SZK
OŁA
NA
UK
A
KR
Ó
TK
O
Małe eksperymenty, wielkie
odkrycia
Praktyka eksperymentalna w edukacji
przyrodniczej
Marcin Zaród
mgr inż. Marcin Zaród: pracownik Centrum Badań
Mole-kularnych i MakromoleMole-kularnych PAN, stażysta w Pracowni Przedmiotów Przyrodniczych IBE, edukator w programie „Za rękę z Einsteinem”; współpracownik łódzkiej świetlicy „Krytyki Politycznej” i Fundacji Nowoczesnej Edukacji „SPUNK”
Fizyka bez eksperymentów nie ma sensu. Co jednak zrobić, a czego unikać, by eksperyment łączył zainte-resowanie z poszerzaniem wiedzy uczniów? Ile czasu powinien trwać? Jak liczne powinny być grupy? Czy do-puścić osoby z zewnątrz? Czy uczniowie powinni pisać sprawozdania? Czy do wyjaśniania zjawisk warto mie-szać Kubicę i Dodę? Jakie narzędzia wykorzystać i jakie działy nauki wybrać do eksperymentu? Bardzo wiele wniosków na ten temat można wyciągnąć obserwując realizację programów edukacyjnych, takich jak „Za rękę z Einsteinem”, oraz działalność dużych centrów edukacyjnych (np. warszawskie Centrum Nauki Koper-nik, gdańskie Hevelianum, łódzkie Experymentarium).
„Za rękę z Einsteinem” – studium przypadku
Pierwsza edycja programu „Za rękę z Einstei-nem” była prowadzona w latach 2008–2012 na terenie województw pomorskiego, kujawsko-pomorskiego i warmińsko-mazurskiego. Organizatorem programu była Politechnika Gdańska. Program był adresowany do uczniów szkół w małych miejscowościach. W jed-nym roku szkoljed-nym z programem współpracowało ok. 120 szkół gimnazjalnych. Projekt był finansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego. Bu-dżet projektu to ok. 39 mln zł.
Pokazy eksperymentów i wykłady popularnonau-kowe były prowadzone przez studentów i pracowników Wydziału Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej (w tym przez autora artykułu). Prowadzący nie mieli przygotowania pedagogicznego. Byli to raczej fizycy--naukowcy niż fizycy-pedagodzy.
W przeciwieństwie do zajęć w Centrum Nauki Ko-pernik, eksperymenty w „Einsteinie” były dopasowane do programu nauczania w danej szkole. Z tego powo-du ich wartość jako „dobrej praktyki metodycznej” jest większa niż w przypadku zajęć w CNK. Celem
„Ein-Streszczenie:
Artykuł przedstawia uwagi metodyczne związane z organizacją i przebiegiem szkolnych doświadczeń fi-zycznych na poziomie gimnazjum i szkół ponadgim-nazjalnych w ramach obecnej podstawy programowej. Pokazane są w nim propozycje łączenia fizyki z innymi przedmiotami przyrodniczymi, techniką i otocze-niem codziennym uczniów. Artykuł zawiera przykład organizacji lekcji eksperymentalnej na podstawie doświadczeń z elektrycznością na etapie gimnazjum. Przykłady i praktyki prezentowane w artykule są oparte na doświadczeniach edukacji pozaformalnej, takich jak akademickie programy popularyzatorskie i działania edukacyjne organizacji pozarządowych.
Słowa kluczowe: eksperyment uczniowski, fizyka, edukacja
pozaformalna, popularyzacja nauki, elektryczność
otrzymano: 15.11.2012; przyjęto: 24.04.2013; opublikowano: 28.06.2013
steina” nie była wyłącznie zabawa w fizykę, lecz także doskonalenie mniej efektownych kompetencji (np. liga zadaniowa, obliczenia uczniowskie w trakcie pokazów).
Głównym narzędziem dydaktycznym były dodat-kowe zajęcia z fizyki i matematyki prowadzone na te-renie szkół. Pojedynczy pokaz doświadczeń lub łami-główek matematycznych trwał ok. 3 godziny lekcyjne, po których następowała rotacja grup uczniowskich. Część aparatury zakupiono na potrzeby projektu, ale większość wypożyczono z politechniki lub skonstruo-wano samodzielnie. Większa część zajęć skupiała się na prostych eksperymentach z mechaniki i elektryczności. Największe zainteresowanie budziły doświadczenia z elektrostatyki (rozładowywanie butelki lejdejskiej, przesyłanie iskry przez dotyk dłońmi), mechaniki (efekt żyroskopowy, rozkład sił na rolce nici, równowaga sił) i termodynamiki (balony na ciepłe powietrze, modele silników). Eksperymenty realizowane w centrach edu-kacyjnych również koncentrują się na tych dziedzinach, ze względu na ich atrakcyjność wizualną i łatwość prze-łożenia wyników na życie codzienne widzów.
Podczas ferii i wakacji dla uczniów z wybranych klas zorganizowano kolonie naukowe w Gdańsku. Uczest-nicy nocowali w akademikach politechniki i mogli wy-konywać eksperymenty w laboratoriach studenckich (niewykorzystywanych w czasie wakacji). Po południu uczniowie zwiedzali miasto lub brali udział w progra-mie kulturalnym. Projekt przewidywał również udział uczniów w Bałtyckim Festiwalu Nauki i innych im-prezach popularyzatorskich. Laboratoria realizowa-ne w trakcie wakacji i ferii stanowiły specjalną wersję „Pierwszej pracowni fizycznej”, przystosowaną do po-trzeb uczniów. Wykorzystanie zaplecza uczelni pozwo-liło na większą liczbę eksperymentów akustycznych, optycznych i termodynamicznych z użyciem aparatury (np. przetwornik analogowo-cyfrowy, obieg skraplają-cy, ciemnia optyczna).
SZK
OŁA
NA
UK
A
KR
Ó
TK
O
Nauczyciele ze szkół uczestniczących w projekcie brali udział w warsztatach związanych z eksperymen-tami fizycznymi oraz pełnili funkcję wychowawców na wyjazdach uczniowskich. Budżet projektu miał przewi-dziane dodatkowe środki na wynagrodzenia i szkolenia dla nauczycieli.
Eksperyment w szkole i poza szkołą
– zasoby i oceny
Przenoszenie doświadczeń metodycznych między różnymi formami edukacji przyrodniczej nie zostało do-tychczas wystarczająco opisane w literaturze. Nie moż-na więc bezpośrednio przenosić wniosków płynących z edukacji pozaformalnej do postulatów metodycznych dla edukacji formalnej. Jednak wnioski płynące z czte-rech lat pracy w kilkudziesięciu szkołach mogą stanowić dobry punkt otwarcia takiej dyskusji na łamach EBiŚ.
Największą różnicą jest znacznie większa ilość cza-su, jaki realizatorzy programów pozaszkolnych mogą poświęcić na eksperymenty. Oprócz tego wspomniany wcześniej projekt dysponował zasobami leżącymi poza możliwościami wielu szkół w Polsce (6 animatorów zajęć pracujących z uczniami 2–6 godzin przez jeden dzień, nowe wyposażenie eksperymentalne). Nie spo-sób wymagać od nauczycieli eksperymentów, na które „Einstein” miał wielokrotnie większy budżet.
Ostatni element, na który warto zwrócić uwagę, to fakt, że „Einstein” funkcjonował poza codzienną ruty-ną szkolruty-ną. Nauczyciele wielokrotnie odnotowywali, że w trakcie pokazów uczniowie byli bardziej aktywni niż podczas zwykłych lekcji. Zdecydowanie chętniej zada-wali pytania i stawiali własne hipotezy. Zgodnie z rela-cjami pedagogów: rozbudzenie ciekawości poznawczej utrzymywało się przez ok. 2–4 tygodni zwykłych lekcji fizyki w okresie powakacyjnym.
Z tego powodu uważam, że rozbudzenie ciekawości poznawczej i pasji eksperymentatora jest najważniejszą funkcją szkolnego eksperymentu. Eksperyment, jako lekcja niecodzienna (niestety!) i nieobarczona negatyw-nymi skojarzeniami poznawczymi, daje szansę na wy-rwanie uczniów z monotonii.
Pamiętając o tych różnicach między dydaktyką formalną i pozaformalną, postaram się znaleźć spo-sób przeniesienia tego entuzjazmu również na zwykłe lekcje. Pamiętając o tych różnicach, spróbujmy użyć dydaktyki nieformalnej jako „poligonu metodycznego”.
Organizacja lekcji doświadczalnej
W trakcie realizacji omawianego programu testo-wane były różne modele zajęć eksperymentalnych. Na ich podstawie można sformułować następujące wnioski dla tego typu zajęć prowadzonych w szkołach:
• Pokazy w formie wykładu, dla publiczności
siedzą-cej na krzesłach okazały się mniej interesujące niż zajęcia umożliwiające ruch uczniów dookoła sta-nowisk eksperymentalnych.
• Pojedynczy eksperyment nie powinien trwać dłużej
niż 20 minut, po których następuje rotacja uczniów.
• W jednej grupie nie powinno być więcej niż
czte-ry osoby (optymalnie trzy), aby każdy uczeń miał szansę osobiście dokonać pomiaru.
• Dla jednej klasy potrzeba więc 4–8 stanowisk
po-miarowych.
• Optymalna długość lekcji eksperymentalnej to 90
minut bez przerwy, co jest trudne do osiągnięcia w gimnazjum. Proste eksperymenty da się przygo-tować i wykonać w ciągu 45 minut, jeśli nauczyciel przygotuje ławki i sprzęt na przerwie.
• Ponieważ jeden prowadzący to za mało, aby
efek-tywnie koordynować lekcję laboratoryjną dla kilku grup, wskazane jest wsparcie 2–5 uczniów
pomagających nauczycielowi (tutorów, animato-rów, pomocników). Na moich zajęciach używałem określenia „tutor/tutorka”, by podkreślić nieco-dzienność lekcji eksperymentalnej i wyjątkowy status tych uczniów.
• Optymalną proporcją jest dwóch animatorów na
trzy stanowiska. Mogą być nimi stażyści, studen-ci z zaprzyjaźnionego koła naukowego, uczniowie lub rodzice. Najlepszą recepcją wśród uczniów cie-szyły się te zajęcia, w których tutorami byli sami uczniowie. W praktyce można to zrealizować przy wsparciu starszych roczników (uczenie młodszych to dobra powtórka przed egzaminem) lub na za-sadzie rotacji koleżeńskiej. Przykładowo: planując w roku szkolnym pięć lekcji eksperymentalnych, każdą klasę dzielimy na pięć grup. Kilka dni przed lekcją eksperymentalną nauczyciel przygotowu-je instrukcję i omawia przebieg zajęć z wybraną grupą uczniów. W trakcie lekcji członkowie grupy nie wykonują sami eksperymentu, ale pomagają kolegom w jego przeprowadzeniu. Wcześniejsze przygotowanie spotkania z pomocnikami pozwala oszczędzić czas i ułatwia prowadzenie lekcji.
• Lekcja eksperymentalna powinna być
skoncentro-wana na jednym dziale fizyki. Doświadczenia na różnych stanowiskach pomiarowych mogą się po-wtarzać (np. dwa stanowiska do pomiaru przyspie-szenia ziemskiego i dwa stanowiska do pomiaru siły odśrodkowej), ale łączenie dziedzin utrudnia dyskusję wniosków.
• Zgodnie z doświadczeniem metodycznym autora:
w trakcie lekcji eksperymentalnej uczniowie mu-szą mieć prawo stawiania błędnych hipotez. Po-nieważ popełnianie błędów jest naturalną częścią eksperymentu (również w fizyce akademickiej), uczniowie nie powinni być karani za błędy, złe in-terpretacje i mylne hipotezy.
SZK
OŁA
NA
UK
A
KR
Ó
TK
O
Wnioski te uwzględniłem w scenariuszu lekcji eks-perymentalnej „Prawo Ohma w praktyce”. Próbowałem w nim po połączyć otwartość dydaktyki pozaformalnej z wymaganiami i realiami edukacji szkolnej.
Prawo Ohma w praktyce
Cel eksperymentu: Zbadanie prostych obwodów elektrycznych.
Po-znanie różnicy między połączeniem szeregowym i równoległym.
Etap edukacyjny: III – gimnazjum.
Podstawa programowa: Fizyka dla III etapu edukacyjnego. Wymagania eksperymentalne 9.7, 9.8. i 9.9. Wymagania teoretyczne: 4.7, 4.8 i 4.9.
Czas realizacji: 15 min. – przygotowanie, 65 min. – pomiary i 20 min.
– dyskusja wyników i czynności administracyjne. Sugeruję wykorzy-stanie przerwy między lekcjami (za zgodą uczniów) na cele dydaktycz-ne – eksperymenty są rzadkie i warto wykorzystać cały możliwy czas. W razie potrzeby skrócenia proponuję wykreślenie jednego z pytań w części eksperymentalnej. W siatce godzin gimnazjum trudno o taki zakres czasu, ale rezygnacja z dyskusji i części eksperymentów ograni-cza efekt dydaktyczny lekcji eksperymentalnej.
Wyposażenie (na jedno stanowisko):
• źródło prądu: zasilacz prądu stałego o napięciu 12 V lub układ
kilku połączonych szeregowo baterii AA (przynajmniej 5 sztuk); w tym drugim przypadku połączenie najlepiej zrobić „na stałe” (np. doklejonymi blaszkami miedzianymi), aby nie rozpadło się w trakcie lekcji;
• przewody do połączenia elementów (najlepiej z dołączonymi
„kro-kodylkami”);
• 3 żarówki na napięcie 12 V (o mocy 1,5 W, najlepiej
różnokoloro-we), 1 żarówka o mocy 5 W, również na napięcie 12 V. Sugerowane jest użycie żarówek mających gwinty wtykowe (m.in. typu MR16) – np. COB5SE (prod. Lumenmax);
• 2 mierniki uniwersalne;
• (nieobowiązkowe): komputer z arkuszem kalkulacyjnym.
Kursywą podano sugerowaną narrację ćwiczenia dla uczniów. Fizy-ka w formie fabularyzowanej jest łatwiejsza do zrozumienia niż suche polecenia.
1. Przygotowanie (na przerwie, zanim przyjdą uczniowie): • ustawić ławki, rozłożyć wyposażenie
stano-wisk na ławkach;
• sprawdzić zasilacze i mierniki; usunąć
ewentualne usterki;
• wypróbować eksperyment z grupą
anima-torów, poinstruować ich o zasadach bezpie-czeństwa i celach eksperymentu.
2. Eksperymenty:
• Podział uczniów na grupy (sugerowany
jest podział mieszający uczniów z różnymi wynikami w nauce, aby słabsi uczyli się od mocniejszych).
• Wprowadzenie uczniów w tematykę
ćwi-czenia:
Prąd elektryczny to dla nas źródło światła i ciepła. Elektryczność zasila nasze telefony, komputery, za-bawki i dzwonki w szkole. Dzisiaj poznacie podstawy inżynierii elektrycznej. To jest źródło prądu <wskazuje-my na zasilacz lub baterię>, to są żarówki różnej mocy <wskazujemy na żarówki>, to są przewody i mierniki <demonstrujemy>. Co zrobić aby żarówka świeciła?
• Uczniowie podłączają żarówkę o mocy
1,5 W, tutorzy i nauczyciel pomagają w mia-rę potrzeby.
Świetnie, zrobiliście właśnie pierwszy krok, by zostać inżynierami elektrotechniki. Co płynie w przewodach? Co to jest prąd elektryczny i jak zmierzyć jego natęże-nie? Czy prąd płynie w otwartym obwodzie?
• Uczniowie mierzą i notują natężenie prądu,
pomocnicy asystują.
Co sprawia, że prąd płynie? Dlaczego zasilacz ma dwa różne zaciski? Co oznacza plus, a co minus? Czym róż-nią się te dwa zaciski? Co wytwarza zasilacz, kiedy ob-wód jest otwarty?
• Uczniowie mierzą i notują napięcie na
za-silaczu w układzie otwartym (ostrożnie!). Mierzą też napięcie na żarówce 1,5 W.
Inżynierowie używają wielu urządzeń elektrycznych, mających różne funkcje. Spróbujcie sprawdzić, czym różnią się żarówki 1,5 W i 5 W. Czy są różnice w napię-ciu i natężeniu prądu płynącego przez żarówki o mocy 1,5 W w różnych kolorach?
W jaki sposób można podłączyć do prądu dwie żarów-ki 1,5 W? Jak to zrobić, aby obie świeciły najjaśniej?
• Uczniowie eksperymentują z połączeniami
żarówek.
Co się stanie, gdy podłączę trzecią żarówkę do dwóch pozostałych? Co się stanie, gdy będzie to żarówka o większej mocy?
• Pomocnicy i nauczyciel demonstrują
połą-czenie równoległe. Uczniowie mierzą prąd i napięcie w połączeniu równoległym na każdej z żarówek.
Co się stanie, gdy żarówki podłączymy w inny sposób? Jak inaczej można je połączyć? Jak połączyć 3 żarówki o mocy 1,5 W, aby przez każdą z nich płynął taki sam prąd?
• Uczniowie eksperymentują z różnymi
kon-figuracjami połączeń. Animatorzy i nauczy-cie asystują
Spróbujcie narysować obwody układów, które skon-struowaliście. Nanieście na schematy wyniki pomia-rów napięcia i natężenia prądu.
3. Dyskusja:
Wypróbujmy różne sposoby podłączenia żarówek? Jak wtedy mierzyć napięcia i natężenia? Jak będą różniły się wartości pomiarów? W którym połączeniu przez wszystkie żarówki płynie taki sam prąd?
• Uczniowie odpowiadają na pytania zadane
przez nauczyciela w trakcie lekcji, nauczy-ciel moderuje dyskusję. Tutorzy wprowa-dzają wyniki pomiarów uczniowskich do komputera lub wypisują je na tablicy. PRZYKŁADOWA LEKCJA
SZK
OŁA
NA
UK
A
KR
Ó
TK
O
Fizyka codzienna
Autorzy programów pozaszkolnych, podobnie jak twórcy reformy programowej, postulują odejście od ma-tematyzacji fizyki w gimnazjum. Rezygnacja z wzorów i zadań i zwiększenie nacisku na wyjaśnienie procesów nie powinno jednak ograniczać się do lekcji ekspery-mentalnych i dyskusji teoretycznych. W „Einsteinie” dobre wyniki odnosiliśmy przy pomocy schematycz-nych rysunków i dyskusji na temat fizyki życia codzien-nego.
Z punktu widzenia ucznia Małysz, Kubica czy Doda są dużo bliższymi osobami niż Newton, Euler czy Hertz. Z tego powodu zamiast tłumaczyć fizykę na poziomie abstrakcyjnej teorii, lepiej jest odwołać się do fascynacji uczniów. Przykładowo: w jednej ze szkół uczniowie byli zainteresowani motoryzacją. Wykorzystanie przykła-du ostatniego wyścigu Roberta Kubicy do pytań o siłę odśrodkową i tarcia było dużo bardziej efektywne niż pytanie wprost o abstrakcyjne pojęcia.
Fizyka szkolna nie istnieje w próżni, więc zamiast abstrakcyjnych definicji lepiej szukać przykładów bliż-szych codzienności ucznia. Fizyka sportu, nagłośnienie koncertu, silna wichura lub głośnik komórki – nauczy-ciel powinien przed lekcją znaleźć przykład zastosowa-nia fizyki w otoczeniu uczniów, na którym oparta zosta-nie cała narracja lekcji. Zamiast teorii gazu doskonałego lepiej pokazać zamknięte pudełko z grochem i skłonić uczniów do zgadywania liczby ziarenek w środku. Po-tem porównujemy to z wielkością sali lekcyjnej i sza-cujemy liczbę atomów azotu w pomieszczeniu. Intere-sujące poznawczo jest też szacowanie wagi powietrza w klasie.
Doświadczenia edukatorów „Einsteina” pokazały, że uczniowie dużo chętniej uczestniczą w dyskusjach, eksperymentach i zajęciach, jeżeli uznają ich cel za wi-doczny w ich życiu. Wykłady dotyczące teoretycznych
konstrukcji spotkały się w programie z mniejszych za-angażowaniem niż fizyka codzienna.
Od teorii fizycznej do praktyki uczniowskiej
Każdy z działów fizyki ma bezpośrednie przełoże-nie na praktykę techniczną. Konstrukcja przykładów powinna skupiać się na przedmiotach z otoczenia ucz-niów, a nie na obiektach abstrakcyjnych. Wykorzystanie obiektów materialnych do kształtowania „wyobraźni fi-zycznej” poprawia efektywność procesów poznawczych i zachęca uczniów do uczestnictwa w lekcji. W poniż-szym rozdziale podam źródła inspiracji, z których ko-rzystałem przy przygotowywaniu warsztatów i prelekcji w programie „Za rękę z Einsteinem”.
Mechanikę (Podstawa programowa dla III etapu edukacyjnego punkty: 1. i 2.1–2.5, 9.2, 9.4) najłatwiej powiązać z wyścigami samochodowymi, konstrukcją domów i maszyn. Wyścigi samochodowe są natural-nym punktem wyjścia do dyskusji na temat tarcia, siły odśrodkowej, przyspieszenia i prędkości.
Fale i drgania (Podstawa programowa dla III etapu edukacyjnego punkt 6, 9.12 i 9.13) są bardziej proble-matyczne, zwłaszcza że eksperymenty z dyfrakcją i in-terferencją są trudniejsze i mniej efektowne. Zamiast eksperymentów z falami stojącymi (smyczek i sól) le-piej skorzystać z symulacji komputerowych dostępnych w Internecie. Zazwyczaj film lub program komputero-wy nie stanowi pełnowartościowego zamiennika żywe-go eksperymentu, ale dla teżywe-go działu fizyki warto zrobić wyjątek. Można też użyć skakanki do dyskusji o falach stojących (aut. pomysłu: Włodzimierz Natorf1).
Zajęcia z optyki (punkty 7 i 9.14) są równie trud-ne, chociaż łatwiej o konkretne przykłady zastosowań.
1 Nauczyciel fizyki w IX LO im. Klementyny Hoffmanowej w War-szawie, eskpert współpracujący z Pracownią Przedmiotów Przy-rodniczych IBE.
Dyskusja wyników eksperymentu
Eksperyment bez dyskusji wyników jest dużo mniej efektywny edukacyjnie, jednak pisemne sprawozdania nie sprawdziły się w „Einsteinie” i – zdaniem autora – nie powinny być stosowane w szkołach. Zamiast spraw-dzania prac domowych lepiej przeznaczyć czas lekcji na dyskusję wyników, zwłaszcza że kontakt z praktyką daje szansę na pobudzenie ciekawości uczniów.
Nauczyciel powinien stawiać pytania otwarte, naj-lepiej związane z ogólnym mechanizmem (np. „Po co nam izolacja w pomiarze ciepła właściwego wody?” za-miast „Jakie macie wyniki?”). Aby tutorzy nie zdomi-nowali dyskusji, można przydzielić im rolę „Telefonu do przyjaciela”, z którego grupa korzysta tylko wtedy, gdy nie ma lepszych pomysłów. Nauczyciel staje się wtedy raczej moderatorem niż źródłem wiedzy. Jeśli w klasie jest komputer, to jeden z animatorów może szukać od-powiedzi na trudniejsze pytania bez konieczności prze-rywania dyskusji całej klasy.
Dokładny wynik eksperymentu nie powinien być oceniany, podobnie jak przebieg procesu myślowego uczniów. Bycie ocenianym może ograniczać pomysło-wość i ciekapomysło-wość poznawczą uczniów, co zmniejsza sku-teczność lekcji eksperymentalnej. Oczywiście wiedza zdobyta w trakcie lekcji eksperymentalnej może być przedmiotem oceny w trakcie sprawdzianu z danego działu.
Istotniejsze jest zaangażowanie w dyskusję i zrozu-mienie mechanizmu eksperymentu. Eksperyment nie powinien być pierwszą lekcją z danego działu, lepiej sprawdza się jako druga lub trzecia. Uczniowie mają wtedy podstawową wiedzę teoretyczną i ciekawość po-znania nowych rzeczy. Eksperyment na końcu cyklu sprawdza się słabiej, ze względu na słabsze zaintereso-wanie uczniów, którzy już poznali całą teorię na dany temat.
SZK
OŁA
NA
UK
A
KR
Ó
TK
O
Można je planować zimą, kiedy łatwiej o uzyskanie ciemności w klasie szkolnej. Programy pozaszkolne kładą na optykę mniejszy nacisk niż podstawa progra-mowa. Uczniowie wykonywali doświadczenia z optyki tylko w ramach pobytu na politechnice, gdy mieli do-stęp do odpowiednich przyrządów. Eksperymenty są dłuższe i wymagają zaciemnionych pomieszczeń.
Zmniejszona liczba eksperymentów z falami i z op-tyką może zostać zrekompensowana przez dodatkowe eksperymenty z termodynamiką (2.5–2.11) i elektrycz-nością (9.7, 9.8, 9.9). Te działy fizyki są częściej wykorzy-stywane w technice, więc łatwiej o przykłady praktycz-ne i zainteresowanie uczniów.
Eksperymenty z elektrycznością stanowią stały punkt pokazu fizycznego, bo taniejące mierniki uni-wersalne i przyrządy elektroniczne zachęcają do tego, aby ten dział stał się wizytówką szkolnej fizyki. Zamiast pomiaru abstrakcyjnej mocy (9,9 W) dużo łatwiej tra-fić do uczniów z doświadczeniem porównującym koszt eksploatacji dwóch żarówek. Termodynamika świetnie splata się z chemią (reakcje spalania w naturalny sposób łączą się z cyklami termodynamicznymi). Jeżeli nauczy-ciel fizyki jedzie z klasą na wycieczkę, to jezioro, góry, las lub morze obfitują w materiał do dyskusji. Twardość kamieni, zachowanie fal morskich, mechanizm bryzy lub obieg wody w przyrodzie stanowią naturalny łącz-nik fizyki z chemią, biologią lub geografią.
Podsumowanie
Doświadczenia zebrane w trakcie festiwali nauki czy realizacji programów popularyzatorskich mogą stanowić źródło przydatnej w szkole wiedzy na temat sposobów przeprowadzania eksperymentów. Przywró-cenie w podstawie programowej do gimnazjum, fizyki eksperymentalnej to szansa na to, by szkolna fizyka była równie fascynująca, co jej akademicka odmiana.
Jeżeli nauczyciel gimnazjum ma problemy z kon-strukcją lekcji eksperymentalnej, może zwrócić się do studenckich kół naukowych na pobliskich uczelniach. Jest szansa, że ich członkowie dysponują wiedzą i za-pleczem technicznym niezbędnym do realizacji takich działań.
Small experiments, great discoveries. The practice of experiential science education
Marcin Zaród
This article presents various teaching methods that in-clude an experimental approach to the gymnasium and high-school physics curriculum. Various methods of an interdisciplinary approach between physics and other sci-ences, technology and the students’ everyday life are pre-sented. A sample laboratory lesson focusing on electrical circuits in the gymnasium curriculum is also included. Cases presented in the article are based on informal edu-cation practices, such as academic science encouragement programmes and NGO experiences.
Key words: experiment for students, physics, non-formal
