top of page
Σκοπός της φυσικής είναι η κατανόηση του σύμπαντος τόσο σε μικροσκοπικό όσο και σε μακροσκοπικό επίπεδο. Είναι μια απο τις πιο αρχαίες επιστήμες που βασίζεται στην παρατήρηση, την δημιουργία ερωτήσεων και τέλος στην προσπάθεια εξήγησης του φαινομένου. Ερωτήσεις όπως 'Τι είναι η ύλη και το φως?', 'Πώς εξηγείται η βαρύτητα?', 'Τι είναι ο ηλεκτρισμός?' είχαν ως αποτέλεσμα να αλλάξουν τον τρόπο αντίληψης του κόσμου μας.
Η φυσική αποσκοπεί στην μαθηματική εξήγηση ενός φαινομένου, είναι συνεπώς μια αυστηρή επιστήμη καθώς όλα τα φυσικά φαινόμενα διέπονται απο μαθηματικές εκφράσεις. Αυτός είναι ο λόγος που όσες φορές και αν επαναλάβουμε ένα πείραμα θα πρέπει να πάρουμε το ίδιο αποτέλεσμα (με ένα μικρό πειραματικό σφάλμα). Η κατανόηση του κόσμου, και ιδιαίτερα η αλληλεπίδραση του φωτός με την ύλη, με είχαν συνεπάρει ως μαθητή και έτσι επέλεξα αυτή την κατεύθυνση.
Για να μπορέσει να προχωρήσει ένα άτομο στο χώρο αυτό, απαιτείται η κατανόηση των κανόνων καθώς η αποστήθιση ελάχιστο όφελος έχει. Γι'αυτό τον λόγο είναι κομβικής σημασίας ο καθηγητής να μπορέσει να αναπτύξει τρόπους εκμάθησης που, αφενώς διεγείρουν το ενδιαφέρον, αφετέρου βοηθούν στην κατανόηση την ύλης για τον μαθητή/φοιτητή. Πάνω σε αυτό το σκέλος έχω εργαστεί τα τελευταία 10 περίπου χρόνια έχοντας αναπτύξει μεθόδους που βασίζονται στην πολυαισθητηριακή μάθηση.
Η πολυαισθητηριακή μάθηση αποτελεί έναν απο τους πλέον αποτελεσματικούς τρόπους διδασκαλίας [1, 2, 3]. Πιο συγκεκριμένα δημιουργώ υλικό τέτοιο ώστε ο μαθητής/φοιτητής να αντιλαμβάνεται και να επεξεργάζεται την πληροφορία με όσο το δυνατόν περισσότερες αισθήσεις.
Παρακάτω παραθέτω μερικά παραδείγματα του τρόπου διδασκαλίας μου.
Παράδειγμα 1: Εκρεμμές χωρίς απώλειες | Αφορά: Μαθητές
Κινούμενο σχέδιο ενός εκκρεμούς χωρίς απώλειες. Το κάτω γράφημα σχεδιάζει σε πραγματικό χρόνο την ταλάντωση του εκκρεμούς καθώς κυλά ο χρόνος. Απο το γράφημα αυτό μπορεί να κατανοήσει κανείς την περιοδική (επαναλαμβανόμενη) κίνηση, να υπολογίσει τον χρόνο μιας πλήρης ταλάντωσης, την συχνότητα της κτλ.
Ο μαθητής έχει την ελευθερία να αλλάξει κάποιες παραμέτρους όπως το μήκος του εκρεμμούς ή την αρχική γωνία και να παρατηρήσει σε πραγματικό χρόνο την αλλαγή που προκαλούν.
Παράδειγμα 2: Εκρεμμές με απώλειες | Αφορά: Μαθητές
Κινούμενο σχέδιο ενός εκκρεμούς με απώλειες. Το κάτω γράφημα σχεδιάζει σε πραγματικό χρόνο την ταλάντωση του εκκρεμούς καθώς κυλά ο χρόνος. Αυτό το πιο ρεαλιστικό παράδειγμα λαμβάνει υπ'όψιν τυχόν απώλειες του εκκρεμούς (π.χ. αντίσταση του αέρα ή μηχανικές απώλειες) και δείχνει πως αποσβαίνει με το χρόνο η ταλάντωση.
Ο μαθητής έχει την ελευθερία να αλλάξει το πλάτος της απόσβεσης και να παρατηρήσει σε πραγματικό χρόνο την αλλαγή που προκαλεί.
Παράδειγμα 3: Ελλατήριο χωρίς απώλειες | Αφορά: Μαθητές
Κινούμενο σχέδιο σώματος πάνω σε ελλατήριο χωρίς απώλειες. Τα γραφήματα δείχνουν σε πραγματικό χρόνο την μεταβολή της μετατόπισης (x), της ταχύτητας (υ) και της επιτάχυνσης (a) καθώς μεταβάλεται ο χρόνος (t). Απο τα διαγράμματα αυτά, μπορεί κανείς να υπολογίσει το πλάτος της ταλάντωσης, την περίοδο και συχνότητα της κτλ.
Ένα σημαντικό συμπέρασμα είναι οτι απο την στιγμή που το φαινόμενο είναι περιοδικό όλες οι παράμετροι που υπολογίζονται (x, υ, a) έχουν και αυτές μια περιοδική συμπεριφορά.
Ο μαθητής μπορεί να αλλάξει διάφορες παραμέτρους όπως τη μάζα του σώματος, την σταθερά του ελλατηρίου ή το πλάτος της ταλάντωσης και να παρατηρήσει δυναμικά την μεταβολή που προκαλείται.
Παράδειγμα 4: Ελλατήριο με απώλειες | Αφορά: Μαθητές
Κινούμενο σχέδιο σώματος πάνω σε ελλατήριο με απώλειες. Τα γραφήματα δείχνουν σε πραγματικό χρόνο την μεταβολή της μετατόπισης (x), της ταχύτητας (υ) και της επιτάχυνσης (a) καθώς μεταβάλεται ο χρόνος (t). Αυτό το πιο ρεαλιστικό παράδειγμα λαμβάνει υπ'όψιν τυχόν απώλειες του εκκρεμούς (π.χ. αντίσταση του αέρα ή μηχανικές απώλειες) και δείχνει πως αποσβαίνει με το χρόνο η ταλάντωση.
Ο μαθητής έχει την ελευθερία να αλλάξει το πλάτος της απόσβεσης και να παρατηρήσει σε πραγματικό χρόνο την αλλαγή που προκαλεί.
Παράδειγμα 5: Προέλευση Μαγνητισμού στην Ύλη | Αφορά: Μαθητές & Φοιτητές
Η ύλη αποτελείται απο μικρά σωματίδια (άτομα) που το κάθε ένα έχει ηλεκτρικές και μαγνητικές ιδιότητες. Στο σχέδιο αυτό βλέπουμε πώς κάθε άτομο (που αναπαριστάται με ενα μαγνητάκι) προσανατολίζεται κατά τη φορά ενός εξωτερικού μαγνητικού πεδίου (μωβ βέλος). Στην περίπτωση που το εξωτερικό πεδίο είναι ασθενές (μικρό βέλος) τα μαγνητάκια (άτομα) είναι τυχαία διατεταγμένα στο χώρο και έτσι το υλικό συνολικά είναι μη-μαγνητικό. Όταν όμως το εξωτερικό πεδίο είναι ισχυρό (μεγάλο βέλος) τα άτομα προσανατολίζονται παράλληλα στο εξωτερικό πεδίο και έτσι το υλικό εμφανίζει μακροσκοπικά μαγνητικές ιδιότητες.
Παράδειγμα 6: Μαγνητικό Πεδίο σε Κυκλικό Ρευματοφόρο Αγωγό | Αφορά: Μαθητές
Ένα κλασικό πρόβλημα σε μαθητές Λυκείου είναι το μαγνητικό πεδίο σε ενα κυκλικό ρευματοφόρο αγωγό. Στο παράδειγμα αυτό, σχεδιάζω στο χώρο τις μαγνητικές γραμμές (μπλέ καμπύλες) που δημιουργόυνται λόγω του ρεύματος (i) που διαρέει τον αγωγό. Παρατηρούμε οτι όσο αυξάνει το ρεύμα οι μαγνητικές γραμμές πυκνώνουν. Μάλιστα, στην περιοχή εντός του αγωγού οι μαγνητικές γραμμές είναι πιο πυκνές σε σχέση με τον εξωτερικό χώρο που σημαίνει οτι το μαγνητικό πεδίο είναι ισχυρότερο.
Ο μαθητής μπορεί να μεταβάλει τόσο την ένταση του ρεύματος όσο και την ακτίνα του αγωγού και να παρατηρήσει δυναμικά την κατανομή του μαγνητικού πεδίου γύρω απο αυτόν.
Παράδειγμα 7: Αρχή Ανεξαρτησίας Κινήσεων | Αφορά: Μαθητές
Εικόνα Α: Ελεύθερη πτώση δύο ίδιων σωμάτων (μπλε και κόκκινο). Τόσο τα σώματα όσο και οι εξωτερικές συνθήκες είναι ίδιες, συνεπώς τα σώματα φτάνουν στο έδαφος στον ίδιο χρόνο (2 sec). Εικόνα Β: Στο μπλε σώμα ασκείται μία οριζόντια αρχική ταχύτητα καθώς πέφτει. Θα περίμενε κανείς το κόκκινο σώμα να φτάσει πιό γρήγορα στο έδαφος. Αυτό δεν συμβαίνει διότι η αρχική ταχύτητα του μπλε σώματος είναι κάθετη στον άξονα της ελεύθερης πτώσης. Συνεπώς η μία κίνηση δεν επηρεάζει την άλλη και έτσι τα σώματα φτάνουν και εδώ ταυτόχρονα στο έδαφος! Αυτό το φαινόμενο είναι η ΑΡΧΗ ΑΝΕΞΑΡΤΗΣΙΑΣ σε σύνθετες κινήσεις.
bottom of page