Σύντομη Περιγραφή Διερεύνησης Οξέα (Π. ΤΟΦΗ) Ποια υγρά επηρεάζουν μέρη του σώματος; Στόχος της διερεύνησης ήταν να διαφανεί το αν κάποια υγρά επηρεάζουν μέρη του σώματός μας. Αρχικά, θελήσαμε να διερευνήσουμε κατά πόσο τα υγρά που υπάρχουν σε μια πισίνα επηρεάζουν το χρώμα των μαλλιών. Στο επόμενο πείραμα, θελήσαμε να διαπιστώσουμε αν τα υγρά αυτά επηρεάζουν και άλλα μέρη του σώματος, όπως είναι τα κόκαλα. Τέλος, προέκυψε το ερώτημα κατά πόσο υπάρχουν και άλλα υγρά που επηρεάζουν με τον ίδιο τρόπο τα κόκαλά μας, από αυτά με τα οποία ερχόμαστε καθημερινά σε επαφή. Στο πρώτο πείραμα το ερώτημα ήταν ποιο υγρό της πισίνας επηρεάζει το χρώμα ενός υφάσματος. Στο πείραμα μεταβάλλαμε το είδος του υγρού σε ένα κουβά, μετρούσαμε την αλλαγή στο χρώμα σε ένα κομμάτι ύφασμα σε σχέση με ένα κομμάτι σύγκρισης και διατηρούσαμε σταθερή την ποσότητα της χημικής ουσίας (υγρό της πισίνας), της ποσότητα του νερού σε κάθε κουβά, την ποσότητα του υφάσματος σε κάθε κουβά και την θερμοκρασία. Βάλαμε από ένα υγρό της πισίνας σε κάθε κουβά, κρατώντας σταθερούς τους πιο πάνω παράγοντες. Σε ένα κουβά βάλαμε μόνο νερό και σε ένα άλλο και τα τρία υγρά. Κλείσαμε τους κουβάδες και τους αφήσαμε για τρεις μέρες. Ανοίξαμε τους κουβάδες και παρατηρήσαμε ότι το χρώμα του υφάσματος στον κουβά που είχε μέσα χλωρίνη και στον κουβά που είχε μέσα όλα τα υγρά είχε αλλάξει. Στο δεύτερο πείραμα το ερώτημα ήταν αν κάποιο υγρό της πισίνας επηρεάζει τα κόκαλα. Στο πείραμα μεταβάλλαμε το είδος του υγρού σε ένα σε ένα δοχείο, μετρούσαμε πιθανές αλλαγές στο κόκαλο σε σχέση με ένα κομμάτι σύγκρισης και διατηρούσαμε σταθερή την ποσότητα της χημικής ουσίας (υγρό της πισίνας), της ποσότητα του νερού σε κάθε δοχείο, τη μάζα και το είδος του κόκαλου σε κάθε δοχείο και την θερμοκρασία. Βάλαμε από ένα υγρό της πισίνας σε κάθε δοχείο, κρατώντας σταθερούς τους πιο πάνω παράγοντες. Σε ένα δοχείο βάλαμε μόνο νερό. Κλείσαμε τα δοχεία και τα αφήσαμε για τρεις μέρες. Ανοίξαμε τα δοχεία και παρατηρήσαμε ότι το κόκαλο στο δοχείο που είχε μέσα χλωρίνη άσπρισε και το κόκαλο στο δοχείο που είχε μέσα acid είχε ξεφλουδίσει. Στο τρίτο πείραμα το ερώτημα ήταν αν κάποιο υγρό από αυτά που πίνουμε επηρεάζει τα κόκαλα. Αρχικά καθορίσαμε ποια υγρά θα μελετήσουμε. Στο πείραμα μεταβάλλαμε το είδος του υγρού σε ένα σε ένα δοχείο, μετρούσαμε πόσο εύκολα μπορεί να σπάσει το κόκαλο σε σχέση με ένα κομμάτι σύγκρισης και διατηρούσαμε σταθερή την ποσότητα του υγρού σε κάθε δοχείο, τη μάζα και το είδος του κόκαλου σε κάθε δοχείο και την θερμοκρασία. Βάλαμε από ένα υγρό σε κάθε δοχείο, κρατώντας σταθερούς τους πιο πάνω παράγοντες. Κλείσαμε τα δοχεία και τα αφήσαμε για τρεις μέρες. Ανοίξαμε τα δοχεία και παρατηρήσαμε ότι το κόκαλο στο δοχείο που είχε μέσα κόκα κόλα έσπασε πολύ εύκολα.
Σύντομη Περιγραφή Δραστηριότητας Πανηγυριού Η δραστηριότητα του πανηγυριού είχε τίτλο: «Κάνε το μπαλόνι να φουσκώσει». Κατά την πορεία της διερεύνησης είχαμε κάνει μια συζήτηση για τα οξέα Σημειώσαμε, λοιπόν, ότι μια ιδιότητα των οξέων είναι να παράγουν αέριο όταν αντιδρούν με κάποια άλατα, όπως το ανθρακικό. Στη συγκεκριμένη περίπτωση έχουμε ένα σύνολο από υγρά (λάδι, νερό, κόκα κόλα και ξύδι) και σκόνες (αλάτι, ζάχαρη, καφέ και σόδα). Το κοινό πρέπει να επιλέξει τον συνδυασμό που θα «κάνει το μπαλόνι να φουσκώσει». Όταν τα καταφέρουν, οι μαθήτριες ρωτούν ερωτήσεις του τύπου: γιατί συμβαίνει αυτό, τι νομίζετε, πού βρέθηκε ο αέρας κτλ. Περιγραφή της αλληλεπίδρασης με τα παιδιά Αρχικά, η διερεύνηση τοποθετήθηκε στο πλαίσιο μιας ιστορίας, ώστε να προκληθεί το ενδιαφέρον του παιδιού. Η διερεύνηση ξεκίνησε από το εξής πρόβλημα: Μια κοπέλα, η οποία είχε βαμμένα τα μαλλιά της ξανθά πήγε στην πισίνα. Όταν βγήκε από το νερό είδε ότι τα μαλλιά της είχαν αλλάξει χρώμα. Τι μπορεί να έκανε το χρώμα να αλλάξει; Οι μαθήτριες υπέθεσαν ότι ήταν κάτι που είχε μέσα η πισίνα, κάποιο από τα υγρά. Σε αυτό το σημείο τέθηκε το ερώτημα: Ποια υγρά υπάρχουν μέσα στην πισίνα; Στη συνέχεια ακολούθησε επίσκεψη σε εταιρία συντήρησης πισινών, από την οποία πήραμε πληροφορίες για τα υγρά που υπάρχουν μέσα στην πισίνα καθώς και δείγματα από το κάθε υγρό, τα οποία θα χρησιμοποιούσαμε στη διερεύνηση (χλωρίνη, acid, algaecide το οποίο ονομάσαμε υγρό καθαρισμού). Επίσης, πήραμε οδηγίες για το πως να χρησιμοποιούμε τα υγρά, ώστε αυτά να μην είναι επικίνδυνα. Στη συνέχεια ακολούθησε ο σχεδιασμός του πειράματος από τις μαθήτριες μέσα από καθοδήγηση. Τι πρέπει να κάνουμε για να δούμε ποιο από τα υγρά της πισίνας επηρεάζει το χρώμα; Αποφάσισαν να κάνουν ένα πείραμα για να δουν ποιο από όλα τα υγρά επηρεάζει. Αρχικά έκαναν την υπόθεση ότι είναι η χλωρίνη που έκανε τα χρώμα να αλλάξει. Αποφάσισαν να πάρουν μερικούς κουβάδες, να βάλουν μέσα σε κάθε κουβά ένα υγρό της πισίνας και ένα κομμάτι ύφασμα για να δουν τι θα γίνει (να μετρήσουν στο τέλος την αλλαγή του χρώματος). Κατά την πορεία σχεδιασμού οι μαθήτριες εξέφρασαν τις ακόλουθες απορίες: πώς ξέρουμε ότι το νερό από μόνο του δεν επηρεάζει το χρώμα; και πώς ξέρουμε αν δεν είναι ο συνδυασμός όλων των υγρών που κάνει το χρώμα να αλλάξει. Η απάντηση μου ήταν δεν ξέρω και αποφασίστηκε να έχουμε ακόμα δύο κουβάδες: ένα με νερό και ένα με όλα τα υγρά μαζί. Διατυπώθηκε αρχικά η υπόθεση ότι είναι η χλωρίνη που επηρεάζει. Στη συνέχεια έγινε μια συζήτηση σχετικά με το πώς θα ξέρω ότι το χρώμα ενός υφάσματος έχει αλλάξει αν οι αλλαγές δεν είναι δραματικές. Αποφάσισαν να κάνουν τη μέτρηση με σύγκριση με ένα κομμάτι ύφασμα το οποίο θα έμενε ανέπαφο. Στη συνέχεια έγινε μια συζήτηση για το πώς θα είμαι σίγουρος ότι πιθανή αλλαγή στο χρώμα θα οφείλεται στο διαφορετικό υγρό που έχει ο κάθε κουβάς και όχι σε κάτι άλλο. Με το τέλος της συζήτησης οι μαθήτριες αποφάσισαν να κρατήσουμε σταθερούς τους παράγοντες ποσότητα νερού σε κάθε κουβά, ποσότητα του κάθε υγρού σε κάθε κουβά, είδος και ποσότητα υφάσματος σε κάθε κουβά και θερμοκρασία (όλοι οι κουβάδες τοποθετήθηκαν στο ίδιο δωμάτιο). Πρέπει να πω ότι στο σημείο αυτό αντιμετωπίσαμε πρόβλημα στο να βρουν οι μαθήτριες τους παράγοντες που πρέπει να κρατήσουμε σταθερούς και στο γιατί πρέπει να κάνω κάτι
τέτοιο. Οι μαθήτριες, ενώ έδιναν την απάντηση, δυσκολεύονταν να επεξηγήσουν γιατί πρέπει να κρατήσουν τους υπόλοιπους παράγοντες σταθερούς. Επέμεναν να λεν ότι πρέπει να το κάνουν για να έχουν ένα «καλό» πείραμα. Από την άλλη εγώ δυσκολευόμουνα να τις βοηθήσω να καταλήξουν σε μια επεξήγηση (χωρίς ασφαλώς να του την πω η ίδια). Αυτό μπορεί να οφείλεται και στην πορεία καθοδήγησης. Δηλαδή από την αρχή θα μπορούσα να θέσω το ερώτημα: ποιοι άλλοι παράγοντες μπορεί να έκαναν το χρώμα να αλλάξει; (Αναλογιστείτε άλλες περιπτώσεις που είδατε κάτι να ξεβάφει). Η τροποποίηση αυτή στην πορεία έγινε στην καθοδήγηση του 2ου πειράματος. Στη συνέχεια εφαρμόσαμε τα όσα σχεδιάσαμε προηγουμένως. Κλείσαμε τους κουβάδες και τους ανοίξαμε μετά από τρεις μέρες. Τοποθετήσαμε κάθε κομμάτι δίπλα από το ύφασμα σύγκρισης και είδαμε ότι τα κομμάτια που ήταν μέσα στον κουβά με χλωρίνη και στον κουβά που είχε μέσα όλα τα υγρά είχαν γίνει σχεδόν λευκά. Το συμπέρασμα ήταν ότι η χλωρίνη επηρεάζει το χρώμα του υφάσματος (η χλωρίνη είναι αρκετή για να προκαλέσει την αλλαγή από μόνη της). Τέλος, έγινε μια συζήτηση του τύπου: η χλωρίνη ξεβάφει πάντα ένα ύφασμα; Το ύφασμα του μαγιό σας ξεβάφει πάντα όταν πάτε στην πισίνα; Μέσα από αυτή τη συζήτηση καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι το συμπέρασμα στο οποίο έχουμε καταλήξει ισχύει μόνο για τις συνθήκες του δικού μας πειράματος. Κάποιος που θα ξανάφτιαχνε το πείραμα μπορεί να είχε διαφορετικό αποτέλεσμα αν έβαζε περισσότερη ή λιγότερη χλωρίνη στον κουβά. Στη συνέχεια, μέσα από συζήτηση προέκυψε το ερώτημα: είναι μόνο το χρώμα των μαλλιών που επηρεάζουν τα υγρά της πισίνας; Δεν μπορεί να επηρεάζονται και άλλα μέρη του σώματος; Αποφασίσαμε να ελέγξουμε το αν τα κόκαλα επηρεάζονται από κάποιο από τα υγρά της πισίνας. Οι μαθήτριες έκαναν την υπόθεση ότι η χλωρίνη επηρεάζει τα κόκαλα. Σχεδιάστηκε από τις μαθήτριες ένα πείραμα παρόμοιο με το προηγούμενο, με διαφορά ότι αποφασίστηκε να μην ελέγχουμε όλα τα υγρά μαζί, αφού φάνηκε από το προηγούμενο πείραμα ότι κάθε υγρό επηρεάζει ξεχωριστά (και ήταν η χλωρίνη που έκανε τη διαφορά). Πώς όμως θα καταλάβουμε ότι ένα κόκαλο έχει υποστεί αλλαγές. Αποφασίσαμε να μετρούμε την αλλαγή σε ένα κόκαλο με ένα κόκαλο σύγκρισης το οποίο αφήσαμε ένα κομμάτι κόκαλο ανέπαφο για σύγκριση Ξανά εκφράστηκε από τις μαθήτριες η επιθυμία να ελέγξουμε και το νερό από μόνο του, όπως και κάναμε. Σε αυτή την περίπτωση τέθηκε από την αρχή το ερώτημα: Ποιοι άλλοι παράγοντες είναι πιθανό να προκαλέσουν αλλαγή στα κοκάλα; Ποιοι άλλοι παράγοντες πιθανό να επηρεάσουν τα αποτελέσματα του πειράματος; Οι μαθήτριες καθόρισαν τους παράγοντες θερμοκρασία διαλύματος, ποσότητα χημικού στο διάλυμα, ποσότητα νερού στο διάλυμα, είδος και μάζα κόκαλου. Οι μαθήτριες ξανά δυσκολεύτηκαν στο σημείο αυτό (αν και όχι τόσο όσο στο πρώτο πείραμα). Νομίζω ένας λόγος που κάνει δύσκολο το σημείο αυτό είναι ότι οι παράγοντες που πρέπει να κρατήσω σταθερούς δεν μπορούν να επηρεάζουν από μόνοι τους το κόκαλο, αλλά μόνο σε συνδυασμό με το διάλυμα χημικής ουσίας. Στη συνέχεια εκτελέστηκε το πείραμα με τον τρόπο που σχεδιάστηκε: Σε κάθε δοχείο βάλαμε νερό, ένα υγρό και ένα κομμάτι κόκαλο. Κρατήσαμε σταθερούς τους παράγοντες που καθορίσαμε προηγουμένως. Κλείσαμε τα δοχεία, τα αφήσαμε για
τρεις μέρες και στη συνέχεια τα ανοίξαμε. Σε σύγκριση με το κόκαλο σύγκρισης, είδαμε ότι το κόκαλο στο δοχείο με την χλωρίνη είχε ασπρίσει και το κόκαλο στο δοχείο με το acid φαινόταν να έχει ξεφλουδίσει. Άρα, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η χλωρίνη και το acid επηρεάζουν τα κόκαλα, αλλά με διαφορετικό τρόπο (έγινε ξανά η συζήτηση ότι το συμπέρασμα ισχύει για τις συγκεκριμένες συνθήκες του πειράματος). Μια δυσκολία που αντιμετώπισα σε αυτό το σημείο ήταν το πώς να δουν οι μαθήτριες ότι το κόκαλο στο δοχείο με το acid μαλακώνει. Θα έπρεπε να το αγγίξουν (έστω και με γάντια) και δεν ήθελα να αγγίξουν τις χημικές ουσίες (μέχρι τώρα πιάναμε κοκάλα και υφάσματα με λαβίδα). Αποφάσισα ότι δεν ήταν απαραίτητο να γίνει κάτι τέτοιο μια και εκείνο που έχει σημασία είναι η διαδικασία διερεύνησης. Εξάλλου, ήδη είχαν καταλήξει σε κάποια συμπεράσματα από οπτικές παρατηρήσεις. Στο σημείο αυτό είχα προγραμματισμένο να σταματήσει η διερεύνηση. Όμως, μια από τις μαθήτριες εξέφρασε την απορία: «Ποια άλλα υγρά μπορεί να επηρεάζουν τα κόκαλά μας; Στην πισίνα δεν πάμε τόσο συχνά, υπάρχουν, όμως, άλλα υγρά που να επηρεάζουν τα κόκαλα;» Η απάντηση μου ήταν δεν ξέρω, πώς μπορούμε να το αποφασίσουμε. Έτσι, σχεδιάσαμε ένα πείραμα για να δούμε αν κάποια από τα υγρά που πίνουμε επηρεάζουν τα κόκαλά μας. Αρχικά τέθηκε το ερώτημα «ποια υγρά θέλετε να μελετήσουμε;». Αποφασίσαμε να εξετάσουμε την κόκα κόλα, το τριαντάφυλλο, το νερό, τον χυμό, την 7up, την αεριούχα πορτοκαλάδα και την λεμονάδα. Η υπόθεση ήταν ότι τα υγρά που επηρεάζουν είναι η κόκα κόλα και η 7up. Αποφασίσαμε να μετρήσουμε την σκληρότητα και την μαλακότητα των κοκάλων στο τέλος του πειράματος σε σύγκριση με ένα κόκαλο το οποίο θα αφήναμε ανέπαφο στο ψυγείο. Στο ερώτημα ποιοι παράγοντες πρέπει να είναι ίδιοι σε κάθε δοχείο, οι μαθήτριες είπαν ότι πρέπει να έχουμε σταθερή την ποσότητα υγρού σε κάθε δοχείο, είδος και μάζα κόκαλου σε κάθε δοχείο και τη θερμοκρασία (προσπαθήσαμε επίσης να έχουν και περίπου το ίδιο σχήμα, ώστε να μην μπορεί κάποιο να σπάσει ευκολότερα λόγω μικρότερου πάχους). Στη συνέχεια εκτελέσαμε το πείραμα: βάλαμε από ένα υγρό και ένα κόκαλο σε κάθε δοχείο, τα κλείσαμε και τα ανοίξαμε μετά από τρεις μέρες. Κρατήσαμε σταθερούς τους. Τέλος, προσπαθήσαμε να λυγίσουμε τα κοκάλα από κάθε δοχείο και είδαμε ότι το κόκαλο το οποίο ήταν στο ποτήρι με την κόκα κόλα έσπαζε πολύ εύκολα (σε αντίθεση με τα υπόλοιπα). Το συμπέρασμα ήταν ότι η κόκα κόλα επηρεάζει τα κόκαλα. Γενικά, πρέπει να αναφέρω ότι το σημείο στο οποίο δυσκολεύτηκα περισσότερο ήταν το να μπορούν οι μαθήτριές μου να επεξηγούν το γιατί κάνω έλεγχο μεταβλητών. Ήταν φανερό ότι θεωρούσαν δεδομένο ότι έπρεπε να γίνει (στο τρίτο πείραμα τρίτο πείραμα το ανέφεραν μόνες τους, πριν καν τις ρωτήσω οτιδήποτε σχετικό). Εντούτοις, αδυνατούσαν να επεξηγήσουν τη σκέψη τους σε αυτό το σημείο. Παρ όλ αυτά η επαφή ήταν ιδιαίτερα ευχάριστη, τόσο για τις μαθήτριες όσο και για μένα. Οι μαθήτριες ήταν φανερό ότι έβλεπαν τη διαδικασία ως παιχνίδι και ότι το διασκέδαζαν. Με αυτό τον τρόπο γίνεται καλλιέργεια δεξιοτήτων διερεύνησης με τρόπο που οι μαθήτριες να μην νιώθουν ότι υποχρεώνονται από το σχολείο να το κάνουν. Έτσι, αναπτύσσουν θετικές στάσεις απέναντι στο γνωστικό αντικείμενο των φυσικών επιστημών παράλληλα με την καλλιέργεια δεξιοτήτων διερεύνησης.
Επίσης, οι μαθήτριες στο πανηγύρι της επιστήμης βλέπουν το πρόβλημα που πρέπει να επιλύσουν ως μια πρόκληση και φαίνεται να παρουσιάζουν αυξημένο ενδιαφέρον κατά τη διαδικασία διερεύνησης (έστω και να ο χρόνος συναντήσεων με τις μαθήτριες ήταν αποτρεπτικό για κάτι τέτοιοj). Τέλος, πρέπει να αναφερθεί ότι η διαδικασία προετοιμασίας με τον τρόπο που γίνεται βοηθά όχι μόνο τους μαθητές, αλλά και τους φοιτητές να αναπτύξουν τις δεξιότητες διερεύνησης. Από τη μια οι μαθήτριες θέτουν προβληματισμούς που ούτε καν τους έχουμε σκεφτεί ποτέ μόνοι μας. Από την άλλη, πολλές φορές τα σημεία στα οποία αντιμετωπίζουν πρόβλημα οι μαθητές είναι και σημεία αδυναμίας των φοιτητών. Με το να γίνουμε συνερευνητές, βοηθούμαστε να υπερπηδήσουμε και τα δικά μας προβλήματα.