Projekty badawcze

Gdy projekt jest dobrze zorganizowany to mamy tylko jeden kłopot, o którym pisze  Sylwia Tasarz z Gimnazjum nr 67 w Poznaniu, uczestniczka kursu Projekty Edukacyjne Akademii uczniowksiej: „Korzystne jest to, że uczniowie świetnie się bawią wykonując doświadczenie, ale trzeba jednocześnie uważać, aby nie zapominali, co jest głównym celem doświadczenia”. Nie pozostaje nic innego, jak życzyć, abyśmy wszyscy mieli tylko takie problemy.

Uczniowie Sylwii Tasarz wykonują eksperymentalny projekt badawczy związany z magnetyzmem, a więc z tym działem fizyki, który dla gimnazjalistów jest szczególnie trudny. Poszukają odpowiedzi na pytania:

1. Jak zmienia się pole magnetyczne wytworzone przez elektromagnes w zależności od przyłożonego napięcia i natężenie prądu?
2. Jak zmienia się wielkość pola magnetycznego wytwarzanego przez elektromagnes w zależności od wielkości rdzenia (jego przekroju poprzecznego i długości)?
3. Jak zmienia się wielkość  pola magnetycznego wytwarzanego przez elektromagnes w zależności od ilości zwojów?

Podczas serii eksperymentów uczniowie nie korzystają z urządzeń mierzących natężenie pola magnetycznego, tylko oceniają siłę oddziaływania magnetycznego w prosty praktyczny sposób – poprzez liczenie przyciągniętych szpilek. A może następnym razem oni lub ich następcy użyją siłomierza i w ten sposób odnajdą zadziwiające związki ilościowe.

Już teraz ich praca ma wszystkie atrybuty badań naukowych. Uczniowie doznają radości z poznania/odkrycia praw, uczucia zwątpienia, gdy wyniki eksperymentu nie są zgodne z oczekiwaniami.

W tym doświadczeniu jak i innych wykonywanych w szkołach czasami brak jednej prostej analogii między elektromagnesem i magnesem. Pola magnetyczne wytwarzane przez elektromagnes i magnes są podobne. W jednym „kręci” się prąd płynący po zwojnicy, a co kręci się w magnesie. To wydawałoby się proste pytanie, ma dla dalszych badań naszych odkrywców podstawowe znaczenia.

 

Projekty eksperymentalne mające charakter własnych badań naukowych umożliwiają odczuwanie sprawstwa w odkrywaniu pojęć i praw. Jest to o tyle ważne, że ucząc w gimnazjum fizyki (przyrody) uczymy przede wszystkim nowego języka, nowych słówek i wyrażeń. Uczeń powinien przede wszystkim zrozumieć ich sens/znaczenie, a dopiero potem strać się je zapamiętać. Uczniowie  Katarzyny Wynarowicz z Gimnazjum w Trzemesznie mają szansę na taką właśnie naukę poszukując rozwiązania kilku problemów z mechaniki na placu zabaw. Ich trzy zespoły, wykonując doświadczenia, zajmują się następującymi pytaniami:

1. Jakie siły działają na poruszające się dziecko po równi pochyłej?
2. Kiedy najlepiej dziecko będzie bujało się na koniku?
3. Kiedy najlepiej dziecko będzie bujało się na huśtawce?

Dodatkowo uczniowie budują modele urządzeń by lepiej zrozumieć zasady mechaniki oraz makietę placu zabaw. Ciekawe, ile podstawowych pojęć uda się wprowadzić za pomocą zabawy. Może uczniowie zaczną tworzyć słownik z zakresu fizyki, w którym każdemu nowemu określeniu tworzyć będzie pojęć doświadczenie.

 

Informacja zwrotna za pomocą pytań pomocniczych skierowanych do uczniów:

Pochwaliłam młodzież, że wszyscy wspierają się i pomagają sobie nawzajem. Poprosiłam o wykonanie samooceny ( ona sprawiła trudność podopiecznym). Podałam pomocnicze pytania typu: co do tej pory stanowi trudność w realizacji projektu, co pomogło w pracy zespołowej co stanowiło trudność, jaki wkład mają poszczególne osoby i jak się wywiązują ze  swoich zadań itp. Młodzież miała się zastanowić i da mi odpowiedź na kolejnym spotkaniu.

Realizacja eksperymentalnych projektów edukacyjnych umożliwia zainteresowanie uczniów przedmiotami matematyczno-przyrodniczymi jak i spełnienie większości wymagań ogólnych podstawy programowej. By się o tym przekonać wystarczy bardzo proste i zrozumiałe doświadczenie wywołujące efekt WOW.  Adam Głuchowski  z Niepublicznego Gimnazjum w Krotoszynie, którego uczniowie badają efekt zatrzymywania się kulki na różnych podłożach (kulki rozpędzanej za pomocą równi pochyłej), sam stwierdził: „Ponieważ zajęcia się okazały na tyle atrakcyjne, że pozostali uczniowie też chcieli wykonać ćwiczenie, więc im to umożliwiłem.

To, z pozoru proste, doświadczenie wykonane na początku nauczania fizyki, w klasie I, umożliwia zaznajomienie czynów z analizą jakościową (różne podłoża drogi hamowania), jak i ilościową (różne kąty równi i jej długości, różne masy kulek). Uczniowie mogą odkryć różnice występujące między związkami liniowymi i nieliniowymi, a więc w krótkim czasie dojść do umiejętności prowadzenia analiz uważanych za najtrudniejsze podczas egzaminu gimnazjalnego. 

 

Czasami podczas jednych zajęć pozalekcyjnych trzy zespoły projektowe przygotowują i wykonują trzy różne prace badawcze. Rozwiązując różne problemy, stosując inne techniki, prowadzą trzy niezależne projekty. W tej sytuacji zadanie nauczyciela (opiekuna) jest trudniejsze, jednak gimnazjalistom pracuje się łatwiej. W porównaniu z projektami stowarzyszonymi, prowadzonymi przez kilkunastoosobowe zespoły, mniej czasu poświęcają na uzgadnianie celów i tworzenie harmonogramu. Odczuwają silniejsze poczucie sprawstwa, większą radość z pracy nad problemem, którego rozwiązanie zależy od sprawności mniejszej grupy kolegów i koleżanek. W takich komfortowych warunkach pracują uczniowie Wioletty Knitter z Gimnazjum w Prątnicy poszukując odpowiedzi na 3 zasadniczo różne pytania:

1. Skąd się bierze burza?
2. Jak działa rakieta?
3. Jak zbudować termometr i jak go wyskalować?

Planują wykonanie filmów dokumentujących prowadzone doświadczenia. Dziś zainwestowany czas będzie zapewne przyczyną istotnej zmiany w kulturze szkoły. Gdy opanują nowe umiejętności, to nic nie będzie stało na przeszkodzie, by w miejsce już „oklepanych” prezentacji na stronie gimnazjum pojawiała się własna dokumentacja filmowa. W zasobach CEO znajduje się już kilka projektów „opisanych” za pomocą filmu, jest też krótka prezentacja programu Movie Maker. Warto nią zainteresować wszystkich uczniów:

Program Movie Maker (znajdujący się w pakiecie Windows) i prosty aparat fotograficzny (w cenie ok. 300 zł) umożliwiają rejestrację obrazu co 0.04 sekundy.