Αντιµετώπιση των δυσκολιών που αφορούν τη διδασκαλία των σεισµικών κυµάτων



Σχετικά έγγραφα
ΣΕΝΑΡΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

ΚΑΤΑΝΟΗΣΗ ΤΗΣ ΙΑΤΑΞΗΣ ΤΩΝ ΑΡΙΘΜΩΝ ΚΑΙ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΑΠΟΛΥΤΗΣ ΤΙΜΗΣ ΣΤΟΝ ΑΞΟΝΑ ΤΩΝ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΩΝ ΑΡΙΘΜΩΝ ΠΕΡΙΛΗΨΗ. Εισαγωγή

Physics by Chris Simopoulos

Εσωτερικού της Γης. Κεφάλαιο 2. Αναστασία Α Κυρατζή Τοµέας Γεωφυσικής. Κυρατζή Α.. "Φυσική" της Λιθόσφαιρας" 1

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 14 ΙΟΥΝΙΟΥ 2000 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ

t 0 = 0: α. 2 m β. 1 m

Θέµατα Πανελληνίων Φυσικής Κατ ο Κεφάλαιο (µέχρι και Στάσιµα)

ΣΕΙΣΜΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΚΑΙ ΕΙΔΗ ΑΥΤΩΝ

Κυματική οπτική. Συμβολή Περίθλαση Πόλωση

ΣΕΝΑΡΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

Σενάριο µαθήµατος µε τίτλο: «Μελέτη του 2 ου νόµου του Newton στο περιβάλλον του Interactive Physics»

Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ. 1 ο ΘΕΜΑ. Α. Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής

Γ Λυκείου. 6 Μαρτίου Θεωρητικό Μέρος Θέµα 1 ο

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΕΤΙΚΗΣ-ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ. ΜΕΡΟΣ Α : Άλγεβρα. Κεφάλαιο 2 ο (Προτείνεται να διατεθούν 12 διδακτικές ώρες) Ειδικότερα:

ΑΝΝΑ ΜΠΑΡΑΤΣΗ-ΜΠΑΡΑΚΟΥ

ÁÎÉÁ ÅÊÐÁÉÄÅÕÔÉÊÏÓ ÏÌÉËÏÓ

ΦάσµαGroup ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΑ ΠΕΡΙΟ ΟΥ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ-ΜΑΡΤΙΟΥ 2015 ΤΜΗΜΑΤΑ: ΘΕΤΙΚΗΣ-ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ. σύγχρονο. µαθητικό φροντιστήριο

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ

2.1 Τρέχοντα Κύµατα. Οµάδα.

A e (t σε sec). Το πλάτος των ταλαντώσεων

Μαθηματικά και Πληροφορική. Διδακτική Αξιοποίηση του Διαδικτύου για τη Μελέτη και την Αυτο-αξιολόγηση των Μαθητών.

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟ ΣΧΕΔΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ. ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ και ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ (ΝΕΟ ΣΥΣΤΗΜΑ) 23 ΜΑΪOY 2016 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ÊÏÑÕÖÇ ÊÁÂÁËÁ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΧΕΙΜΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 12/02/12 ΛΥΣΕΙΣ

ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟ ΣΧΕΔΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ. ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ και ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Σχέδιο Μαθήµατος Α. Στόχοι: Γνωστικοί: 1. Να µελετάτε τους παράγοντες που ενδεχοµένως επηρεάζουν την ταχύτητα διάδοσης ενός κύµατος.

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

δ) µειώνεται το µήκος κύµατός της (Μονάδες 5)

Ανάλυση των δραστηριοτήτων κατά γνωστική απαίτηση

ΘΕΜΑ 1ο ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΤΑΞΗ

ΦΥΣΙΚΗ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Διαγώνισμα 1 Α στα Μηχανικά κύματα

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΘΕΜΑΤΑ

ΘΕΜΑ: Οδηγίες για τη διδασκαλία των Μαθηµατικών Γ/σίου και Γεν. Λυκείου.

ΘΕΜΑ Α : α V/m β V/m γ V/m δ V/m

ιάθλαση. Ολική ανάκλαση. ιάδοση µέσα σε κυµατοδηγό.

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΩΝ ΕΝΝΟΙΩΝ ΕΝΤΑΣΗ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΠΟΥ ΔΗΜΙΟΥΡΓΕΙΤΑΙ ΑΠΟ ΔΥΟ ΣΗΜΕΙΑΚΑ ΦΟΡΤΙΑ

Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό κάθε µιας από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΣΚΟΠΟΙ Η αισθητοποίηση του φαινοµένου του ηχητικού συντονισµού Η κατανόηση της αρχής λειτουργίας των πνευστών οργάνων ΥΛΙΚΑ-ΟΡΓΑΝΑ

ΙΑ ΟΧΙΚΕΣ ΒΕΛΤΙΩΣΕΙΣ

Γουλή Ευαγγελία. 1. Εισαγωγή. 2. Παρουσίαση και Σχολιασµός των Εργασιών της Συνεδρίας

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 25 ΑΠΡΙΛΙΟΥ 2009 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Καθορισμός του μηχανισμού γένεσης

Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό καθεµιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

Η διδασκαλία της φυσικής με τη βοήθεια προσομοιώσεων

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΕΤΙΚΗΣ-ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ τάξης Ημερήσιου και Δ τάξης Εσπερινού Γενικού Λυκείου για το σχολικό έτος

ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΦΥΣΙΚΗΣ ΙΙ

Εργασία στο εκπαιδευτικό λογισµικό Function Probe

ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΡΘΡΟΥ ΜΕ ΘΕΜΑ: ΟΙ ΙΔΕΕΣ ΤΩΝ ΠΑΙΔΙΩΝ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΟ

Α. 200 C B. 100 C Γ. 50 C

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 (ΚΥΜΑΤΑ) ΚΥΡΙΑΚΗ 27 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2013 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ 5

Επειδή η χορδή ταλαντώνεται µε την θεµελιώδη συχνότητα θα ισχύει. Όπου L είναι το µήκος της χορδής. Εποµένως, =2 0,635 m 245 Hz =311 m/s

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο: ΜΗΧΑΝΙΚΑ- ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ.

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ & ΕΠΑ.Λ. Β 10 ΙΟΥΝΙΟΥ 2014 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΦΥΣ. 131 ΕΡΓΑΣΙΑ # (α) Ένα µικρό σώµα πηγαινοέρχεται γλιστρώντας στο κατώτερο µέρος ενός κυλινδρικού αυλακιού ακτίνας R. Ποια είναι η περίοδος

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ηµεροµηνία: Τετάρτη 18 Απριλίου 2012 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 2006 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Για τη δραστηριότητα χρησιμοποιούνται τέσσερεις χάρακες του 1 m. Στο σχήμα φαίνεται το πρώτο δέκατο κάθε χάρακα.

Ανοικτά περιβάλλοντα. Συστήµατα προσοµοιώσεων. διερεύνησης ειδικών θε-

3 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ (ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2) ΘΕΜΑΤΑ

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2017 Α ΦΑΣΗ

ΟΕΦΕ 2009 Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΣΙΚΗ

Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Περίθλαση από ακµή και από εµπόδιο.

Ã. ÁÓÉÁÊÇÓ ÐÅÉÑÁÉÁÓ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ. ΘΕΜΑ 1 ο

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ 7/6/2005 ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2016 Α ΦΑΣΗ

Συγκεκριμένα: ΜΕΡΟΣ Β : Ανάλυση. Κεφάλαιο 1ο (Προτείνεται να διατεθούν 37 διδακτικές ώρες) Ειδικότερα:

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ 12 ΙΟΥΝΙΟΥ 2017 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

δ) Αν ένα σηµείο του θετικού ηµιάξονα ταλαντώνεται µε πλάτος, να υπολογίσετε την απόσταση του σηµείου αυτού από τον πλησιέστερο δεσµό. ΑΣΚΗΣΗ 4 Μονοχρ

α. n 1 > n 2 β. n 2 > n 1. γ. n 1 = n 2 δ. n 2 = 2n 1. β. 2u cm.

Νόµος του HOOK- Μέτρηση δύναµης.

Μπερδέματα πάνω στην κεντρομόλο και επιτρόχια επιτάχυνση.

1. Τίτλος: Οι κρυµµένοι τριγωνοµετρικοί αριθµοί Συγγραφέας Βλάστος Αιµίλιος. Γνωστική περιοχή των µαθηµατικών: Τριγωνοµετρία

Ακουστικό Ανάλογο Μελανών Οπών

ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΗ ΒΟΛΗ: ΜΕΛΕΤΗ ΜΕ ΕΙΚΟΝΙΚΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

1ο ΘΕΜΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΕΞΟΜΟΙΩΣΗ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ

ΤΟ ΠΡΟΣΗΜΟ ΤΟΥ ΤΡΙΩΝΥΜΟΥ

α. rad β. rad γ. rad δ. μηδέν

m (gr) l (cm)

Μονάδες 5 Μονάδες 5 5. β. γ. δ.

Διαγώνισμα Φυσικής Κατεύθυνσης Γ Λυκείου

2-1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 2-2 ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler

Φύση του φωτός. Θεωρούμε ότι το φως έχει διττή φύση: διαταραχή που διαδίδεται στο χώρο. μήκος κύματος φωτός. συχνότητα φωτός

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο και 5 ο

Εικόνα 1 Εικόνα 2. β)τι είδους κύµα είναι ο ήχος (µε βάση την εικόνα 2):

ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α1 Α5 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΕΠΙ ΟΣΗΣ ΤΩΝ ΦΟΙΤΗΤΩΝ ΥΟ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΩΝ ΤΜΗΜΑΤΩΝ ΕΝΟΣ ΑΕΙ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗΣ ΤΟΥΣ ΣΤΗ ΤΡΙΤΟΒΑΘΜΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗ

ΣΧΕΔΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΣΤ ΔΗΜΟΤΙΚΟΥ «ΤΑ ΚΛΑΣΜΑΤΑ»

Σύνθετες Ασκήσεις για ιάδοση, ιασπορά και Αντιστάθµισή της

ΟΚΙΜΗ ΕΡΠΥΣΜΟΥ. Σχήµα 1: Καµπύλη επιβαλλόµενης τάσης συναρτήσει του χρόνου

ΚΥΜΑΤΑ 1. Νίκος Κανδεράκης

2. Σε κύκλωμα αμείωτων ηλεκτρικών ταλαντώσεων LC α. η ενέργεια του ηλεκτρικού πεδίου δίνεται από τη σχέση U E = 2

Transcript:

Αντιµετώπιση των δυσκολιών που αφορούν τη διδασκαλία των σεισµικών κυµάτων Αγγελική Ρόκκα, Παύλος Μίχας (*) ηµοκρίτειο Πανεπιστήµιο Θράκης, pmichas@eled.duth.gr Θεµατική Ενότητα: Ειδικά διδακτικά θέµατα, Εφαρµογές Πληροφορικής στην Εκπαίδευση Επίπεδο Εκπαίδευσης: Λύκειο, Τριτοβάθµια Εκπαίδευση Κατηγορία Εργασίας: Εµπειρική - Πειραµατική έρευνα Περίληψη: Τα σεισµικά κύµατα εξετάζονται µέσα από το πλαίσιο της διδασκαλίας των κυµάτων. Καθώς τα πρώτα σεισµικά κύµατα που φθάνουν σε ένα σταθµό είναι τα P (διαµήκη), εξετάζεται η καταγραφή αυτών των κυµάτων από 3 σεισµογράφους που έχουν προσανατολισµό α) πάνω - κάτω, β) βορρά νότο και γ) Ανατολή ύση. Παρουσιάζεται διδασκαλία της εύρεσης του αζιµούθιου του επικέντρου µε ένα σταθµό. (*) πρόσωπο επικοινωνίας Λέξεις Κλειδιά: ιαµήκη κύµατα, Σχετική κίνηση, Σεισµικά κύµατα Abstract: The seismic waves are examined in the context of the teaching of waves. It is examined the effect of the first seismic waves on three seismographs with different orientations, such as up down, north south and east west, because the first arrival waves in a certain seismological station are the longitudinal waves (P waves). In addition, a teaching of locating the azimuth of the epicenter from one station has been developed. Εισαγωγή Η διδασκαλία των κυµατικών φαινοµένων δεν έχει διερευνηθεί τόσο πολύ όσο άλλα φαινόµενα. Υπάρχουν εργασίες που αφορούν θέµατα συµβολής των κυµάτων (Wittmann, κ.ά 1999, Ambrose κ.ά 1996α, 1996β) και του ήχου ως κύµατος (Θεοδωρόπουλος κ.ά 1998). Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται µια διαθεµατική προσέγγιση των κυµατικών φαινοµένων που αφορά τη διδασκαλία τους σε συνδυασµό µε τα σεισµικά κύµατα. Συνήθως η διδασκαλία της εύρεσης της εστίας ενός σεισµού στα σχολικά εγχειρίδια περιορίζεται στη διαφορά χρόνου µεταξύ των πρώτων παλµών (P) και των δεύτερων παλµών (S). Η µέθοδος αυτή χρησιµοποιεί µαθηµατικές σχέσεις. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται µια εναλλακτική διδασκαλία που αποβλέπει στην κατανόηση του ρόλου του σεισµογράφου καθώς και στην κατανόηση της καταγραφής των P κυµάτων σε ένα σεισµογράφο. Για την ανάπτυξη της διδασκαλίας αυτής εξετάστηκαν οι απόψεις των δευτεροετών φοιτητών του ΠΤ Ε για κυµατικά φαινόµενα που έχουν σχέση µε τους σεισµούς. Για την κατανόηση της µεθόδου αυτής θα πρέπει πρώτα ο µαθητής κατά πρώτο λόγο να κατανοήσει το είδος της κινήσεων που προκαλεί η άφιξη µιας διαταραχής (ενός πυκνώµατος ή ενός αραιώµατος) και κατά δεύτερο λόγο να κατανοήσει τις σχετικές κινήσεις µεταξύ του κυλίνδρου του σεισµογράφου και του βαριδιού. Η µέθοδος αναπτύχθηκε σταδιακά ως εξής: Πρώτον στα πλαίσια του εργαστηριακού µαθήµατος «Πειράµατα Φυσικής Ι» εύτερον στα πλαίσια του µαθήµατος "Αρχές Φυσικής" Τρίτον στα πλαίσια του µαθήµατος «Πειραµατική ιδασκαλίας Φυσικής». ηλαδή η µέθοδος εφαρµόστηκε µε σταδιακές βελτιώσεις για διάστηµα δύο ακαδηµαϊκών ετών σε φοιτητές του Παιδαγωγικού Τµήµατος της ηµοτικής Εκπαίδευσης. Για την διερεύνηση των απόψεων δόθηκε ένα ερωτηµατολόγιο σε δείγµα (Ν=42) δευτεροετών φοιτητών του Παιδαγωγικού, ακολούθως έγινε η διδασκαλία που αφορούσε τα διαµήκη κύµατα (επιµήκη κατά την ορολογία της Σεισµολογίας) και τα επιµήκη σεισµικά κύµατα και τέλος δόθηκε ερωτηµατολόγιο (Ν=43) τη διερεύνηση της κατανόησης των διδασκόµενων εννοιών. Τα αποτελέσµατα των εξετάσεων στα αντίστοιχα µαθήµατα µε ερωτήµατα παρόµοια εκείνων των ερωτηµατολογίων, που αναφέρθηκαν προηγούµενα, έδειξαν ότι οι φοιτητές του Π.Τ..Ε. δύνανται να κατανοήσουν σηµαντικό Σχήµα 1 ποσοστό του γνωστικού περιεχόµενου, τόσο από τη µελέτη του από τις σηµειώσεις, όσο και από την ταυτόχρονη παρακολούθηση του στις διδασκαλίες. 427

Α) Είδος της κίνησης που προκαλεί ένα διάµηκες (επίµηκες) κύµα. Μια δυσκολία που αντιµετωπίζεται σε φοιτητές καθώς και σε καθηγητές ευτεροβάθµιας Εκπαίδευσης µε τους οποίους έγινε συζήτηση του θέµατος είναι ότι εκ πρώτης όψεως φαίνεται παράδοξο πως ένα διάµηκες κύµα µπορεί να παράγει εγκάρσιες κινήσεις «πάνω κάτω». Αποδείχτηκε από ότι η δυσκολία οφείλεται στις εικόνες των διαµήκων κυµάτων τόσο στα εγχειρίδια Φυσικής όσο και στα βιβλία Σεισµολογίας, όπου συνήθως παρουσιάζονται τα διαµήκη κύµατα να διαδίδονται µόνο σε οριζόντια µέσα (π.χ. σωλήνες). Σε ερώτηση του προκαταρκτικού ερωτηµατολογίου «Μπορεί ένα διάµηκες σεισµικό κύµα να προκαλέσει κίνηση πάνω κάτω;» καταγράφηκαν τα εξής αποτελέσµατα: Α) Το 40% των φοιτητών του δείγµατος (Ν=42) κατανοούν την έννοια του διαµήκους κύµατος θεωρώντας ότι είναι δυνατόν να παράγει κίνηση εγκάρσιας µορφής δηλαδή πάνω κάτω). Β)Τα 60% των φοιτητών του δείγµατος θεωρούν, υιοθετώντας διάφορους τρόπους προσέγγισης και κατανόησης της έννοιας, ότι δεν είναι δυνατό να συµβεί κάτι παρόµοιο. Β) Σεισµικές ακτίνες Μια δυσκολία, που αντιµετώπισαν οι 20 Β ετείς φοιτητές του ΠΤ Ε, οφειλόταν στο ότι είχε προηγηθεί η διδασκαλία της γεωµετρικής οπτικής, όπου τονίζεται η ευθύγραµµη διάδοση του φωτός µε βάση το µοντέλο των ακτίνων. Για τους φοιτητές ήταν δύσκολο να συνδυάσουν 10 τις ακτίνες µε τα µέτωπα κύµατος. Κατά τη διδασκαλία των κυµάτων έγινε προσπάθεια να διδαχθεί η διάθλαση σε συνδυασµό µε τα «µέτωπα κύµατος», που αλλάζουν κατεύθυνση καθώς το κύµα διαδίδεται από το ένα µέσο στο 0 άλλο. Στην περίπτωση βαθµιαίας 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 αλλαγής της ταχύτητας οι ακτίνες είναι Σχήµα 2 Αριθµός ακτινών που σχεδιάστηκαν σωστά καµπύλες γραµµές. Παρατηρήθηκε ότι οι φοιτητές δε µπορούσαν να συνδυάσουν την έννοια του «µετώπου του κύµατος» µε την ακτίνα. Συνήθως, οι ακτίνες σχεδιάζονται ως ευθύγραµµα τµήµατα. Αριθµός φοιτητών Μια ιδιαίτερη δυσκολία παρουσιάζεται όταν δίνεται το µοντέλο της δοµής µιας περιοχής, όπου η ταχύτητα θεωρείται σταθερή σε στρώµατα µικρού πάχους (αυτό το µοντέλο εµφανίζεται συνήθως στα βιβλία της Σεισµολογίας). Αν ζητηθεί να σχεδιαστεί η πορεία µιας ακτίνας, που ξεκινά οριζόντια (γωνία 0 ) (Σχ. 1), τότε σχεδιάζεται πάντα οριζόντια, παρόλο ότι γίνεται εµφανές ότι τα µέτωπα του κύµατος δεν είναι κάθετα προς την ακτίνα. Έτσι για να αντιµετωπιστεί η δυσκολία αυτή, και για να γενικευθεί η έννοια της ακτίνας καθώς και για τη διδασκαλία της έννοιας του µετώπου κύµατος, δηµιουργήθηκε ένα απλό λογισµικό στο οποίο φαίνεται ότι ο παλµός που ξεκινά από την εστία µπορεί να διαδίδεται προς όλες τις κατευθύνσεις µε ταχύτητα που συνήθως αυξάνει µε το βάθος. Στην περίπτωση αυτή, δείχνεται ότι τα κύµατα, που φθάνουν σε έναν τόπο που δε βρίσκεται στην κατακόρυφο πάνω από την εστία του σεισµού, έρχονται από κάτω οπότε υπάρχει µία συνιστώσα του κύµατος που δίνει διαταραχές πάνω κάτω. Στο λογισµικό δείχνονται Σχήµα 3: Κατακόρυφος σεισµογράφος σχηµατικά και οι σεισµικές ακτίνες από την εστία του σεισµού. Οι σεισµικές ακτίνες στην περίπτωση αυτή είναι καµπύλες γραµµές (Σχήµα 1). Για την περίπτωση της ακτίνας που ξεκινά οριζόντια φαίνεται σαφώς ότι η ακτίνα αλλάζει διεύθυνση, έτσι ώστε να είναι συνεχώς κάθετη προς τα µέτωπα του κύµατος. Μπορούµε, λοιπόν, να δούµε ότι η ιδιαίτερη αυτή ακτίνα κάµπτεται προς τα πάνω όταν η ταχύτητα αυξάνει µε το βάθος ενώ κάµπτεται προς τα κάτω στην αντίθετη περίπτωση. Στο ερωτηµατολόγιο µετά τη διδασκαλία δόθηκαν 2 οµάδες µετώπων κύµατος από τον Hewitt(1990 (σελ. 347) και ζητήθηκε να σχεδιαστούν 6 ακτίνες. Το 73% του ελεγθέντος δείγµατος σχεδίασαν µε ορθό τρόπο περισσότερες από 4 ακτίνες (Σχήµα 2). Γ) ιάδοση των σεισµικών κυµάτων Ως προς τη συσχέτιση µήκους κύµατος και ταχύτητας στο ερωτηµατολόγιο που προηγήθηκε της διδασκαλίας, δόθηκε µια ερώτηση µε πολλές επιλογές, όπου ζητήθηκε να σηµειωθούν όσες απαντήσεις θεωρούνται σωστές. 428

Το 49% του δείγµατος απαντούν ότι σε µεγαλύτερη ταχύτητα αντιστοιχεί µεγαλύτερο µήκος κύµατος όµως οι µισοί από αυτούς απαντούν ότι και η συχνότητα αυξάνεται ταυτόχρονα µε την αύξηση του µήκους κύµατος. Ένα, επίσης, µεγάλο ποσοστό έδωσε και ταυτόχρονα και άλλες απαντήσεις γεγονός που δείχνει ότι δεν είχαν κατανοήσει τη σταθερότητα της συχνότητας στο 21% επί του συνόλου. Εποµένως τα προηγούµενα ποσοστά του δείγµατος καταδεικνύουν ότι δεν έχει κατανοηθεί τόσο η έννοια της συχνότητας όσο και του µήκους κύµατος. Μόνο το 24% του δείγµατος απαντούν ότι µόνον το µήκος κύµατος αυξάνεται. Έτσι, αποδείχτηκε ότι η χρήση του λογισµικού βοήθησε αρκετούς φοιτητές να διαπιστώσουν ότι η απόσταση µεταξύ µετώπων κύµατος αυξάνει καθώς αυξάνει η ταχύτητα. ) Πρώτη κίνηση (για πύκνωµα ή αραίωµα) Η πρόβλεψη της κατεύθυνσης της κίνησης που προκαλεί η άφιξη ενός πυκνώµατος ή ενός αραιώµατος είναι βασική για την κατανόηση της καταγραφής των κυµάτων από το σεισµογράφο. Σχήµα 4: Οριζόντιος σεισµογράφος σχηµατικά Στο ερωτηµατολόγιο πριν από τη διδασκαλία δόθηκαν ερωτήµατα για την πρώτη κίνηση στην περίπτωση του πυκνώµατος τα 37% απάντησαν σωστά ως προς την πρώτη κίνηση του άκρου ενώ για το αραίωµα έδωσαν 48% σωστές απαντήσεις. Προτείνεται ένα απλό πείραµα επίδειξης από το οποίο µπορεί να προκύψει ευκολότερα η σωστή απάντηση. Επιπλέον στους φοιτητές επιδείχθηκε και µια προσοµοίωση ηλεκτρονικού υπολογιστή ενός διαµήκους κύµατος µε την οποία µπορούσαν να παρατηρήσουν σε πιο αργό ρυθµό την εξέλιξη του φαινοµένου. Όπως φάνηκε από τα αποτελέσµατα του ερωτηµατολογίου 1 2 3 Σχήµα 5: είγµα ερώτησης που αφορά την καταγραφή του πρώτου παλµού µετά τη διδασκαλία και των εξετάσεων, σχεδόν το σύνολο των φοιτητών απάντησαν ορθά ότι η πρώτη κίνηση που προκαλεί η άφιξη ενός πυκνώµατος, καθώς φθάνει ο παλµός ενός σεισµικού κύµατος, έχει κατεύθυνση προς τα πάνω. Εδώ φάνηκε να ξεπερνιέται µια δυσκολία που εισάγει ο όρος "πύκνωµα", δηλαδή συµπίεση, άρα πλησίασµα µεταξύ των µορίων του σώµατος. Ε) Σχετική κίνηση κυλίνδρου Μια άλλη δυσκολία εκτός από αυτές που αναφέρθηκαν, αφορά στη λειτουργία του σεισµογράφου. Οι φοιτητές αντιµετωπίζουν δυσκολία στην κατανόηση της σχετικής κίνησης του βαριδιού, που συνδέεται µε ένα ελατήριο στους κατακόρυφους σεισµογράφους (Σχήµα 3) ή του βαριδιού του εκκρεµούς για τους οριζόντιους σεισµογράφους (Σχήµα 4). Σε ερώτηση του ερωτηµατολογίου πριν από τη διδασκαλία (Σχήµα 5): Αν ο πρώτος παλµός είναι πύκνωµα, ποια από τις καταγραφές του κατακόρυφου σεισµογράφου αντιστοιχεί στην κίνηση αυτή. Σε 43 Α Β απαντήσεις οι 26 ήταν λανθασµένες. Σε παρόµοια ερώτηση του ερωτηµατολογίου µετά τη διδασκαλία, η οποία όµως απαιτούσε ταυτόχρονα να καθορίσουν αν σε µια περιοχή φτάνει αραίωµα µε βάση το Σχήµα 6 (Παπαζάχος 1990) και τι κίνηση προκαλείται σε ένα οριζόντιο σεισµογράφο µε πρόβλεψη της αντίστοιχης Γ καταγραφής µετά τη διδασκαλία υπήρξε µια αρκετά καλή κατανόηση: Επί 42 απαντήσεων οι 26 πρόβλεψαν ορθά Σχήµα 6: Απλοποιηµένο διάγραµµα ρήγµατος την κίνηση του κυλίνδρου και ορθά την αντίστοιχη καταγραφή ενώ οι 10 ορθά την κίνηση αλλά λάθος την αντίστοιχη καταγραφή. Από την εφαρµογή της παραπάνω διδακτικής διαδικασίας προκύπτει, ότι το 61% του δείγµατος κατανόησαν πλήρως τη σχέση µεταξύ του είδους του παλµού και της καταγραφής. ΣΤ) Πρόβλεψη της πρώτης κίνησης µε βάση την κίνηση του ρήγµατος Το Σχήµα 6 παρουσιάζει ένα απλοποιηµένο µοντέλο ρήγµατος για τη γένεση των σεισµών. Από τους φοιτητές ζητείται να προβλέψουν το είδος του παλµού (πύκνωµα ή αραίωµα) που θα παρατηρηθεί σε κάθε µία από τις 429

περιοχές Α,Β,Γ και. ίνεται η παραδοχή ότι κατά την εστιγµένη γραµµή του Σχήµατος 6 δεν έχουµε διαταραχές από τον πρώτο παλµό. Ζητείται από τους φοιτητές να σχεδιάσουν τους πρώτους παλµούς στις περιοχές Α, Β, Γ και του Σχήµατος 6, αντίστοιχα. Σε σχετικό ερώτηµα µετά τη διδασκαλία ένα ποσοστό 85% βρήκαν ορθά το είδος του πρώτου παλµού. Χ 1 Ψ 1 Σταθµός Σχήµα 7: Ερώτηµα για του τι είδους πρώτη καταγραφή θα έχουµε στο σταθµό αν η πρώτη κίνηση είναι πύκνωµα Ζ) Εύρεση της εστίας του σεισµού µε βάση τις πρώτες καταγραφές Μια άλλη ερώτηση που δόθηκε, αφορά στο είδος της καταγραφής στο σεισµολογικό σταθµό του Σχήµατος 7 αν ο πρώτος παλµός που έρχεται από το σηµείο (Χ 1,Ψ 1 ) είναι πύκνωµα. Σε ερώτηµα µετά τη διδασκαλία για την πρώτη κίνηση του κυλίνδρου Ανατολή ύση το 71% έδωσε ορθή απάντηση ως προς το είδος της κίνησης και το 65% έδωσε ορθή απάντηση ως προς το είδος της καταγραφής. Στη συνέχεια έγινε διδασκαλία για την εύρεση του αζιµούθιου (κατεύθυνσης) του επικέντρου του σεισµού για τον οποίο δίδονται τρεις καταγραφές και ζητείται να προσδιοριστεί το είδος του παλµού (πύκνωµα ή αραίωµα) το οποίο αναγράφεται στο σεισµογράφο καθώς και το τεταρτηµόριο στο οποίο προσδιορίζεται το επίκεντρο. Έτσι από τα παραπάνω προκύπτει ο προβληµατισµός για την εύρεση του επίκεντρου του σεισµού στην περίπτωση που έχουµε δύο σταθµούς. Εξάγεται το συµπέρασµα ότι αν χαραχθούν οι ευθείες από δύο σταθµούς προς τις αντίστοιχες κατευθύνσεις, η τοµή των δύο αυτών ευθειών δίνει το επίκεντρο. Στην προσπάθεια ελέγχου της κατανόησης των παραπάνω εννοιών από το δείγµα, µετά την πάροδο ενός µήνα από τη διδασκαλία τους, δόθηκε στις εξετάσεις ερώτηµα το οποίο παρουσιάζεται στο Σχήµα 8. Τα αποτελέσµατα έδειξαν ότι από τους φοιτητές που παρακολούθησαν τα µαθήµατα (Ν = 42), το 65% έδωσαν ορθή απάντηση ως προς το αν είναι πύκνωµα ή αραίωµα, το 82% απάντησαν σωστά ως προς την κίνηση του κυλίνδρου Ανατολή ύση και 68% ως προς την κίνηση του κυλίνδρου Βορρά Νότου. Όµως µόνο το 25% του δείγµατος προσδιόρισε το σηµείο γένεσης του σεισµού. Έτσι φαίνεται η βασική δυσκολία του δείγµατος των φοιτητών ύση Ανατολή Βορράς Νότος Πάνω Κάτω Σεισµογράφος Ανατολής - ύσης Σεισµογράφος Βορρά - Νότου Σεισµογράφος Πάνω - Κάτω Σχήµα 8: Ο παλµός που έφθασε στο σταθµό είναι πύκνωµα ή αραίωµα και σε ποιο τεταρτηµόριο βρίσκεται ο σταθµός, αν υποθέσουµε ότι το σεισµικό ρήγµα έχει κατεύθυνση Ανατολής - ύσης εντοπίζεται στο Σχήµα 6 όπου δεν κατανοήθηκε η κατανοµή των τάσεων. Στη συνέχεια περιγράφεται µια καινοτόµος διδακτική προσέγγιση η οποία σχεδιάστηκε µε στόχο να αντιµετωπίσει το παραπάνω πρόβληµα, όπως φαίνεται στο Σχήµα 9. Το µοντέλο της προσέγγισης περιλαµβάνει µια αναπαράσταση των κινήσεων του ρήγµατος που δίνει ταυτόχρονα και την κατανοµή των πρώτων κινήσεων στην περιοχή. Συµπεράσµατα Η µέθοδος διδασκαλίας των σεισµικών κυµάτων που παρουσιάστηκε στην παρούσα εργασία πλεονεκτεί ως προς την παραδοσιακή γιατί δεν απαιτεί τη χρήση υπολογιστικών µεθόδων µε την επίπονη διαδικασία της επίλυσης αλγεβρικών εξισώσεων. Το δείγµα των φοιτητών που διδάχθηκε το θέµα των σεισµικών κυµάτων αποδεικνύεται ότι κατανόησε πλήρως τη διδασκαλία του. (Όπως χαριτολογώντας οι ίδιοι φοιτητές σχολίασαν ότι ήταν το καλύτερο τους µάθηµα.) Επιπλέον καταδεικνύεται ότι είναι εύκολο να κατανοηθούν οι σχετικές κινήσεις των κυλίνδρων των σεισµογράφων και οι αντίστοιχες καταγραφές τους, όµως είναι πιο δύσκολο να χρησιµοποιηθούν οι 3 καταγραφές από αυτούς για να είναι εφικτός µε ορθό τρόπο ο προσδιορισµός της εστίας του σεισµού. Αποδεικνύεται ότι θέµατα όπως η καµπύλωση των ακτίνων και άλλων κυµατικών φαινοµένων (διάθλαση του φωτός, διάδοση του ήχου) και αντίστοιχων εννοιών, µπορούν να διδαχθούν εύκολα και κατανοητά µέσα από την παραπάνω διδακτική διαδικασία. Σηµαντικό εργαλείο στη διδασκαλία των σεισµικών κυµάτων αποτέλεσαν οι 430

ηλεκτρονικοί υπολογιστές και η δυνατότητα κατασκευής των αναφεροµένων µοντέλων προσοµοίωσης τα οποία οδήγησαν στην επιτυχή διδασκαλία των σεισµικών κυµάτων εισάγοντας και καινοτόµους τρόπους παρουσίασης και κατανόησης των σεισµικών φαινοµένων τα οποία περιγράφονται µέσα από την κυµατική προσέγγιση τους (Σχήµα 9). Έτσι συµπερασµατικά προτείνουµε χρήση συνδυαστικών µεθόδων και διδασκαλίας των κυµατικών µορφών µε αυτά που αφορούν τις σεισµικές διεργασίες σεισµικά κύµατα µε σκοπό την καλύτερη κατανόηση τους, ως συχνού φαινοµένου το οποίο παρατηρείται ευρέως στον Ελλαδικό χώρο. Α Γ Σχήµα 9: ιάγραµµα ρήγµατος µε µία κατανοµή των πρώτων κινήσεων Β Βιβλιογραφία Ambrose B, Shaffer P. Steinberg R, McDermott L (1996α) An investigation of student understanding of single slit diffraction and double- slit interference, American Journal of Physics, Vol 67 (2) σελ. 146-55 Ambrose B, Heron P, Vokos S, McDermott L (1996β) Student understanding of light as an electromagentic wave: Relating the formalism to physical phenomena, American Journal of Physics, Vol 67 (9) σελ. 755-67 Wittmann M, Steinberg R, Redish E (1999), Making Sense of How Students Make Sense of Mechanical Waves, The Physics Teacher, Vol.. 37, January 1999, σελ. 15-21 Θεοδωρόπουλος Β., όσης Σ., Κανδεράκης Ν., Καρανίκας Γ., Κολιόπουλος. Και Φασουλόπουλος Γ. (1998), Όταν ο ήχος έγινε κύµα: Μια επισκόπηση των ιδεών για την έννοια του ήχου στην επιστήµη και στους µαθητές, Πρακτικά του 1ου Πανελληνίου Συνεδρίου: ιδακτική των Φυσικών Επιστηµών και Εφαρµογή των Νέων Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση», Θεσσαλονίκη 29 31 Μαΐου 1998, Εκδόσεις Χριστοδουλίδη Κόκκοτας Π. Βλάχος Ι, Γραµµατικάκης Ι. Καραπαναγιώτης Β. Περιστερόπουλος Π., Τιµοθέου Γ. (2000) Φυσική Γενικής Παιδείας, Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου, ΟΕ Β. Βασίλης Παπαζάχος (1990), Εισαγωγή στη σεισµολογία, Ζήτης, Θεσσαλονίκη Hewitt Paul (1990) Οι έννοιες της Φυσικής, Πανεπιστηµιακές Εκδόσεις Κρήτης Το Ανοικτό Πανεπιστήµιο (1986) Σεισµικά κύµατα και το εσωτερικό της Γης, Κουτσουµπός, Αθήνα 431