Oto kilka problemów badawczych, których rozwiązania - jestem przekonany - chętnie podejmą się uczniowie, zarówno szkoły podstawowej jak i ponadpodstawowej:
"Gee-haw whammy diddle" jest mechaniczną zabawką składającą się z dwóch drewnianych patyków jednego gładkiego i drugiego z wycięciami oraz śmigłem na końcu. Gdy gładki patyk jest przeciągany po wcięciach drugiego, śmigło zaczyna się obracać. Wyjaśnij to zjawisko i zbadaj zależność od istotnych parametrów układu (Problem nr 14/2017).
„Bazookę próżniową” można zbudować z plastikowej rury, lekkiego pocisku i odkurzacza. Zbuduj takie urządzenie i zmodyfikuj tak, by uzyskać jak największą prędkość wylotowa pocisku (Problem nr 17/2017).
Połóż monetę na szyjce silnie schłodzonej butelki. Po pewnym czasie usłyszysz dźwięk i zobaczysz ruch monety. Wyjaśnij obserwowane zjawisko i zbadaj, jak istotne parametry wpływają na „taniec” monety (Problem nr 3/2018).
Zbuduj fontannę Herona i wyjaśnij, jak ona działa. Zbadaj, jak odpowiednie parametry wpływają na wysokość strumienia wytryskującej wody (Problem nr 4/2018).
Problemy pochodzą z Międzynarodowego Turnieju Młodych Fizyków (International Young Physicists' Tournament - IYPT). Przedsięwzięcie opiera się na zmaganiach z listą 17 problemów formułowanych i publikowanych przez międzynarodowe grono organizatorów Turnieju, zazwyczaj pod koniec lipca każdego roku. Już samo ich zrozumienie stanowić może nielada wyzwanie. Wyzwanie, które zdecydowanie warto podsunąć naszym uczniom.
Dlaczego warto?
Choć problemy często stanowią spore wyzwanie nawet dla doświadczonych badaczy przyrody można starać się je rozwiązać i przedstawić na niemal każdym poziomie. A ileż można się przy okazji tych zmagań nauczyć! Warto je wykorzystać przede wszystkim na lekcjach fizyki. Gdy jeszcze dodać do tego turniejowe reguły rozgrywek okazuje się, że z ich pomocą możemy kształcić szerokie kompetencje. Przyjrzyjmy się charakterystykom turnieju:
- złożony charakter problemów, często nieograniczających się do fizyki i możliwych do rozwiązania na różnych poziomach,
- stosowanie w pracy zasadniczych elementów metody naukowej: rozeznanie literaturowe, opracowanie teoretyczne, badania eksperymentalne, opracowanie wyników w formie raportu lub prezentacji,
- praca zespołowa,
- praca rozłożona w czasie (kilka miesięcy), możliwość korzystania z wszelkich dostępnych źródeł,
- publiczna prezentacja uzyskanych wyników,
- komunikacja interpersonalna (dyskusje, obrona własnych rozwiązań przed krytyką oponenta),
- konieczność posługiwania się na wyższych etapach – w zawodach finałowych oraz w Turnieju Międzynarodowym – językiem angielskim.
A oto skromna lista tego, co można pracując z problemami osiągnąć:
- zmotywować młodzież szkolną do bliższego poznawania fizyki, jako nauki bezpośrednio związanej ze zjawiskami otaczającego nas świata,
- rozwijać umiejętności samodzielnego poszerzania wiedzy oraz posługiwania się nowoczesnymi technologiami informacyjnymi,
- wdrażać młodzieży do stosowania narzędzi i metod naukowych przy rozwiązywaniu problemów występujących w otaczającym nas świecie,
- rozwijać umiejętności pracy zespołowej,
- rozwijać umiejętności referowania i prowadzenia dyskusji,
- rozbudowywać nauczycielski warsztat pracy o innowacyjne metody nauczania oparte na prowadzeniu przez uczniów działalności badawczej (inquiry-based science education),
- zachęcać do współpracy między szkołami oraz z ośrodkami akademickimi.
Jako członek Krajowego Komitetu Turnieju Młodych Fizyków powoływanego przez Zarząd Główny Polskiego Towarzystwa Fizycznego zachęcam do pracy z problemami turniejowymi i służę pomocą w tych działaniach. Gdyby okazało się, że uczniowie szkoły chcą zmierzyć się na poziomie ogólnopolskim zachęcam do udziału w półfinale wrocławskim w przyszłym roku. W nadchodzącym roku będzie też szansa przyjrzeć się zmaganiom międzynarodowym, ponieważ IYPT odbędzie się w Warszawie.
