ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ - Nemertes

απόδοσης «χρωματικών» ρόλων. Ως διδακτικό στόχο της παρέμβασης ο ερευνητής
θέτει την κατανόηση του φαινόμενου χρώματος των σωμάτων όταν φωτίζονται από
λευκό φως και των αποτελεσμάτων της αφαιρετικής ανάμειξης μονοχρωματικών
ακτινοβολιών.
5.6. Η εκπομπή και διάδοση του φωτός από εκτεταμένες φωτεινές πηγές
Η συντριπτική πλειοψηφία των ερευνών που αφορούν τις παραστάσεις μαθητών
σχετικά με την ερμηνεία των αποτελεσμάτων του φωτός, πραγματοποιείται στη βάση
της θεώρησης των πηγών εκπομπής του φωτός ως σημειακών. Η παρουσία όμως στα
κεφάλαια της Οπτικής θεμάτων τα οποία δεν είναι δυνατόν να τύχουν επαρκούς
ερμηνείας παρά μόνο στο πλαίσιο της θεώρησης των φωτεινών πηγών ως εχόντων
υπολογίσιμες διαστάσεις (δημιουργία φωτεινών προβολών και σκιών, είδωλα από
φακούς και κάτοπτρα, σκοτεινός θάλαμος, μηχανισμός της όρασης), έχει συμβάλλει
στην ανάπτυξη και ενός –περιορισμένου- αριθμού ερευνητικών πρωτοβουλιών στη
βάση της συγκεκριμένης θεώρησης.
Οι Fawaz και Viennot (1986) καταγράφουν σε έρευνά τους νοητικές παραστάσεις για
την εκπομπή του φωτός από εκτεταμένες πηγές, απευθυνόμενοι σε μαθητές 16 ετών
του Λιβάνου οι οποίοι έχουν ολοκληρώσει τον κύκλο διδασκαλίας της Γεωμετρικής
Οπτικής στην Α΄ Λυκείου. Η αντιμετώπιση σχεδιαστικών προβλημάτων εντοπισμού
της θέσης και πρόβλεψης του σχήματος πραγματικού ειδώλου από συγκλίνοντες
φακούς σε γραπτά ερωτηματολόγια, αποκαλύπτει παραστάσεις επιλεκτικής διάδοσης
του φωτός σε προνομιακή κατεύθυνση, ολιστικής αντιστοίχισης αντικειμένου –
ειδώλου και αποσπασματικής θεώρησης επιλεγμένων ακτίνων εκπομπής. Οι μαθητές,
μολονότι έχουν διδαχθεί το μηχανισμό της μη συνεκτικής εκπομπής, δείχνουν να
αντιμετωπίζουν ιδιαίτερη δυσκολία στη σύνθεση της συνολικής εικόνας του ειδώλου
από τα ανεξάρτητα σημειακά είδωλα, το πέρασμα δηλαδή από την ασυνέχεια στη
συνέχεια. Στην περίπτωση των φωτεινών προβολών σε σκοτεινό θάλαμο,
αναδεικνύεται σαφέστατα η έλλειψη ενός ενιαίου εξηγητικού μηχανισμού για τη
διαμόρφωση του σχήματος της προβολής στις διάφορες σχεδιαστικά προτεινόμενες
καταστάσεις. Η ποικιλομορφία των εξηγητικών σχημάτων που χρησιμοποιούν οι
μαθητές, προκύπτει ως συνάρτηση των διαστάσεων των δύο βασικών στοιχείων της
διάταξης: της πηγής και της οπής. Ικανοποιητικές απαντήσεις προκύπτουν μόνο στην
περίπτωση της σημειακής πηγής. Αντίθετα, επικρατεί αμφιβολία και σύγχυση όταν η
πηγή ή/και η οπή γίνονται εκτεταμένες. Έτσι εμφανίζονται παραστάσεις ολιστικής
μεταφοράς, αντιστοίχισης μέσω προνομιακών ακτίνων, ενεργών ιδιοτήτων της οπής
και αναλογιών με τους φακούς ως προς την εστίαση της εικόνας.
Οι Rice & Feher (1987), σε έρευνά τους στις Η.Π.Α. με μαθητές ηλικίας 9–13 ετών
οι οποίοι δεν είχαν διδαχθεί (ή είχαν διδαχθεί ελάχιστα) στοιχεία Γεωμετρικής
Οπτικής, αναλύουν τις προβλέψεις και τις εξηγήσεις των παιδιών για τις εικόνες που
σχηματίζονται σε οθόνη από φως που προέρχεται από εκτεταμένες πηγές, όταν αυτό
διέρχεται από οπές διαφόρων σχημάτων. Κατά το στάδιο της πρόγνωσης, οι μαθητές
προβλέπουν ως σχήμα της προβολής, είτε το σχήμα της οπής (σε ποσοστό 50%), είτε
το σχήμα της πηγής (25%), είτε διάφορα σχήματα που προκύπτουν μορφολογικά από
το συνδυασμό πηγής και οπής (25%). Κατά το στάδιο της αιτιολόγησης της
πρόβλεψης (πριν από την πραγματοποίηση του πειράματος) ή της εξήγησης του
φαινομένου (μετά την πραγματοποίηση), κυριαρχούν ερμηνευτικά πρότυπα στα
οποία το φως αναγνωρίζεται ως οντότητα η οποία μεταφέρει πληροφορίες για το
σχήμα της πηγής από την οποία εκπέμπεται, πληροφορίες τις οποίες και μορφοποιεί
κατά την πρόσπτωσή του στην οθόνη. Η συνολική εικόνα που μπορεί να προκύψει
97