Η αστρονομία στο σχολείο

Γιατί (δεν) διδάσκουμε Αστρονομία στο σχολείο

Η Αστρονομία έχει υπάρξει μέρος του προγράμματος σπουδών σε σχολές, πανεπιστήμια και σχολεία από την αρχαιότητα μέχρι σήμερα. Ωστόσο, από το σύγχρονο ελληνικό εκπαιδευτικό σύστημα απουσιάζει εντελώς. Ήταν υποχρεωτικό μάθημα των μεγαλύτερων τάξεων του Λυκείου ώς το 1998, όταν μετατράπηκε σε μάθημα επιλογής. Σε ένα σχολείο του οποίου τελικά ο μόνος σκοπός είναι η εισαγωγή στην Τριτοβάθμια Εκπαίδευση και με το μάθημα της Αστροφυσικής να μην παίζει ρόλο σε αυτή τη διαδικασία, ήταν φυσικό να μην υπάρχει κίνητρο στους μαθητές για την επιλογή του. Τελικά, το 2014, το μάθημα αυτό εξαφανίστηκε εντελώς από το πρόγραμμα σπουδών.
Υπάρχουν πολλοί λόγοι για να διαφωνεί κανείς με την κατάργηση του μαθήματος της Αστρονομίας, ή Αστροφυσικής, από το σχολείο. Λόγοι συναισθηματικοί, συντεχνιακοί, επιστημονικοί και πρακτικοί συνθέτουν ένα ολόκληρο φάσμα απόψεων και κινήτρων και δεν θα μπορούσε να είναι αλλιώς. Άλλωστε, σε μια Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση της οποίας η ύπαρξη εξυπηρετεί σε μεγάλο βαθμό και άλλους σκοπούς εκτός (ή επιπροσθέτως) αυτού για τον οποίο προορίζεται, ακόμη και οι διαμαρτυρίες για τα κακώς κείμενα δεν μπορεί να είναι μόνο «αγαθές». Κάτι τέτοιο ισχύει για όλα τα μαθήματα.
Ωστόσο, υπάρχουν πολλοί και ουσιαστικοί λόγοι για τους οποίους ένα μάθημα σαν την Αστρονομία είναι χρήσιμο σε όλες τις βαθμίδες της εκπαίδευσης. Συνοπτικά, θα μπορούσε να πει κανείς ότι η Αστρονομία και η σύγχρονη Αστροφυσική είναι ο συνδετικός κρίκος ανάμεσα σε όλες τις επιστήμες, στα εργαλεία τους, στην ιστορία και τη φιλοσοφία τους και προσφέρει άφθονο χώρο για δραστηριότητες οι οποίες μπορούν να εμπλέξουν μαθητές με διαφορετικά ενδιαφέροντα και κλίσεις.
Αστρονομία και άλλα επιστημονικά πεδία
Αν και στο άκουσμα της λέξης «Αστρονομία» έρχεται στο μυαλό μας η εικόνα του νυχτερινού ουρανού, στην πραγματικότητα αντιπροσωπεύει ένα ευρύ πεδίο γνώσης. Η σύγχρονη Αστροφυσική είναι ένας κλάδος της επιστήμης με πολλά παρακλάδια, από τη Φυσική του Διαστήματος, του Ήλιου και των πλανητών, στη Φυσική των αστεριών, των γαλαξιών και του Σύμπαντος. Στηρίζεται σε μεγάλο βαθμό στη Φυσική, στα Μαθηματικά και στην Πληροφορική, αλλά αγγίζει και άλλες επιστήμες, όπως η Βιολογία, η Χημεία και η Γεωλογία. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι οι ρομποτικές αποστολές που έχουμε στείλει σε άλλους πλανήτες, όπως ο Άρης. Οι συσκευές αυτές είναι εφοδιασμένες με εργαλεία (πειράματα) που αναλύουν γεωλογικά δείγματα και χημικές ουσίες τις οποίες ανιχνεύουν στο περιβάλλον του πλανήτη. Αν και οι γνώσεις που αποκτούμε εντάσσονται στη γενική κατηγορία της Αστρονομίας (ή Αστροφυσικής), τα μηχανήματα αυτά στην πραγματικότητα κάνουν Γεωλογία ή/και Χημεία.
Στην Αστροφυσική συναντάμε συχνά μια αμφίδρομη πορεία κατανόησης του πλανήτη μας και του υπόλοιπου σύμπαντος. Χρησιμοποιώντας τη Γη ως παράδειγμα, εξερευνούμε τους υπόλοιπους πλανήτες και στη συνέχεια κατανοούμε καλύτερα τον δικό μας. Μελετώντας τον Ήλιο, το κοντινότερο αστέρι και το μοναδικό που μπορούμε να δούμε με λεπτομέρεια, μαθαίνουμε περισσότερα για τους αστέρες. Ταυτόχρονα, μελετώντας τον τεράστιο αριθμό αστεριών που είναι ορατά στον νυχτερινό ουρανό, μάθαμε από τι είναι φτιαγμένος ο Ήλιος. Η Αστρονομία, επομένως, είναι μια ιδανική εισαγωγή στις Φυσικές Επιστήμες γενικότερα αλλά και στη μεθοδολογία τους.
Όμως αυτή η λίστα των πεδίων που συνδέονται με την Αστρονομία δεν εξαντλείται στις Φυσικές Επιστήμες. Μέσα από τις εξελίξεις στην Αστρονομία και την Αστροφυσική, διαγράφεται γλαφυρά η ιστορία των επιστημών. Η ιστορία των ανακαλύψεων, οι ιστορίες των ανθρώπων πίσω από αυτές, το πλαίσιο της εκάστοτε εποχής και ο ρόλος που διαδραμάτισαν οι κοινωνικές και πολιτικές συνθήκες μπορούν να διερευνηθούν μέσα από αμέτρητα παραδείγματα. Οι μαθητές μπορούν να κατανοήσουν γιατί οι άνθρωποι κάθε εποχής είχαν συγκεκριμένες πεποιθήσεις για τον κόσμο και πώς αυτές οι πεποιθήσεις άλλαξαν. Σε αυτό το πλαίσιο, είναι ευκολότερο να κατανοήσουν το παρόν των επιστημών.
Επιπλέον, στο πλαίσιο της Αστρονομίας μπορούν να αξιοποιηθούν και να αναπτυχθούν δεξιότητες παρουσίασης και επικοινωνίας. Η επικοινωνία των αποτελεσμάτων της έρευνας σήμερα, τόσο στην επιστημονική κοινότητα όσο και στο κοινό, είναι σχεδόν εξίσου σημαντική με τα ίδια τα αποτελέσματα. Δεν είναι τυχαίο ότι όλες οι διαστημικές αποστολές και τα ερευνητικά προγράμματα αφιερώνουν πλέον σημαντικό μέρος της χρηματοδότησής τους στην επικοινωνία και την ανάπτυξη υλικού, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί από δασκάλους σε όλες τις βαθμίδες της εκπαίδευσης. Το υλικό αυτό μπορεί να αναζητηθεί στις ιστοσελίδες των διαστημικών αποστολών ή οργανισμών όπως η NASA και η ESA.
Αστρονομία, μια ανοιχτή επιστήμη
Σε αντίθεση με τις περισσότερες Φυσικές Επιστήμες, το μεγαλύτερο μέρος των δεδομένων που χρησιμοποιούν οι αστροφυσικοί είναι ελεύθερα διαθέσιμα σε όλους. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν όλες οι προϋποθέσεις ώστε κανείς να αναπαράγει μέρος της έρευνας που κάνουν μεγάλα ινστιτούτα και ερευνητικές ομάδες. Η αναπαραγωγησιμότητα (reproducibility) είναι ένα από τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά (αλλά και απαιτήσεις) της επιστημονικής μεθόδου.
Το κυριότερο εργαλείο στη σύγχρονη έρευνα στην Αστροφυσική είναι ο ηλεκτρονικός υπολογιστής. Από τη μία, οι μετρήσεις των επίγειων τηλεσκοπίων και των διαστημικών αποστολών αποθηκεύονται σε ψηφιακή μορφή και η επεξεργασία τους γίνεται με ειδικά λογισμικά. Από την άλλη, η θεωρητική έρευνα γίνεται με πειράματα προσομοίωσης, τα οποία προσπαθούν να αναπαράγουν τα φαινόμενα που παρατηρούμε χρησιμοποιώντας τους νόμους της Φυσικής.
Επομένως, η Αστροφυσική προσφέρει τη δυνατότητα οι μαθητές να εμπλακούν σε δραστηριότητες με πραγματικές μετρήσεις και να αναπαράγουν τα αποτελέσματα επιστημόνων. Κάτι τέτοιο μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας ελεύθερο λογισμικό (όπως π.χ. η γλώσσα προγραμματισμού Python) και μπορεί να εισάγει τους μαθητές τόσο στην επιστημονική μέθοδο όσο και στις βασικές αρχές του προγραμματισμού, στους περιορισμούς και στις δυνατότητές του.
Η Αστροφυσική είναι ίσως η μοναδική επιστήμη που μπορεί να γίνει χόμπι. Κατά συνέπεια, είναι από τα λίγα αντικείμενα με τα οποία οι μαθητές μπορεί να συνεχίσουν να ασχολούνται είτε εκτός τάξης ή και μετά το τέλος του σχολείου. Ταυτόχρονα, μπορούν να συμμετάσχουν ενεργά, αναπαράγοντας τα αποτελέσματά της. Επιπλέον, η Αστρονομία προσφέρεται για ομαδικές δραστηριότητες. Ήδη, δεκάδες αστρονομικοί σύλλογοι φέρνουν κοντά μαθητές και κοινό σε βραδιές παρατήρησης του ουρανού. Οι δράσεις αυτές, σε συνδυασμό με συντονισμένες δράσεις από πολλά σχολεία της Ελλάδας δημιουργούν μια μοναδική ευκαιρία για επικοινωνία και ανταλλαγή απόψεων και προβληματισμών στην επίλυση προβλημάτων σχετικών με την Αστρονομία και την επιστήμη γενικότερα.
Τέλος, η Αστροφυσική είναι ίσως η επιστήμη με τη μεγαλύτερη επίδραση στη δημόσια σφαίρα και την ποπ κουλτούρα. Δεκάδες ταινίες και σειρές επιστημονικής φαντασίας έχουν θέμα το Διάστημα και εκατοντάδες βιβλία έχουν γραφτεί. Οι ανακαλύψεις της Αστροφυσικής βρίσκονται πάντοτε στην επικαιρότητα. Η εξερεύνηση του Σύμπαντος εξάπτει τη φαντασία και τραβάει το ενδιαφέρον του κοινού. Όντας διασκεδαστική, είναι ο καλύτερος τρόπος να καλλιεργηθεί το ενδιαφέρον μαθητών και κοινού για τις επιστήμες.
Ποια Αστροφυσική;
Όλα όσα αναφέρθηκαν παραπάνω είναι μια συνοπτική περιγραφή των δυνατοτήτων που δίνει το αντικείμενο της Αστροφυσικής στη διδασκαλία σε όλες τις εκπαιδευτικές βαθμίδες. Κάποια από αυτά μπορεί να φαίνονται αυτονόητα, άλλα κοινότοπα. Είναι ωστόσο βέβαιο ότι η Αστρονομία προσφέρει, στο πλαίσιο της διδασκαλίας της, δυνατότητες που άλλα μαθήματα Φυσικών Επιστημών δεν έχουν. Επομένως, φαντάζει παράδοξο το ότι ένα τέτοιο μάθημα έχει εξοβελιστεί εντελώς από το πρόγραμμα σπουδών. Πάντως, ακόμα κι αν κάτι τέτοιο δεν είχε συμβεί, για την αξιοποίηση όλων αυτών των δυνατοτήτων κυρίαρχο ρόλο παίζουν το είδος του σχολείου που ενσωματώνει ένα τέτοιο μάθημα αλλά και η φιλοσοφία του ίδιου του μαθήματος.
Ένα μάθημα το οποίο απλώς έχει ως σκοπό να μεταδώσει εγκυκλοπαιδικές γνώσεις για τον ουρανό και το Σύμπαν τι χρησιμότητα μπορεί να έχει; Ειδικότερα σήμερα, που η πληροφορία είναι άμεσα διαθέσιμη σε όλους, δεν έχει καμία σημασία αν, για παράδειγμα, ένα σχολικό εγχειρίδιο αναφέρεται σε πόσους γαλαξίες περιέχει το Σύμπαν και πόσους αστέρες περιέχει ο κάθε γαλαξίας. Σε μια επιστήμη όπως η Αστροφυσική, όπου η έρευνα σε παγκόσμιο επίπεδο είναι ιδιαίτερα εντατικοποιημένη, η ίδια η πληροφορία πολλές φορές αναθεωρείται ξανά και ξανά. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι ο αριθμός των δορυφόρων του Κρόνου. Μετά την αποστολή Cassini, μάθαμε ότι ο Κρόνος έχει πολύ περισσότερους δορυφόρους από όσους αναφέρονταν σε ένα εγχειρίδιο της δεκαετίας του 1990.
Σε επίπεδο καθαρά εγκυκλοπαιδικής γνώσης, ένας τέτοιος αριθμός δεν έχει καμία σημασία. Σε επίπεδο δυναμικής Αστρονομίας ή των θεωριών γένεσης και εξέλιξης ενός πλανητικού συστήματος μπορεί να έχει (ή και να μην έχει). Άρα, η απλή αποτύπωση πληροφοριών μπορεί να μην έχει κανένα απολύτως νόημα αν δεν μεταδίδεται ή διδάσκεται ένας ευρύτερος τρόπος σκέψης, ένα ευρύτερο πλαίσιο μέσα στο οποίο και από το οποίο αξιοποιούνται και προκύπτουν αυτές οι πληροφορίες. Αυτό είναι ένα συμπέρασμα που ισχύει για όλα τα μαθήματα επιστημών στο σχολείο. Επομένως, η διδασκαλία ακόμα ενός μαθήματος το οποίο απλώς θα περιέχει πληροφορίες για ακόμη έναν τομέα των επιστημών δεν χρειάζεται.
Αυτό που όντως χρειάζεται είναι μια αναθεώρηση της προσέγγισης της διδασκαλίας των Φυσικών Επιστημών. Μια προσέγγιση που να ξεφεύγει από την απλή επίλυση προβλημάτων αυξανόμενης δυσκολίας, με σκοπό απλώς τον ανταγωνισμό και την κατάταξη των μαθητών σε «κλάσεις». Μια προσέγγιση που να κάνει σαφές ότι οι Φυσικές Επιστήμες δεν είναι θεωρητικά κατασκευάσματα που αφορούν απλώς αντικείμενα όπως ελατήρια, κεκλιμένα επίπεδα και διαλύματα με περίεργα ονόματα που οι μαθητές ποτέ δεν θα δουν, αλλά αφορούν τον καθένα μας, ανεξαρτήτως κλίσεων. Μια προσέγγιση που να μη λειτουργεί ως αποκλεισμός για όσους συναντούν δυσκολίες, αλλά να μπορεί να προσελκύσει και να εμπλέξει μαθητές με διαφορετικές δεξιότητες και στόχους. Στο πλαίσιο μιας τέτοιας προσέγγισης, ένα μάθημα Αστροφυσικής στο σχολείο είναι χρήσιμο.

Γιάννης Κοντογιάννης

Πηγή: Η Αυγή




Εικόνα 1: Για αποστολές όπως το Mars Exploration Rover της NASA πρέπει να συνεργαστούν επιστήμονες από μια μεγάλη γκάμα ερευνητικών και τεχνολογικών πεδίων, όπως Ρομποτική, Πληροφορική, Γεωλογία, Χημεία, Μαθηματικά κ.ά., ενώ στη διαδικασία κατάστρωσης και εκτέλεσης των αποστολών εμπλέκονται ειδικότητες όπως Οικονομικά, Νομική, Λογιστική κ.λπ. Τα αποτελέσματα μιας απλής αναζήτησης των ειδικοτήτων που ζητά η NASA είναι ενδεικτικά του εύρους των δραστηριοτήτων που εντάσσονται στο πλαίσιο της μελέτης του διαστήματος. Οι αποστολές αυτές αποτελούν εξαιρετικά παραδείγματα συντονισμού και συνεργασίας μεταξύ διαφορετικών ειδικοτήτων, κάτι που πιστοποιείται με τον πιο εντυπωσιακό τρόπο από τις απίστευτης ποιότητας φωτογραφίες και ευρήματα από έναν μακρινό κόσμο όπως ο Άρης




Εικόνα 2. Ο Νεύτων, ο Γαλιλαίος και ο Αϊνστάιν διαμόρφωσαν ο καθένας με τον τρόπο του τη Φυσική όπως τη γνωρίζουμε σήμερα. Οι θεωρίες που διατύπωσαν, με τις οποίες κατανοήσαμε καλύτερα τον χώρο, τον χρόνο και το Σύμπαν, επηρεάστηκαν σε μεγάλο βαθμό από την προσπάθεια να ερμηνευτούν αστρονομικά φαινόμενα ή αποδείχτηκαν ορθές με τη βοήθεια αστρονομικών παρατηρήσεων.





Εικόνα 3. Μερικά στατιστικά της αποστολής Cassini που τερματίστηκε πρόσφατα έπειτα από περισσότερο από μια δεκαετία επιτυχούς λειτουργίας. Στην πραγματοποίηση της αποστολής συμμετείχαν επιστήμονες από 26 εθνότητες (της Ελλάδας συμπεριλαμβανομένης) και αμέτρητες ειδικότητες