Ciekawa fizyka w szkole: uczniowie dla uczniów Teach article

Tłumaczenie: Bogusław Malański i Szymon Malański. Herbi Dreiner i Tobias Strehlau opisują, jak fizyka uniwersytecka zainspirowała nauczyciela szkoły średniej i jego uczniów do przedstawienia z fizyką w tytule. Dlaczego nie spróbować by tego samego w Twojej szkole?

Pomysł na Uniwersytecie

Audytorium gimnazjum im. Amos Comenius’a w Bonn – Niemcy- wypełnione jest po brzegi nastolatkami w liczbie około 400. Panuje całkowita ciemność. Lena wytwarza bańki mydlane wypełnione metanem; jej partner Stefanie zapala wytworzone bańki przy pomocy palnika gazowego. Wspaniała chmura palącego się gazu oświetla całą scenę oraz twarze rozpromienione twarze publiczności. To jest ostatni z 18 spektakularnych eksperymentów, jakie zaprezentowali 16-letni uczniowie (przedział wiekowy 15-18 lat) swoim kolego m szkolnym. Całe przedstawienie trwało 75 minut.

Projekt ten zapoczątkowali; Werner Uff – nauczyciel fizyki w szkole średniej oraz Herbi Dreiner- profesor fizyki na uniwersytecie w Bonn. Każdego roku przez ostatnie sześć lat Dreiner i jego studenci drugiego roku fizyki prezentowali spektakl pt. „Widowisko fizyki na uniwersytecie^w1. W tym 2-3 godzinnym spektaklu, studenci pokazywali i objaśniali niecodzienne, fascynujące i ciekawe doświadczenia. Publicznością były dzieci oraz nastolatki; 10-latki i starsze.

Tak, jak inne niemieckie uniwersytety, Wydział Fizyki w Bonn posiada zestaw doświadczeń ilustrujących wykład z fizyki. Są to doświadczenia solidnie przygotowane, ciekawe, ilustrujące zjawiska fizyczne. Część doświadczeń w czasie „Widowiska fizyki” jest zapożyczona z tego zbioru. Inne są zaprojektowane i wykonane przez samych studentów. Niektóre doświadczenia są na dużą skalę, spektakularne, ale są i takie, które cieszą skromniejszymi efektami. Potrafią często rozbawić publiczność w połączeniu z dobrze dobraną muzyką. Wszystkie przekazują ważna wiadomość; fizyka jest ciekawa i interesująca. Jest to również zabawa dla samych studentów; nie są te eksperymenty oceniane, jak i nie mają bezpośredniego związku z programem nauczania. Bawią się oni po prostu fizyką wciągając do tej zabawy publiczność.

Wykonanie w szkole

Po zakończeniu jednego z pokazów Uff i jego uczniowie zadali sobie pytanie: ”Czy nie byłoby dobrze gdybyśmy sami zaprezentowali taki pokazy w naszej szkole?” Dreiner wraz z ośmioma studentami – doświadczonymi wygami w pokazach- pomogli im w przygotowaniach. Na dwa miesiące przed szkolnym pokazem wszystkim ochotników podzielono na pary: uczeń – student. Studenci pomagali uczniom na terenie uniwersytetu. w dobrym opracowaniu danego eksperymentu Specjalną uwagę poświęcono doświadczeniom wymagającym sprzętu niedostępnego w szkole, z powodu, ceny, gabarytów itd. W większości wypadków sprzęt ten można było pożyczyć od uniwersytetu na czas pokazu w szkole. Przygotowano eksperymenty, które miały być pokazane i objaśnione w szkole.

Przed występem w szkole, nastoletni uczniowie sprawdzali na uniwersytecie, pod okiem studentów, jak wychodzą im przeprowadzanie doświdczeń. Odbyły się cztery takie spotkania. Po każdym z nich uczestnicy ze szkoły oraz z uniwersytetu spotykali się na terenie szkoły w audytorium. Pomagali w ustawianiu sprzętu, powtarzali eksperymenty, znajdowali najlepsze miejsce dla umieszczenia kamery rejestrującej i przekazującej obraz na duży ekran. Ustawieniem i obsługą kamery zajęli się uczniowie organizujący szkolne przedstawienia.

Chociaż niezbyt wiele czasu przeznaczono na próby w szkole, to wyniki były zdumiewające. Uczniowie wykazali się dużymi umiejętnościami i co najważniejsze wspaniali się przy tym bawili. Lena i Stefanie wypadli najlepiej ze wszystkich. Na początku nie było widać ich wielkiego przejęcia i zaangażowania. Z czasem, w czasie prób wyrosły na prawdziwych liderów grupy. Wykazywały wielką wolę i samozaparcie w czasie przeprowadzania doświadczeń. Po ich zakończeniu powiedziały: ”Cieszymy się, że wzięłyśmy w tym udział. Było nieźle. Zróbmy to jeszcze raz!”

Połowę grupy stanowiły dziewczęta; nie wykazywały one w szkole specjalnego zainteresowania fizyką. Uczniowie po raz pierwszy mieli okazję zrobić coś samemu z fizyki. Z tego powodu byli bardzo szczęśliwi i dumni, że mogli bliżej poznać przedmiot.

Zrób to sam

Jeżeli chcesz zapoczątkować projekt podobny do opisanego w tym artykule to powinieneś zacząć rozgłaszać w środowisku, że doświadczenia z fizyki są szczególnie interesujące zarówno dla osób je przeprowadzających jaki i publiczności. Dobre przygotowanie eksperymentów zabiera dużo czasu, ale jest on dobrze spożytkowany. Zarówno uczniowie jaki studenci uczą się fizyki, nabywają sprawności manualnych, uczą się organizacji pracy. Dodatkowo nabywają wprawy w występowaniu przed kilkusetosobową publicznością. To wszystko jest wiele warte. Nie tak łatwo jest przekonać i zarazić entuzjazmem do nauki innych.

Nie ma się co łudzić; nie wszystkie szkoły mają szansę współpracy z pobliskim uniwersytetem w czasie organizacji takiego projektu. Połową przyjemności jest samodzielne wynajdywanie i przygotowywanie eksperymentów. Wymaga to wiele czasu, ale warto. Powstają niekończące się idee; co można zmienić , co ulepszyć, jak zastąpić jedno drugim. Wiele pomysłów można znaleźć w Internecie^w2 w książach, w czasopismach. Można próbować samemu, np. wkładając różne rzeczy do kuchenki mikrofalowej i obserwować, co się dzieje (oczywiście pod nadzorem osób starszych i doświadczonych).

Trzy z naszych najbardziej fascynujących doświadczeń są niedrogie i proste w wykonaniu. Opiszemy je poniżej.

1. Metanowe bańki mydlane. Użyliśmy metanu z butli używanej w turystyce zawieszonej na stojaku. Gaz był doprowadzany do „wytwarzacza” baniek w kształcie stożka, kupionego w sklepie z zabawkami (tłm. sprężony gaz wylatując z butli sam nadmuchuje bańki; można nawet nakręcony wąż na butlę zanurzyć bezpośrednio domyślanego roztworu – sam to wypróbowałem; działa). Bańki unoszą się do góry ponieważ gęstość metanu jest mniejsza od gęstości powietrza. Zapalają się ponieważ metan jest palny.
2. Wahadło stanowo kula o masie 25kg zawieszona na stalowym drucie i przymocowana do sufitu. Poprosiliśmy nauczyciela by wziął udział w eksperymencie. Wahadło została wychylone do pozycji “tuż przed nosem nauczyciela” i swobodnie puszczone. Kamera została skierowana wprost na przerażoną twarz nauczyciela patrzącego jak wahadło wraca w jego kierunku z dużą prędkością. Oczywiście masywna kula nie tknęła nawet nosa nauczyciela – zasada zachowania energii. Jednak szybko lecąca kula mogła przyprawić o zwątpienie w zasadę zachowania energii niejednego nauczyciela fizyki.
3. Pierścienie dymne. Użyliśmy dużej skrzynki w kształcie sześcianu o boku 1.4m wykonanej ze sklejki. W jednej ścianę wykonaliśmy okrągły otwór o średnicy 40cm. Przeciwległą do otworu ścianę stanowiła plastikowa folia. Skrzynkę napełniliśmy dymem (tłum, autor nie pisze w jaki sposób; miejmy nadzieję, ze nie był to dym z wypalonych przez uczniów papierosów). Uderzaliśmy w tylną plastikową ścianę, co powodowało wyrzucanie z pudła dużych pierścieni dymnych, które unosiły się nad audytorium. Po zgaszeniu światła i włączeniu reflektorów punktowych w audytorium, widok był naprawdę wspaniały.

Dobre doświadczenie to często raczej problem pomysłu niż pieniędzy. Dobrze dobrana muzyka bardzo pomaga. Jeżeli wymagany jest pewien wkład finansowy, to mogą w tym pomóc rodzice lub instytucje oświatowe (tłum. w Polsce niestety stosowne instytucje marnie dbają o oświatę, zwłaszcza o nauki podstawowe). Takie pokazy przyciągają również widzów z zewnątrz.

Opisany w tym artykule projekt został zainspirowany działalnością Szkoły Zbiorczej w Hennef- niedaleko Bonn. Sześć lat temu, nauczyciel fizyki tamtejszej szkoły, Igo Wentz rozpoczął tzw. ‘Physikusse’^w3 z grupą swoich uczniów. Spotykali się co tydzień i pracowali nad różnymi doświadczeniami, które omawiali oraz samodzielnie przygotowywali. Raz do roku uczestniczyli w konkursie „Fizyka w stylu dowolnym”^w4 organizowanym przez Uniwersytet w Duisburgu w Niemczech. W czasie tego konkursu pokazywano tak zaawansowane konstrukcje jak poduszkowiec.

W czasie The Physikusse zaplanowano i przeprowadzono szereg doświadczeń z użyciem prostych materiałów. Zaczęto od 20 minutowych doświadczeń dla rodziców oraz wszystkich odwiedzających placówkę w czasie tzw. „drzwi otwartych”. Były one powtarzane również w czasie otwartych zebrań Niemieckiego Towarzystwa Fizycznego. Wentz zebrał również nieco droższe komponenty do bardziej zaawansowanych doświadczeń; np. ciekły azot. The Physikusse otrzymały również wsparcie finansowe od lokalnych władz oświatowych. Ponieważ przygotowanie eksperymentów jest czasochłonne, Wentz otrzymał od władz oświatowych redukcję godzin dydaktycznych, które uznały i doceniły jego propagandę nauki (tłum, w Polsce skostniałe władze oświatowe długo nie zdobędą się zapewne na taki krok).

Podsumowując; doświadczenia z fizyki przeprowadzane przez uczniów dla ich kolegów okazały się silną motywacją do zainteresowania uczniów naukami ścisłymi. Zyskują wszyscy; ci którzy eksperymentów przeprowadzają, widzowie, nauczyciele społeczność lokalna. Z radością pomożemy wszystkim tym, którzy zwrócą się do nas z pytaniami o pomoc.

Download

Download this article as a PDF