Μια τάξη στο διάστημα Teach article
Μετάφραση: Θοδωρής Πιερράτος (Theodoros Pierratos). H Lucy Patterson μίλησε με τον Έλληνα καθηγητή φυσικής Θεόδωρο Πιερράτο, ο οποίος πρόσφατα κέρδισε την ευκαιρία να ζωντανέψει…
Πιερράτος και Carsten
Przygoda
Ο Θεόδωρος Πιερράτος (39 ετών) είναι φυσικός και διδάσκει από το 1998. Επί του παρόντος διδάσκει φυσική, αστρονομία και τεχνολογία σε μαθητές 15 έως 18 ετών στο 2ο Λύκειο Εχεδώρου, ένα σχολείο στα δυτικά προάστια της Θεσσαλονίκης στην Ελλάδα. Ταυτόχρονα, εργάζεται πάνω στη διδακτορική του διατριβή στη διδακτική της φυσικής, στο Τμήμα Φυσικής του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης.
Όπως πολλοί άλλοι, ο Θοδωρής πιστεύει ότι υπάρχουν πολλά περιθώρια βελτίωσης του τρόπου με τον οποίο διδάσκονται οι φυσικές επιστήμες στα σχολεία. Αυτό που τον ανησυχεί ιδιαίτερα είναι ότι λόγω των χρονικών περιορισμών που θέτει το αναλυτικό πρόγραμμα και της βαρύτητας που δίνεται στην προετοιμασία για τις εισαγωγικές εξετάσεις στο πανεπιστήμιο, πολλοί καθηγητές παραμελούν την πειραματική διάσταση της διδασκαλίας των φυσικών επιστημών. Θεωρεί ότι είναι δύσκολο έτσι οι μαθητές να εμπνευστούν από την επιστήμη.
«Η επιστήμη διδάσκεται με τέτοιο τρόπο ώστε οι μαθητές να πιστεύουν ότι οι επιστημονικές ανακαλύψεις αποκαλύπτονται στους επιστήμονες με κάποιον μαγικό τρόπο και διαρκούν για πάντα. Οι ίδιοι οι επιστήμονες θεωρούνται να είναι άτομα ιδιαίτερα ευφυή αλλά αντικοινωνικά που εργάζονται σε μυστικά, υπόγεια εργαστήρια. Πώς μπορεί ένας μαθητής να διάκειται θετικά σε μια τέτοια επιστήμη; Πρέπει να τους πείσουμε ότι οι επιστήμονες είναι άνθρωποι όπως αυτοί και ότι κάνουν σφάλματα όπως όλοι. Μέσα από διαδραστικές δραστηριότητες της καθημερινής ζωής, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο δοκιμής και πλάνης, οι μαθητές θα συνειδητοποιήσουν ότι η επιστήμη είναι παντού: όταν παίζουν ποδόσφαιρο, όταν τηλεφωνούν, όταν μαγειρεύουν. Πιστεύω ότι, πάνω από όλα, πρέπει να εκπαιδεύσουμε τους νέους ανθρώπους ώστε να είναι επιστημονικά εγγράμματοι για να πάρουν αποφάσεις σχετικά με το μέλλον του πλανήτη μας.»
Προσπαθώντας να διατηρήσει επαφή με τις εξελίξεις στην επιστήμη και στην εκπαίδευση, ο Θοδωρής ξοδεύει ένα μέρος του χρόνου του για να επισκεφτεί ιστότοπους και να διαβάσει επιστημονικά περιοδικά. Έτσι ανακάλυψε το διαγωνισμό τ Ευρωπαϊκ Διαστήματος (ESA)w1 Ταξιδέψτε την τάξη σας στο διάστημα’. «Καταρχάς είδα την ανακοίνωση του διαγωνισμού στο δικτυακό τόποw2, τ ESA και μερικές εβδομάδες αργότερα διάβασα για αυτόν στο Science in School», λέει.
ESA προσκάλεσε Ευρωπαίους εκπαιδευτικούς να προτείνουν νέες ιδέες για πειράματα πραγματοποιηθούν στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS) (για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τον ISS, δείτε Hartevelt-Velani & Walker, 2008, & Hartevelt-Velani, Walker & Elmann-Larsen, 2008). Οι συμμετέχοντες έπρεπε να καταθέσουν πρωτότυπες ιδέες που θα χρησιμοποιούσαν τον ISS για να επιδείξουν στους μαθητές την επίδραση της βαρύτητας και της ελεύθερης πτώσης.
Ο Θοδωρής θεώρησε ότι αυτή ήταν μια φανταστική ευκαιρία να φέρει την επιστήμη κοντά στους μαθητές του: να συμμετάσχουν σε ένα μεγάλο διαστημικό γεγονός και να τους διδάξει βασική φυσική με έναν πραγματικά αξιοσημείωτο τρόπο. Η πρόκληση ήταν να βρεθεί μια πρωτότυπη ιδέα.
τάξη του της φυσικής
Χορηγία εικόνας Θοδωρής
Πιερράτος
«Μια ημέρα, καθώς δίδασκα ταλαντώσεις στους μαθητές της Γ’ Λυκείου, τους ζήτησα να φανταστούν ότι βρίσκονται στον ISS, σε ένα περιβάλλον μικροβαρύτητας. Τι θα συνέβαινε εάν τραβούσαν ένα σώμα κρεμασμένο σε ένα ελατήριο και το άφηναν ελεύθερο; Πολλοί μαθητές απάντησαν ότι δε θα συνέβαινε τίποτα αφού δεν υπάρχει βαρύτητα. Μετά από αρκετή συζήτηση μαζί τους, και χρησιμοποιώντας τις αντίστοιχες εξισώσεις, οι μαθητές τελικά κατάφεραν να προβλέψουν τι πραγματικά θα συμβεί: το σώμα θα ταλαντωθεί όπως ακριβώς εάν ήταν στην επιφάνεια της Γης!»
του ‘Ταξιδέψτε την τάξη σας
στο διάστημα’
Χορηγία εικόνας ESA
Ο Θοδωρής μίλησε στους μαθητές του για το διαγωνισμό της ESA και είναι ιδιαίτερα περήφανος που οι μαθητές του άρπαξαν την ευκαιρία, καθώς το σχολείο τους έχει κάποιες ιδιαιτερότητες: «Πολλοί μαθητές είναι μετανάστες. Μερικοί από αυτούς έχουν δυσκολίες στη γλώσσα. Επιπλέον, πολλοί μαθητές προέρχονται από οικογένειες με χαμηλά εισοδήματα. Άρα, δεν έχουν πολλά ερεθίσματα και δεν έχουν εύκολη πρόσβαση σε πηγές.»
They formulated their proposal to ESA, entitled Τα σώματα δεν έχουν βάρος στο διάστημα, άρα δεν έχουν μάζα: μετρώντας τη μάζα ενός αντικειμένου σε περιβάλλον μικροβαρύτητας, που εκμεταλλεύεται τις εναλλακτικές ιδέες των μαθητών για το βάρος και τη μάζα. Η πρόταση αναπαριστά δύο σημαντικές ιδέες: πρώτον, το βάρος και η μάζα είναι διαφορετικές έννοιες, και δεύτερον, η μάζα παραμένει σταθερή καθώς κινούμαστε από την επιφάνεια της Γης στο διάστημα. Οι μαθητές επίσης υπολογίζουν τη μάζα ενός αντικειμένου σε περιβάλλον μηδενικής βαρύτητας.
Όταν ανακοινώθηκε ότι η πρότασή τους κέρδισε, φυσικά ενθουσιάστηκαν. Ωστόσο, η ενασχόληση του Θοδωρή με το πρόγραμμα δεν είχε ακόμη τελειώσει. Ο ESA ζήτησε τη συμβουλή του για την τεχνική ανάπτυξη του εξοπλισμού που θα επιβιβαστεί στον ISS και του ζήτησε να συνεισφέρει σε ένα μικρό βιβλιαράκι, γραμμένο από καθηγητές για καθηγητές, που θα παρουσιάζει τα δυο πειράματα που επιλέχθηκαν να πραγματοποιηθούν στο διάστημα από τις πέντε βραβευμένες συμμετοχές. Μπορείτε να μεταφορτώσετε αυτό τον οδηγό διδασκαλίας σε επτά γλώσσες και να παραγγείλετε μέσω διαδικτύουw2 ένα εκπαιδευτικό πακέτο με τα ίδια υλικά που θα χρησιμοποιήσει ο αστροναύτης Frank de Winne σε τροχιά. Τα πακέτα θα διανεμηθούν δωρεάν σε Ευρωπαίους καθηγητές σύμφωνα με τη σειρά ζήτησης.
Ο Θοδωρής θα εμπλακεί επίσης, μαζί με τους μαθητές του, στο τελικό γεγονός όπου, καλώς εχόντων των πραγμάτων, θα πραγματοποιηθεί μια ζωντανή κλήση εν πτήση στο επιβαίνοντα στον ISS Frank de Winne. Τα πειράματα προγραμματίζονται να πραγματοποιηθούν στις 21 Σεπτεμβρίου 2009. Η επίδειξη – μια εικοσάλεπτη ζωντανή μετάδοση από τον ISS- θα είναι το μεγάλο γεγονός μιας ευρύτερης εκδήλωσης στο έδαφος αφιερωμένης στα ‘σχολεία στο διάστημα’.
Στη διάρκειά της θα συνδεθούν οι πόλεις όπου εδρεύουν τα 5 σχολεία που διακρίθηκαν. Προκειμένου να επιτευχθεί ο μέγιστος αντίκτυπος, οι εκδηλώσεις θα φιλοξενηθούν σε ένα κέντρο επιστημών σε κάθε μία από τις φιλοξενούσες χώρες (Βέλγιο, Ελλάδα, Ιταλία και Ισπανία). Στην Ελλάδα, ESA έχει προτείνει το Κέντρο Επιστημών και Τεχνολογικό Μουσείο Θεσσαλονίκης «ΝΟΗΣΙΣ». Σύντομα, μετά την ολοκλήρωση της εκδήλωσης, η μετάδοση θα είναι διαθέσιμη στο δικτυακό τόπο τ ESA.
«Η υψηλού επιπέδου αλληλεπίδραση με τν ESA ήταν μια ευχάριστη έκπληξη για μένα. Η επικοινωνία με την Dr Cristina Olivotto είναι συχνή, ιδιαίτερα αναλυτική και εξαιρετικά φιλική. ESA συμπεριφέρεται σαν να ήμασταν συνεργάτες τους για χρόνια. Έχω την αίσθηση ότι έχω κάνει νέους φίλους στην Ολλανδία.»
Για το Θοδωρή και τους μαθητές του η αλληλεπίδραση με την ESA αποδείχτηκε ωφέλιμη για τη διδασκαλία της φυσικής στο σχολείο του.
«Οι μαθητές διαπίστωσαν ότι η φυσική μπορεί να είναι συναρπαστική. Αισθάνονται τόσο ανυπόμονοι περιμένοντας το πείραμά τους που μου θυμίζουν τους επιστήμονες στο CERN που με τη σειρά τους ανυπομονούν να ξεκινήσει τη λειτουργία του ο LHC (σχετικά με τον LHC μπορείτε να διαβάσετε στο Landua & Rau, 2008, και στο Landua, 2008]. Όταν τους το είπα μου απάντησαν ότι νιώθουν, κατά κάποιο τρόπο, σαν να έχουν γίνει επιστήμονες και οι ίδιοι! Κατά τη διάρκεια του μαθήματος δε φοβούνται να ρωτήσουν ‘Τι θα συμβεί εάν …;’, υπερασπίζονται τις απόψεις τους, τις αλλάζουν επίσης και έχουν συνειδητοποιήσει ότι ο μόνος τρόπος για να αποφασίσεις αν κάτι είναι σωστό είναι να κάνεις το πείραμα.»
Το πείραμα άνοιξε επίσης για τους μαθητές του νέες προοπτικές συνεργασίας και εμπλοκής σε Ευρωπαϊκά προγράμματα, κάτι που προηγουμένως δεν το θεωρούσαν εφικτό. Αυτή τη χρονιά μόνο, συμμετείχαν σε ένα πρόγραμμα eTwinningw3 με θέμα την αστρονομία και μαζί με άλλα οκτώ Ευρωπαϊκά σχολεία υπέβαλλαν μια αίτηση στο Ευρωπαϊκό πρόγραμμα δια βίου μάθησης Comeniusw4. Σύμφωνα με το Θοδωρή, «όλα αυτά συνέβησαν μετά τη συμμετοχή στο διαγωνισμό του ESA. Είμαι σίγουρος ότι οι μαθητές θα κερδίσουν ακόμη περισσότερα μέσα από την ενεργή συμμετοχή στο επερχόμενο διαστημικό γεγονός.
Ωστόσο, λίγοι καθηγητές και μαθητές είναι ενημερωμένοι σχετικά με τις δυνατότητες που προσφέρει ο ESA, τουλάχιστον στην Ελλάδα: «Πρόσφατα σε ένα πανελλήνιο συνέδριο για τη διδακτική των φυσικών επιστημών, παρουσίασα μια διδακτική πρόταση που ανέπτυξα με τους συνεργάτες μου για την αξιοποίηση μια σειράς εκπαιδευτικών DVD του ESA για την παρουσίαση των νόμων του Νεύτωνα. Κανείς από όσους συμμετείχαν στο συνέδριο δε γνώριζε το εξαιρετικό αυτό εκπαιδευτικό υλικό, γεγονός που είναι λυπηρό. Οι περισσότεροι ζήτησαν να ενημερωθούν σχετικά με το δικτυακό τόπο του ESAw1 όπου τέτοιο υλικό είναι διαθέσιμο.
Frank de Winne
Χορηγία εικόνας ESA
«Αντιλήφθηκα ότι οι μαθητές μου και οι γονείς τους βλέπουν πλέον το σχολείο με διαφορετικό τρόπο. Μέχρι τώρα θεωρούσαν το σχολείο βαρετό, ένα εξεταστικό κέντρο μόνο. Τώρα ξέρουν ότι το σχολείο είναι πολλά περισσότερα. Θεωρώ ότι αυτό επιτεύχθηκε λόγω αυτής της εμπειρίας και είμαι πολύ ευχαριστημένος ως καθηγητής.»
Ο Θοδωρής πιστεύει επίσης, ότι η εμπειρία αυτή έχει ανοίξει τους ορίζοντες των μαθητών του, οι οποίοι τώρα συνειδητοποιούν ότι έχουν πραγματικά την επιλογή να ασχοληθούν με την επιστήμη επαγγελματικά.
«Πολλοί από τους μαθητές μου που τους αρέσουν οι φυσικές επιστήμες ανησυχούν για το γεγονός ότι υπάρχουν πολύ λίγες δυνατότητες να ακολουθήσουν επιστημονική σταδιοδρομία στην Ελλάδα. Οι περισσότεροι παραβλέπουν το ενδεχόμενο να εργαστούν σε μία άλλη Ευρωπαϊκή χώρα. Θεωρώ ότι προγράμματα όπως ο διαγωνισμός της ESA και η συμμετοχή του σχολείου σε Ευρωπαϊκά προγράμματα συνεργασίας (όπως το eTwinning και το Comenius) μπορεί να τους δώσει μια καλή ιδέα για το τι κάνουν οι επιστήμονες: χρησιμοποιούν τεχνολογία αιχμής, συνεργάζονται με ανθρώπους από ολόκληρο τον κόσμο και ταξιδεύουν αρκετά, άρα η δουλειά τους κάθε άλλο παρά ρουτίνα μπορεί να χαρακτηριστεί. Επιπλέον, το να μαθαίνουν σχετικά με τη ζωή και το έργο νέων επιστημόνων μπορεί να τους εμπνεύσει.
Σε προσωπικό επίπεδο, η συνεργασία με τον ESA έδωσε τη δυνατότητα στο Θοδωρή να ικανοποιήσει ένα όνειρό του.
«Φυσικά το ιδανικό θα ήταν να ήμουν αστροναύτης στο ΔΔΣ, αλλά καθώς δεν έχω εκπαιδευτεί γι’ αυτό, δεν παραπονιέμαι. Έτσι, θεωρώ ότι ο διαγωνισμός ήταν μια μεγάλη ευκαιρία για εμένα να ταξιδέψω στο διάστημα με έναν μάλλον απροσδόκητο τρόπο!»
Υλικό που είναι διαθέσιμο από τον ESA
Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) είναι ένας διεθνής οργανισμός υπεύθυνος για το συντονισμό των προσπαθειών των κρατών-μελών σε προγράμματα σχεδιασμένα να ανακαλύψουν περισσότερα σχετικά με τη Γη, το άμεσο διαστημικό της περιβάλλον, το ηλιακό μας σύστημα και το Σύμπαν. Η εκπαίδευση αποτελεί υψηλή προτεραιότητα για τον ESA. Οι άνθρωποί του γνωρίζουν ότι οι ιδέες για τις επανδρωμένες πτήσεις, το ΔΔΣ και το διάστημα ασκούν γενικά ιδιαίτερη γοητεία στους νέους ανθρώπους και προσπαθούν να επενδύσουν πάνω σε αυτό για να διεγείρουν το ενδιαφέρον για την επιστήμη και την τεχνολογία, ελπίζοντας ότι θα ενθαρρύνουν περισσότερους μαθητές να ασχοληθούν και να σκεφτούν μια σταδιοδρομία σε αυτά τα αντικείμενα. Για να το επιτύχουν, υποστηρίζουν τη διδασκαλία των φυσικών επιστημών παράγοντας ευρύ εκπαιδευτικό υλικό για μαθητές πρωτοβάθμιας, δευτεροβάθμιας και τριτοβάθμιας εκπαίδευσης, καθώς και παρέχοντας μοναδικές ευκαιρίες δραστηριοτήτων για μαθητές όπως πειράματα που θα πραγματοποιηθούν στο ΔΔΣ ή σε αεροπλάνα μικροβαρύτητας.
Για να υποστηρίξει την εκπαίδευση στις φυσικές επιστήμες, την τεχνολογία, τη μηχανική και τα μαθηματικά (STEM) σε εθνική βάση, ο ESA έχει ιδρύσει το ESERO (Γραφείο για την Ευρωπαϊκή Διαστημική Εκπαίδευση) και τοπικά γραφεία στις Κάτω Χώρες, τη Μεγάλη Βρετανία, το Βέλγιο, την Ισπανία, τη Νορβηγία και την Ιρλανδία. Τα γραφεία χρησιμοποιούν και διασπείρουν το εκπαιδευτικό υλικό που έχει αναπτυχθεί από τους ESA/ESERO και όπου είναι δυνατό, αναπτύσσουν συγκεκριμένο υλικό προσανατολισμένο στις ανάγκες της τοπικής εκπαιδευτικής κοινότητας. Το ESERO οργανώνει επίσης εθνικά συνέδρια για εκπαιδευτικούς της πρωτοβάθμιας και δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης.
Για να διαβάσετε περισσότερα σχετικά με το εκπαιδευτικό υλικό και τις δυνατότητες που προσφέρει ο ESA, επισκεφτείτε το δικτυακό τους τόποw5.
References
- Hartevelt-Velani S, Walker C (2008) The International Space Station: a foothold in space. Science in School 9: 62-65. www.scienceinschool.org/2008/issue9/iss
- Hartevelt-Velani S, Walker C, Elmann-Larsen B (2008) Διεθνής Διαστημικός Σταθμός: η ζωή στο διάστημα. Science in School Issue 10. www.scienceinschool.org/2008/issue10/iss/greek
- Landua R (2008) Ο LHC: μια ματιά μέσα του. Science in School 10. www.scienceinschool.org/2008/issue10/lhchow/greek
- Landua R, Rau M (2008) Ο LHC: ένα βήμα πιο κοντά στη Μεγάλη Έκρηξη. Science in School 10. www.scienceinschool.org/2008/issue10/lhcwhy/greek
Web References
- w1 – Για να επισκεφτείτε τον εκπαιδευτικό δικτυακό τόπο επανδρωμένων πτήσεων του ESA, δείτε: www.esa.int/esaHS/education.html
- w2 – Μπορείτε να βρείτε περισσότερες πληροφορίες για το διαγωνισμό «Ταξιδέψτε την τάξη σας στο διάστημα», να μεταφορτώστε το βιβλίο για τους καθηγητές και να παραγγείλετε τον εξοπλισμό εδώ: www.esa.int/esaHS/SEMNDV0OWUF_education_0.html
- w3 – Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τα προγράμματα eTwinning, δείτε: www.etwinning.net
- w4 – Μπορείτε να βρείτε πληροφορίες για τα Ευρωπαϊκά προγράμματα Comenius εδώ: http://ec.europa.eu/education/lifelong-learning-programme/doc84_en.htm
- w5 – Βρείτε περισσότερα για τα εκπαιδευτικά προγράμματα του ESA εδώ: www.esa.int/SPECIALS/Education
- Δείτε επίσης:www.esa.int/SPECIALS/ESERO_Project/SEMMHT4KXMF_0.html και www.esa.int/SPECIALS/ESERO_Project/SEM0LW4KXMF_0.html
Institutions
