Jak w Austrii inspiruje się uczniów w czasie lekcji fizyki Inspire article

Tłumaczenie: Bogusław Malański i Szymon Malański. Samochody z żyroskopem, spadający kot, spowolnione uderzenie w policzek. Lucy Pattersonspotkała się z Rudolfem Ziegelbecker, austriackim nauczycielem fizyki, który wie, jak przyciągnąć do fizyki nawet tych opornych.

Uczniowie niezainteresowani fizyką są wyzwaniem dla ambitnych nauczycieli. Rudolf Ziegelbecker uczy fizyki w Austrii, w szkole specjalizującej się w inżynierii cywilnej, sztuce i projektowaniu^w1. W szkole o tak postawionych szeroko celach, nauczanie fizyki jest wyzwaniem. „Wielu uczniów, którzy wybierają naukę w naszej szkole nie jest za pan brat z matematyką oraz innymi przedmiotami przyrodniczymi. Mimo to, zakres studiów wymaga naukę fizyki w czasie pierwszych trzech lat z pięciu lat nauki. Wielu uczących się bardzo niechętnie podchodzi do nauki fizyki”.

Rudolf uwielbia dzielić się swoją pasją do fizyki ze studentami. Zachęca ich do formułowania własnych pytań/pomysłów. Doprowadziło to do zaskakujących wyników, bardzo często przy współpracy z nauczycielami innych przedmiotów. Rezultaty to: budowa mostu z papieru wytrzymującego obciążenie 16 000N, łódeczek tak lekkich, że unoszą się na poduszce gazowej CO₂, „cudownych” łódeczek papierowych, które mimo iż same mają masę 10g mogą udźwignąć masę kilku kilogramów (tłum. w warunkach ziemskich), projekt elektrowni słonecznej i wodnej do ustawienia na lokalnej rzece oraz pojazd aerodynamiczny w kształcie ryby przetestowany w zrobionym domowym sposobem tunelu aerodynamicznym i wiele, wiele innych.

Jeden ze zwycięskich projektów dotyczył samochodu z żyroskopem. Wspólnie z ośmioma ochotnikami, popołudniami w klubie fizycznym Rudolf zaprojektował i zbudował zdalnie kierowany pojazd o długości 1m, który wyposażony był w żyroskop. Pojazd utrzymywał się dzięki temu tylko na dwóch kołach. Samochód ten był prezentowany w czasie konkursu Physics on Stage 2000^w2. Pokazywany był również w TV w czasie Tygodnia Nauki w Austrii w roku 2003, jak przejeżdżał na szynie wzdłuż mostu na lokalnej rzece Mur w miejscowości Graz, balansując na dwóch kołach. Ten projekt był wielkim sukcesem szkoły i wszystkich biorących w nim udział uczniów: „Zobaczyłem, że niemożliwe czasami może stać się możliwym” – skomentował to jeden z uczniów.

W latach 2002-2003 Rudolf wraz z uczniami zrealizował inny projekt: ‘obracający się kot’ – robot symulujący spadającego kota. Można było zobaczyć, co kot robi, że zawsze spada na cztery łapy bez zmiany momentu pędu. Po wielu próbach zespół zbudował jedynego na świecie zdalnie sterowanego spadającego kota. Za pomocą sterowania radiem można kotem sterować tak, że zawsze spada bezpiecznie. Projekt ten uzyskał wiele nagród i nadal jest z dumą pokazywany w czasie każdych dni otwartych szkoły.

Rudolf opowiada historię o dziewczynie, która nie chciała się przyznać poprzedniemu nauczycielowi fizyki, że bardzo fizykę lubi. Rudolf zaproponował jej by przyłączyła się do Turnieju Austriackich Młodych Fizyków^w3. RW rezultacie dziewczyna wzięła udział w międzynarodowym turnieju w Australii^w4.

Zainspirowana ‘telefonem sznurowym’ i zjawiskiem rezonansu przeprowadziła piękne doświadczenie, które uwieńczone zostało projektem maturalnym. „ Przechodząc przez most w Graz z kolegami zauważyła, że most wchodzi w rezonans. Wraz z kolegami i kilkoma rodzinami dokonała pomiaru rezonansu mostu. W pewnym momencie należało przerwać doświadczenie , by nie doprowadzić do zniszczenia mostu! Wyniki przekazano do władz miasta Graz. W ich wyniku inżynierowie poprawili konstrukcję mostu wprowadzając dodatkowe masy, sprężyny, dodatkowe tłumienia . Konstrukcja ta jest widoczna do dzisiaj”

Całkiem ostatnio Rudolf wraz z uczniami brał udział w roku 2010 w Konkursie Innowacyjności Młodych (Jugend innovativ’ competition^w5). Konkurs przeznaczony był dla uczniów powyżej 15 lat. „Rozpocząłem projekt w dwóch klasach” – mówi Rudolf. „Później dołączyły inne klasy.

Chociaż nie zdobyliśmy nagrody, to udział w konkursie był niezwykle cennym doświadczeniem dla młodzieży. Zastosowaliśmy tanią kamerę filmująca z dużą szybkością, by zarejestrować kilka ciekawych zjawisk: od drgań rozciągniętej gumy, wystrzału z dmuchawki do zarejestrowania bomby wodnej czy nawet uderzenia w policzek (dziewczyna uderza chłopca). Potem analizowaliśmy uzyskane filmy by zobaczyć, jakie zjawiska fizyczne wchodziły w grę.”

“Projekt ten zainteresował nawet tych uczniów , którzy nie chcieli mieć nic wspólnego z fizyką – z klas projektowania, grafiki i sztuki. Zaapelowałem do ich honoru mówiąc, że uczniowie tych klas również potrafią zrobić coś o zacięciu naukowym.

Uczniowie przeprowadzali doświadczenia obserwując, co się dzieje, gdy kropla wody upada na powierzchnie wody. Wkrótce, cała klasa wciągnęła się w dyskusje naukowe, widząc, jak uderzająca kropla zamienia się w łańcuch mniejszych kropelek. Pytano o to, jaka ilość początkowej energii i objętości zawarta jest w tych drobniutkich kropelkach? Czy składają się z tej samej cieczy co kropla pierwotna? Czy efekt wywołany jest przez napięcie powierzchniowe, odbicie fali, czy może przez ciśnienie hydrostatyczne?”

“Dla dobrego projektu ważne jest by pomysły wychodziły od uczniów. Nawet ci najbardziej sceptyczni widząc narastające wyniki stawali się entuzjustami dalszych dociekań. Prowadzi to do dalszego zainteresowania fizyką i to już prawdopodobnie na stałe.”

Download

Download this article as a PDF