Μπορεί η διδασκαλία του Γ' νόμου του Νεύτωνα (π.χ. με το λογισμικό "Αλληλεπιδράσεις σωμάτων") να αποτελέσει θεμέλιο για την αποτελεσματικότερη αντιμετώπιση των δυσκολιών στην μάθηση των άλλων δυο νευτώνειων νόμων;

Abstract

Η ανασκόπηση της βιβλιογραφίας για θέματα που αφορούν στη Νευτώνεια Μηχανική αναδεικνύει σοβαρές εναλλακτικές ιδέες μαθητών/ριών αλλά και φοιτητών/ριών. Ιδέες που έχουν να κάνουν με θέματα δύναμης - κίνησης και αλληλεπίδρασης σωμάτων. Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται έρευνα με συμμετοχή 69 μαθητών και μαθητριών Ε' τάξης δύο Δημοτικών Σχολείων των Φαρσάλων. Στόχος είναι η μελέτη της συμβολής του εκπαιδευτικού λογισμικού «Αλληλεπιδράσεις Σωμάτων», που χρησιμοποιεί μια μέθοδο μοντελοποίησης καταστάσεων αλληλεπίδρασης μεταξύ σωμάτων, αυτή των εκτεταμένων σχημάτων, για την οπτικοποιημένη αναπαράσταση των αλληλεπιδράσεων, την εύρεση της συνισταμένης που ενεργεί σε κάθε σώμα και στη συνέχεια των τυχόν κινήσεων που προκύπτουν για τα σώματα αυτά. Στόχος της μεθόδου είναι να συνδεθεί ο 3ος νόμος του Νεύτωνα με τους άλλους δύο νευτώνειους νόμους, και να επιτευχθεί καλύτερη κατανόηση της Νευτώνειας Δυναμικής. Τριάντα μαθητές/ριες του 4ου Δ. Σχ. Φαρσάλων αποτέλεσαν την πειραματική ομάδα και διδάχθηκαν μια σειρά από πειράματα και σενάρια του λογισμικού, όπως: 1) Αλληλεπίδραση μεταξύ σωμάτων από απόσταση, 2) Άνθρωπος που στέκεται στο πάτωμα, 3) Ζεύγη δυνάμεων δύο σωμάτων, 4) Δύναμη ανθρώπου σε τοίχο, 5) Διελκυστίνδα. Η διδασκαλία με το λογισμικό διήρκεσε δύο διδακτικά δίωρα και συνοδευόταν από φύλλα εργασίας. Η συλλογή των δεδομένων της έρευνας έγινε με γραπτό ερωτηματολόγιο. Σε αυτό κλήθηκαν να απαντήσουν οι μαθητές/ριες της πειραματικής ομάδας πριν και μετά τη διδασκαλία με το λογισμικό, αλλά και οι 39 μαθητές/ριες του 3ου Δ. Σχ. Φαρσάλων πριν και μετά την παραδοσιακή διδασκαλία, οι οποίοι/ες αποτελούσαν την ομάδα ελέγχου. Από την επεξεργασία των δεδομένων φάνηκε ότι οι μαθητές/ριες της πειραματικής ομάδας παρουσίασαν πολύ καλύτερα μαθησιακά αποτελέσματα σε σύγκριση με τους μαθητές/ριες που διδάχθηκαν παραδοσιακά. Η διδασκαλία με το λογισμικό είχε θετική επίδραση στη μάθηση και προήγαγε την εννοιολογική κατανόηση σε θέματα που αφορούν τον 3° νόμο του Νεύτωνα. Πιο συγκεκριμένα, τα παιδιά της πειραματικής ομάδας έμαθαν να αντιλαμβάνονταν τις δυνάμεις ως αλληλεπιδράσεις, οπότε έπαψαν να έχουν την εναλλακτική ιδέα ότι όπου υπάρχει δύναμη υπάρχει και κίνηση, ενώ αντιλαμβάνονται τη στιγμιαία δράση της δύναμης. Από την άλλη, οι μαθητές/ριες που διδάχθηκαν παραδοσιακά δίχως Η/Υ, φάνηκε ότι παρέμειναν πιστοί/ες στις αρχικές τους αντιλήψεις, σύμφωνα με τις οποίες δεν αντιλαμβάνονται τις δυνάμεις ως αλληλεπιδράσεις, οπότε δυσκολεύονται να χειριστούν επιτυχώς θέματα που είχαν σχέση με τον 2° και τον 1° νευτώνειο νόμο.