του πράγματος αυτου αλλά την επιτάγχυνσή του. Δηλαδή αν υπάρχει δυναμη θα υπάρχει την ιδια στιγμή και αντιστοιχη επιτάγχυνση. Και το ανάποδο. Αν βλέπουμε ενα πράγμα να επιταγχύνεται τοτε σιγουρα ασκειται πάνω του δυναμη. Ενω όπως ειπαμε πριν αν δεν επιταγχύνεται (δηλαδή η ταχυτητα ειναι σταθερή και η επιτάγχυνση ειναι 0) τοτε η δύναμη ειναι 0.
Μάλιστα F = m * a (  m είναι η μάζα του πράγματος και a η επιτάγχυνσή του). 

3. Οι δυνάμεις έρχονται ΠΑΝΤΑ σε ζευγάρια. Τα ζευγαρια ειναι "σιαμαία" με την ένοια οτι όσο μέγεθος έχει η μια δύναμη τοση έχει και η "αδερφή" της. Ομως οι δυο δυνάμεις του ιδιου ζευγαριού ασκούνται ΠΑΝΤΑ σε διαφορετικά πράγματα (τα δυο πράγματα που "αλληλεπιδρούν") και τραβουν προς αντιθετες κατευθυνσεις (τεχνικα ορθό θα ήταν να χρησιμοποιήσω τους όρους: "εχουν ιδια κατευθυνση και αντίθετη φορά).

Δεν φαινεται και τρομερά δύσκολο. Αλλά ειναι πολυ δυσολότερο απο όσο φαίνεται

Και έτσι ξεκινά η ιστορία του διαλόγου μας

Εκ των υστέρων η προσπάθειά μας φυσικά ειναι ενας τροπος να καταλάβουμε τα φαινομενα της μάθησης. Ενω ομως οσο αφορά στους Νομους του Νευτωνα ο ένας (ο Βασίλης) τους καταλάβαινε, όσο αφορά στα φαινομενα της μάθησης  η κατάσταση ειναι πιο δύσκολη. Κανεις απο τους δυο μας δεν έχει μια καλη κατανόηση για τα φαινόμενα της μάθησης. Ακομα περισσοτερο δεν θα μπορουσαμε να απαντήσουμε ουτε καν στο τι γενική μορφή θα ειχε μια τέτοια "καλη κατανόηση", τι υφους κείμενο θα χρειαζοταν για να σηκώσει το βάρος αυτης της κατανόησης.