Kształcenie ogólne w zakresie fizyki - jaką drogę wybrać?

Formalne nauczanie fizyki w zakresie ogólnym zaczyna się obecnie w siódmej klasie szkoły podstawowej i obejmuje 4 godziny zajęć przedmiotowych w cyklu edukacyjnym. Jest ono obowiązkowo kontynuowane w szkołach ponadpodstawowych w wymiarze 4 godzin w liceach i technikach oraz może być rozszerzone z wyboru o minimum 6 dodatkowych godzin. W przypadku szkół branżowych kształcenie ogólne w zakresie fizyki może być realizowane w wymiarze 3 godzin pod warunkiem, że spośród 4 przedmiotów przyrodniczych fizyka zostanie wybrana jako przedmiot nauczania na tym etapie edukacyjnym. W każdym z przypadków nauczanie przedmiotowe na kolejnym etapie edukacyjnym po szkole podstawowej realizowane jest w układzie spiralnym treści nauczania [1, 2, 3].

za: Ministerstwo Edukacji Narodowej

Na pierwszy rzut oka wszystko wygląda dobrze. Dokumenty regulujące pracę szkoły zawierają zapisy obejmujące szeroki wachlarz kompetencji. Zadania szkoły oraz cele nauczania są szczegółowo opisane i obejmują najważniejsze obszary aktywności człowieka. Jawią się być w zgodzie z powszechnie akceptowanymi trendami oraz odzwierciedlają wyniki badań w obszarze edukacji i w znacznej mierze podążają za zmianami społeczno-gospodarczymi. Trudno wszak nie zgodzić się z określeniami zaczerpniętymi, jako przykłady, z zadań szkoły, osiągnięć dzieci czy celów kształcenia:

• Wspieranie samodzielnej dziecięcej eksploracji świata, dobór treści adekwatnych do poziomu rozwoju dziecka, jego możliwości percepcyjnych, wyobrażeń i rozumowania, z poszanowaniem indywidualnych potrzeb i zainteresowań.
• Tworzenie warunków pozwalających na bezpieczną, samodzielną eksplorację otaczającej dziecko przyrody, stymulujących rozwój wrażliwości i umożliwiających poznanie wartości oraz norm odnoszących się do środowiska przyrodniczego, adekwatnych do etapu rozwoju dziecka.
• Rozwijanie kompetencji, takich jak: kreatywność, innowacyjność i przedsiębiorczość.
• Rozwijanie umiejętności krytycznego i logicznego myślenia, rozumowania, argumentowania i wnioskowania.
• Ukazywanie wartości wiedzy jako podstawy do rozwoju umiejętności.
• Rozbudzanie ciekawości poznawczej uczniów oraz motywacji do nauki.
• Umiejętność stawiania pytań, dostrzegania problemów, zbierania informacji potrzebnych do ich rozwiązania, planowania i organizacji działania, a także rozwiązywania problemów.

Rezultaty analizy zapisów podstaw programowych nauczania ogólnego fizyki uzupełnione o zapisy w zakresie pozostałych przedmiotów przyrodniczych, na wszystkich etapach edukacyjnych (wliczając  nauczanie przedszkolne) pozwalają wykreować bardzo optymistycznie rokującą sylwetkę współczesnego ucznia kończącego nauczanie ogólne. Szczególnie, gdy popatrzymy przez pryzmat umiejętności ogólnych oraz przekrojowych. Rzeczywistość jest jednak odległa od teorii i praktykujący nauczyciel lub zainteresowany rodzic jednym tchem może wymienić wady regulacji i szerzej - całego systemu - utrudniające praktyczną realizację szeregu zapisów. Choćby:

• zbyt obszerny katalog nieskorelowanych celów przedmiotowych;
• niespójny język zapisów i brak wskazówek dotyczących interdyscyplinarności kształcenia;
• niewielkie wsparcie nauczycieli zarówno w obszarze merytorycznym, jak i technicznym;
• ograniczone działania kreujące wizerunek szkoły, jako miejsca indywidualnego i społecznego rozwoju,
• niedostateczne podkreślenie aspektów motywacji wewnętrznej oraz perspektywy uczenia się przez całe życie. 

Naturalnie nasilają się więc głosy o konieczności dalszych reform, a przede wszystkim refleksyjnego spojrzenia na skutki zmian, których byliśmy świadkami w ostatnich latach. O podjęciu działań zmierzających do wypracowania wspólnego stanowiska fizyków już apelowałem.

W ubiegłą środę, podczas Seminarium Środowiskowego "Problemy dydaktyki fizyki" organizowanego przez Zakład Nauczania Fizyki Uniwersytetu Wrocławskiego i Wrocławski Oddział Polskiego Towarzystwa Fizycznego omówiłem obecny zakres wiedzy, umiejętności i postaw ucznia w zakresie fizyki i sformułowałem autorskie rekomendacje działań, jakie środowisko fizyków może podjęć, by obraz współczesnego absolwenta kształcenia ogólnego odpowiadał oczekiwaniom i umożliwiał skuteczne kształcenie zgodnie z ideą uczenia się przez całe życie. Rozważania prowadziłem w perspektywie zapisów Zintegrowanej Strategii Umiejętności 2030 [4, 5].

Jestem zdania, że zmiany w edukacji powinniśmy prowadzić na drodze sukcesywnych zmian oraz bacznie przyglądać się ich rezultatom, przy czym wspierać nauczycieli w ich realizacji i przejrzyście formułować przesłanki i cele owych zmian. W tych działaniach wyróżnić należy sześć kluczowych kwestii:

1. Liczba godzin kształcenia przedmiotowego jest optymalna i nie należy oczekiwać jej zwiększenia. Otoczenie społeczno-gospodarcze ulega codziennym zmianom a zasób wiedzy i umiejętności poszerza się. Naiwnie jest myśleć, że uda się wszystko zmieścić w godzinach lekcyjnych, a interesujące i nowe problemy programowo zawrzeć w kanonie nauczania. Za to warto pomyśleć o elastycznym przydziale godzin i tematów, niekoniecznie w równym wymiarze w każdym z semestrów. Niech indywidualne metody pracy nauczycieli warunkują układ zajęć oraz siatkę tematów. Obecne ramowe plany nauczania pozwalają w niewielkim stopniu na różnicowanie liczby godzin, ale warto temu zagadnieniu poświęcić więcej uwagi.
2. Zakres tematyczny kształcenia ogólnego jest na poszczególnych etapach edukacyjnych zbyt obszerny, a przy tym ogranicza podejście autorskie nauczyciela. Warto jest rozważyć jego rekonstrukcję wzorem podstawy programowej dla szkoły branżowej, gdzie obok kanonu związanego z konkretnymi treściami pojawiły by się tematy fakultatywne. Ponadto celowym wydaje się uczynienie jednego z egzaminów z przedmiotów przyrodniczych na zakończenie szkoły podstawowej wyborem dobrowolnym. Rozwiązaniem wspierającym kształcenie w zakresie fizyki wydaje się także rozgraniczenie przedmiotowego egzaminu maturalnego po klasach z rozszerzeniem na podstawę i wariant poszerzony, przy czym wybór tego drugiego wiązałby się z uzupełnieniem treści o tematykę wykraczającą poza obecnie zawartą w podstawie programowej dla klas z rozszerzeniem. Byłoby to działanie z myślą o tych, nielicznych szkołach, klasach i nauczycielach, którzy kształcą przyszłych kandydatów do szkół technicznych oraz osoby szczególnie zainteresowane fizyką. Wyraźna specjalizacja miałaby miejsce w ostatnich klasach szkół ponadpodstawowych.
3. Interdyscyplinarne kształcenie kompetencji powinno stać się powszechne począwszy od pierwszych etapów edukacji (nauczanie przedszkolne i wczesnoszkolne) po ostatnie klasy edukacji ogólnej (liceum, technikum, szkoła branżowa). Takiemu podejściu dydaktycznemu towarzyszyć winne zróżnicowane metody i strategie wsparcia uczniów w uczeniu się. Holistyczne spojrzenia powinno kontrastować z wysoką specjalizacja, a oba podejścia bazować przede wszystkim na narzędziach i procedurach fizyki. Zmiana ta wydaje się być naturalną pod warunkiem sformułowania wspólnego z innymi przedmiotami przyrodniczymi spojrzenia na cele ogólne i przekrojowe.
4. Współpraca i wsparcie nauczycieli jest warunkiem sukcesu edukacyjnego i kluczem do doskonalenia. To powinno rozpoczynać się wewnątrz szkół i naturalnie prowadzić do dzielenia się przykładami dobrych praktyk. Codziennością placówek szkolnych winno stać się wsparcie doskonalenia nauczycieli innych etapów kształcenia, a także działanie w ramach kształcenia pozaformalnego. Ważną rolę w tym procesie powinny pełnić ośrodki doskonalenia. Ponadto nauczyciel każdego z etapów edukacyjnych powinien być świadom tego, co poprzedza jego działania edukacyjne oraz mieć wiedzę, jakie są kolejne kroki na edukacyjnej drodze jego uczniów. 
5. Przygotowanie do uczenia przez całe życie postrzegać należy jako cel nadrzędny kształcenia ogólnego. Kluczową rolę należy upatrywać w motywacji wewnętrznej, która jest kluczem do podejmowania wysiłku edukacyjnego. Należy podkreślić, że zmienność oczekiwań i potrzeb jest katalizatorem działań, a rozwój osobisty to immanentny element edukacji.
6. Szkoła jako miejsce wyjątkowe z niejednego powodu - winna dawać uczniom poczucie bezpieczeństwa i przynależności, pełnić rolę przestrzeni rozwoju i dialogu – uczniów oraz nauczycieli, a przede wszystkim być środowiskiem, o którym chcemy pamiętamy i miejscem, gdzie chętnie byśmy powrócili.

Jestem świadom, że realizacja tak zarysowanych obszarów tematycznych wymaga sformułowania konkretnych wytycznych wraz ze szczegółowymi propozycjami działań. Gotów jestem je zwerbalizować i chętnie podejmę polemikę na temat szczegółów. Tymczasem jestem zdania, że warto:

• wskazać zestaw działań z obszaru nauk przyrodniczych do podejmowania w nauczaniu przedszkolnym (np. listę zabaw/zajęć/ćwiczeń dla najmłodszych);
• sformułować listę problemów przyrodniczych do podjęcia w nauczaniu wczesnoszkolnym w klasach I-III (blok edukacji przyrodniczej i technicznej) oraz IV (przyroda); 
• wspierać kształcenie nauczycieli nauczania przedszkolnego i wczesnoszkolnego w duchu obowiązujących zapisów standardów kształcenia nadającego uprawnienia do wykonywania zawodu nauczyciela;
• zaproponować wspólne cele ogólne wszystkich przedmiotów przyrodniczych oraz przeformułować cele przedmiotowe fizyki na poszczególnych etapach edukacyjnych kształcenia ogólnego i w zakresie rozszerzonym (z uwzględnieniem wariantowości tegoż).

[1] Rozporządzenie Ministra Edukacji Narodowej z dnia 14 lutego 2017 r. w sprawie podstawy programowej wychowania przedszkolnego oraz podstawy programowej kształcenia ogólnego dla szkoły podstawowej, w tym dla uczniów z niepełnosprawnością intelektualną w stopniu umiarkowanym lub znacznym, kształcenia ogólnego dla branżowej szkoły I stopnia, kształcenia ogólnego dla szkoły specjalnej przysposabiającej do pracy oraz kształcenia ogólnego dla szkoły policealnej, Dz. U. 2017 poz. 356

[2] Rozporządzenie Ministra Edukacji Narodowej z dnia 24 czerwca 2020 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie podstawy programowej kształcenia ogólnego dla liceum ogólnokształcącego, technikum oraz branżowej szkoły II stopnia, Dz. U. 2020 poz. 1248 

[3] Rozporządzenie Ministra Edukacji Narodowej z dnia 3 kwietnia 2019 r. w sprawie ramowych planów nauczania dla publicznych szkół, Dz. U. 2019 poz. 639 

[4] Zintegrowana Strategia Umiejętności 2030 (Część ogólna), MEN, Warszawa 2019, ISBN: 978-83-953769-1-7

[5] Uchwała nr 195/2020 Rady Ministrów z dnia 28 grudnia 2020 r. w sprawie przyjęcia polityki publicznej „Zintegrowana Strategia Umiejętności 2030 (część szczegółowa). Polityka na rzecz rozwijania umiejętności zgodnie z ideą uczenia się przez całe życie”

Model ARCS - czyli o zasadach nauczania

Zbliża się koniec semestru szczególnego roku szkolnego i koniec wyjątkowego roku kalendarzowego. Pomyślałem więc, że zamknę ten czas wpisem ilustrującym złożoność tego, co ważne dla warsztatu pracy nauczyciela. I tym razem będzie o modelu, bo przecież wszystko wokół nas, lepszymi bądź gorszymi, ale tylko modelami opisujemy.

Z modelem projektowania działań edukacyjnych ARCS (akronim od angielskich słów Attention, Relevance, Confidence i Satisfaction) autorstwa Johna Kellera spotkałem się już jakiś czas temu, wszak jest niemal moim rówieśnikiem (model, nie autor). Wówczas jednak wydał mi się niczym innym, jak zgrabnym zapisaniem zasad nauczania, a te jawiły mi się jako powszechnie znane - nawet oklepane.

ilustracja za: http://www.tomgodwin.co.uk/ 

Jednak czas, zwłaszcza zdalnie zagospodarowywany, pokazał, że mówienia o zasadach organizowania i wspierania procesu uczenia się oraz motywowaniu do podejmowania wysiłku kształcenia kompetencji nigdy nie za wiele.

Model ARCS został opracowany jako odpowiedź na wcześniejsze behawiorystyczne i zogniskowane poznawczo podejścia do projektowania procesu nauczania-uczenia się, które, jak twierdził autor, nazbyt skupiały się na bodźcach zewnętrznych i niedostatecznie akcentowały znaczenie motywacji uczących się. Pozwolę sobie zatem przedstawić model ARCS w kontekście zasad nauczania, ale postrzeganych w świetle konstruktywizmu (z elementami konektywizmu). W obu tych teoriach nauczyciel to organizator i animator działań edukacyjnych służących wspieraniu NASZYCH uczniów w ICH uczeniu się.

By nawiązać do mojej pierwszego wrażenia o model Johna Kellera przybliżę jego elementy, które pozwoliłem sobie zapisać w najlepszym w moim odczuciu brzmieniu w języku polskim, zestawiające je ze starymi-dobrymi zasadami nauczania. Za Krzysztofem Kruszewskim, regułami organizowania i prezentowania wiadomości, ogólnymi normami postępowania nauczyciela w czasie przygotowania oraz prowadzenia lekcji umożliwiającymi uwzględnienie jednocześnie informacji z wielu źródeł i utrzymanie kierunku czynności uczenia się uczniów. Dodatkowo, tu i ówdzie, wyliczę narzędzia, zwłaszcza te współczesne - czerpiące z technologii informacyjno-komunikacyjnej (TIK), które na danym etapie znajduję szczególnie pomocnymi.

• Skupienie uwagi (Attention)

Działania o tym charakterze powinny zaczynać każdą lekcję. Można skupienie uwagi osiągnąć na wiele sposobów np. przygotowując aktywność, która naszych uczniów zaskoczy, będzie miała elementy nowości, a nawet niepewności. Postawmy przed nimi jakiś problem lub dylemat. Można zacząć od muzyki lub filmu (choćby Tik-Tok, FB, YouTube), quizu (np. LearningApps, Quizizz), doświadczenia z nieoczywistym finałem, gry czy pospolitej acz nietuzinkowej czytanki. Warto pamiętać wówczas o ZASADZIE ENTUZJAZMU - profesjonalny nauczyciel zdaje sobie sprawę ze swoich mocnych i słabych stron, wykorzystuje te pierwsze, co pomaga mu w realizacji wyznaczonych w procesie nauczania – uczenia się celów. Zaczynajmy od celów, ale nie trzymajmy się ich kurczowo. Podstawa to tylko baza. Dlatego śmiało dzielmy się przykładami dobrych praktyk, uczmy się od siebie nawzajem oraz nie wstydźmy się uczyć od naszych uczniów. Zwróćmy uwagę na ZASADĘ INDYWIDUALIZACJI I ZESPOŁOWOŚCI, która odnosi się do sfery społeczno-emocjonalnej relacji w szkole oraz jej otoczeniu i określa równowagę między potrzebami indywidualnymi a grupowymi, a także efektywnością pracy indywidualnej oraz zespołowej. Różnorodność jest immanentną cechą skutecznej szkoły.

• Stosowność działań (Relevance)

Pracując z klasą odnośmy się do ich doświadczeń oraz potrzeb uwzględniając i artykułując cele. Wyjaśniajmy, jeśli to konieczne czasem po stokroć, dlaczego podejmujemy konkretne działania, zachęcajmy uczniów do wybrania lub definiowania celów i poddawania ich wartościowaniu. Niech mają świadomość, że to ICH proces doskonalenia. W tym miejscu nie obejdzie się bez motywowania, a to należy dostosować do preferencji dotyczących tego, czym uczniowie chcą się zająć lub jak chcą to zrobić. Zwracajmy uwagę na korzyści i przeszkody płynące z faktu, że uwzględniamy zainteresowania i potrzeby uczniów. Bez dobrego kontaktu z nimi i wzajemnego szacunku to się nie uda. I tutaj przydaje się ZASADA SYSTEMATYCZNOŚCI, wyrażona zbiorem reguł postępowania: realizacją treści zgodnie z logiką przedmiotu, określeniem wiedzy i umiejętności wyjściowych (stanowiących bazę), uwypuklaniem zagadnień głównych, tworzeniem sieci oraz map mentalnych, powtarzaniem i syntezowaniem. Ważna jest także ZASADA SAMODZIELNOŚCI bezpośrednio związana z podmiotowością ucznia i określająca rolę nauczyciela, jako organizatora procesu kształcenia tak, by uczeń miał możliwość samodzielnie wybrać temat pracy/projektu, zaplanować działania związane z tym tematem, dokonać dobru treści, metod, form, środków i warunków działania oraz mieć sposobność do samodzielnego kontrolowania efektów oraz ich oceny (samokontrola i samoocena). A ileż jest do tego narzędzi TIK: różnorodne źródeł informacji - portale (np. Wiki, GO-LAB, RCL), narzędzia do wspólnej pracy (choćby Teams, Trello, Canva), aplikacji specjalistycznych (moje ulubione PhyPhox, Tracker).

• Pewność siebie (Confidence)

Przeświadczenie ucznia, że dzięki spotkaniom z nami wie oraz umie więcej jest naszą nagrodą i naszym wspólnym sukcesem. Jest go osiągnąć łatwiej (choć wcale niełatwo), jeśli ustalimy wymagania dotyczące uczenia się - nasze cele edukacyjne są jasne i zaakceptowane, a standardy, wymagania oraz kryteria oceniania transparentne. Niewątpliwie pomaga także stwarzanie warunków, w których uczniowie odnoszą sukcesy, przy czym pamiętajmy o ambicjach naszych podopiecznych, dopasowujmy warunki do ich możliwości, dostępnych zasobów i czasu. Nie tłumaczmy się tym, że któregoś elementy jest za mało. Własnym przykładem pokazujmy, że wysiłek wymaga samokontroli, sukces determinuje ciężka praca, której efektów trudno szukać ,gdy nie czujemy się bezpośrednio odpowiedzialni za swoje wybory. A zasady: ZASADA ZWIĄZKU TEORII Z PRAKTYKĄ - służy przede wszystkim kształtowaniu przeświadczenia, iż wiedza i umiejętności mają charakter użyteczny i praktyczny; ZASADA EFEKTYWNOŚCI - w praktyce odnosi się przede wszystkim do skuteczności działań podejmowanych przez nauczyciela, jego oddziaływań przejawiających się w organizacji, planowaniu, wyznaczaniu celów, doborze metod, formy oraz środków - wszystko to kształtuje warunki uczenia się; ZASADA SUKCESU - poczucie odniesionego zwycięstwa jest zwyczajnie niezbędne do prawidłowego przebiegu procesu uczenia się - nauczania.

• Zadowolenie (Satisfaction)

Kto z nas nie lubi usiąść w pięknych okolicznościach przyrody i rozmyślać o tym, co było i będzie? Wszyscy potrzebujemy wakacji (ferii, przerw świątecznych, itp.), by zregenerować siły i ducha. To moment, w którym zarówno uczniowie, jak i my czujemy się zmęczeniu, bo kształcenie to WYSIŁEK. Po wszystkim powinniśmy czuć się usatysfakcjonowani z dobrze spędzonego razem czasu. Wiemy przecież, że staraliśmy się wspierać uczniów, by realizowali postawione sobie zadanie i dążyli do własnych celów, a na tej drodze dawaliśmy im wskazówki i informacje zwrotne. Dołożyliśmy starań, by być obiektywnymi i postępować zgodnie ze standardami i zaakceptowanymi wcześniej regułami. Wiedza, umiejętności i postawy są czymś, co kształcimy całe życie. Paradoksalnie fakt ten znajduje potwierdzenie w ZASADZIE TRWAŁOŚCI WIEDZY I UMIEJĘTNOŚCI, w której zawierają się wskazówkami dla nauczyciela, związane ze wszystkimi wcześniej przytoczonymi zasadami - aby w procesie kształcenia nauczyciel: wzbudzał pozytywną motywację, stosował różnorodne metody kształcenia angażując sferę poznawczą, emocjonalną i praktyczną uczniów, stosował polisensoryczność środków kształcenia, aktywizował uczniów, stosował powtórzenia, układał treści w struktury i systemy, stosował kontrolę bieżącą i regularnie sprawdzał osiągnięcia uczniów, nie dla stopni szkolnych, ale dla NICH samych.

Pewnie wielu z czytelników zorientowało się, że nie znając opisanego przeze mnie modelu projektowania działań edukacyjnych, stosuje się do wskazówek w nim zawartych. W codziennej praktyce nauczycielskiej zwyczajnie przekonało się, że to działa. Spróbujmy dodatkowo zwrócić uwagę na to, by:

• podkreślać interdyscyplinarność kształcenia m. in poprzez wskazywanie na integrację różnych dziedzin nauk (przyrodniczych i humanistycznych) oraz analizować te same zjawiska z punktu widzenia różnych dyscyplin naukowych (punktów widzenia);
• promować uczenie się przez odkrywanie wzorowane na dociekaniu naukowym (Inquiry Based Science Education - IBSE) przede wszystkim rozumiane jako prowadzenie eksperymentów fizycznych metodami umożliwiającymi uczniom samodzielne dochodzenie do wiedzy, kształtowanie umiejętności i postaw;
• organizować nauczenie kontekstowe przejawiające się przede wszystkim w korelacji z codziennymi zjawiskami z życia ucznia, a będące w powiązaniu z otaczającym go środowiskiem, przy jednoczesnym kształceniu umiejętności potrzebnych zwłaszcza w późniejszym życiu prywatnym i zawodowym;
• zachęcać do wykorzystania technologii informacyjno-komunikacyjnych i doskonalenia związanych z jej wykorzystaniem umiejętności np. dzięki nauczaniu wyprzedzającemu (idea odwróconej szkoła z ang. flipped classroom);

Wzburzonym utopijnością oczekiwań, a także tym zainteresowanym i wierzącym w skuteczność tak zaplanowanego przez belfra nauczania-uczenia się polecam wywiad z autorem koncepcji ARCS Johnem Kellerem.

Zdalne laboratoria wokół nas

O zdalnym eksperymentowaniu pisałem już w tym miejscu przy okazji projektu GO-LAB oraz RCL. Ponieważ tematyka jest ważka warto także poznać i rozważyć wykorzystanie stanowisk pomiarowych innych zdalnych laboratoriów. Propozycję przygotowałem na podstawie stron prowadzonych w językach różnych od polskiego (czeskim, angielskim, niemieckim, hiszpańskim i portugalskim), co jednak nie powinno stanowić problemu, choćby za sprawą dostępnego w przeglądarkach przycisku "Przetłumacz tę stronę".

Rozpocznijmy od portalu RELLE prowadzonego przez Federal University of Santa Catarina (UFSC). To witryna prezentuje 24 stanowiska pomiarowe do zdalnej obsługi, z których niemal każde zwiera wyczerpujący opis oraz film instruktażowy. Na uwagę zasługuje przyporządkowanie doświadczeń do przedmiotów, tutorial oraz szacowany czas ich realizacji. Zdalne laboratorium nie wymaga rejestracji ani wprowadzania danych o użytkowniku. Wśród stanowisk znaleźć można m. in. eksperyment Thomsona oraz doświadczenie nt. przewodnictwa cieplnego metali.

Druga propozycja to portal e-LABORATORY PROJECT utworzony i prowadzony przez naszych południowych sąsiadów (Charles University in Prague, Tamas Bata University in Zlin oraz University of Trnava). Strona oferuje 18 stanowisk pomiarowych, z których możemy korzystać bez dodatkowego logowania się. Wystarczyć otworzyć zakładkę wybranego eksperymentu i przejść do stosownego linku.

Na uwagę zasługują m. in. doświadczenia związane z promieniotwórczością oraz obwodami RLC. Niemal każde stanowisko pomiarowe zawiera opisy pogrupowane w sekcje m. in. prezentujące wiadomości wstępne, zdjęcia układu pomiarowego, zadania oraz powiązane z tematem symulacje.

Kolejne zdalne laboratorium warte głębszej eksploracji to WebLab-Deusto będące inicjatywą University of Deusto. To dość specyficzna oferta, ale może okazać się szczególnie interesująca zwłaszcza dla zainteresowanych zagadnieniami elektroniki i sterowania.

W tym przypadku niezbędne jest założenie konta w serwisie, aktywacja za pośrednictwem adresu e-mail i zalogowanie się. Warto to jednak zrobić, bo do naszej dyspozycji będzie aż 37 stanowisk pomiarowych podzielonych tematyczne, a wśród nich np. badanie prawa Boyle'a oraz prawa Archimedesa. Pewną trudnością może być ograniczona liczba odsłon stanowisk pomiarowych, ale dla chcącego nic trudnego.

Szczególnie godna polecenia z punktu widzenia nauczania fizyki jest strona Remote Farm prowadzona przez naszych zachodnich sąsiadów - Technische Universität Berlin. Portal wymaga rejestracji (standardowe dane - Student ID nie jest wymaganym polem). Serwis umożliwia rezerwowanie stanowisk pomiarowych (pogrupowanych jako fizyka klasyczna i współczesna) na konkretne dni i godziny. 

Wśród tematów eksperymentów znaleźć można takie "perełki" jak wahadła sprzężone, równię pochyłą oraz tranzystor. Są oczywiście także zdecydowanie bardziej zaawansowane propozycje np. spektroskopia Ramana. Szczególnie cenne są odnośniki do aplikacji (symulacji) związanych z tematyką konkretnego eksperymentu zdalnego, można więc wyniki pomiarów zestawić z wynikami symulacji komputerowych. Pewną, choć niewielką, niedogodnością jest potrzeba zainstalowania stosownych wtyczek w przeglądarce.

Kolejna propozycja pochodzi od sieci instytucji stowarzyszonych w inicjatywie UNILabs - University Network of Interactive Laboratories zrzeszającej instytucje z Hiszpanii (m. in. Spanish Open University (UNED), University of Huelva, University of Murcia, University of Alicante, Complutense University of Madrid oraz University of Almería). 

W tym przypadku także niezbędna jest rejestracja użytkownika, podczas której musimy wprowadzić podstawowe dane o sobie (m. in. imię i nazwisko oraz adres e-mail). Dzięki rejestracji uzyskujemy dostęp do otwartego kursu oferowanego na platformie zawierającego doświadczenia zdalne.

Już tylko dla formalności przedstawię jeszcze kilka komercyjnych projektów pokazujących, że temat zdalnego eksperymentowania jest w obszarze zainteresowań wiodących uczelni. Oto archiwalna strona ze zdalnymi stanowiskami pomiarowymi w ramach przedsięwzięcia Massachusetts Institute of Technology o nazwie iLab, dostępna w witrynie mit iCampus.

Podobnie rzecz wygląda w przypadku witryny Open STEM Labs prezentującej komercyjne materiały edukacyjne, których tworzenie zainicjowane zostało dzięki Higher Education Funding Council for England.

Zadanie domowe - pograj w grę!

Tak, tak! Moja edukacyjna - mocno fizyczna i zupełnie niekomercyjna - propozycja na zbliżającą się przerwę świąteczną oraz koronawirusowe ferie zimowe to zainstalowanie wersji demonstracyjnej gry, a raczej symulatora X-Plane 11. Wersję oferującą podstawowe szkolenie oraz umożliwiającą 15 minutowe zgłębianie tajników latania - czyli uczenia się praktyczne niemal wszystkich podstawowych zagadnień fizycznych - można pobrać zupełnie za darmo. Instalacja zajmuje kilka minut, ale naszym uczniom (nam także!) nie powinna sprawić najmniejszych trudności - poradzą sobie lepiej niż z MS Teams - jestem przekonany. Dzieląc się z autorami gry adresem e-mail można otrzymać 5 dodatkowych statków powietrznych także bez kosztów.

Oczywiście piszę zupełnie serio, że symulator pozwoli zgłębić niemal wszystkie obszary wiedzy fizycznej. Niedowiarków zachęcam do lektury podręcznika o lataniu, który bez przesady można nazwać podręcznikiem do fizyki pt. See How It Flies autorstwa John S. Denkera. To fascynująca i niezwykle pouczająca lektura, która - połączona z doznaniami z symulatora - jestem przekonany, że niejedną uczennicę i niejednego ucznia zmobilizuje do odkrywania tajników przyrody (m. in. fizyki). Po wyczekiwanym powrocie do szkoły można zapytać, kto potrafi w 15 minut wystartować i wylądować szczęśliwie na tym samym lotnisku - zapewniam, że się da.

Po zainstalowaniu gry/symulatora trzeba przebić się przez podstawowe informacje o sterowaniu, ale to przyjemne wyzwanie. Dodatkowo doskonali znajomość języka angielskiego. Polecam zacząć od szybowca lub Cessny i poniżej podrzucam kilka podstawowych informacji na początek. Dla wytrwałych jest cały manual.

Oczywiście radzę rozpocząć od szkolenia oferowanego w symulatorze. Niecierpliwym lub tym, którzy o lataniu już coś wiedzą, wybrali rodzaj samolotu, lotnisko, pogodę i czas startu polecam rozpocząć od naciśnięcia klawisza Esc i zgłębienia opcji znajdującym się na pasku menu głównego. Szczególnie skrótów Flight/Key shortcuts. 

Warto jest wiedzieć przynajmniej jak:

• zwolnić hamulec (klawisz b);
• zwiększyć obroty silnika (klawisz F2);
• poruszać lotkami (klawisze 8 i 0) czyli sterować przechylaniem  (ang. roll);
• poruszać sterem wysokości (klawisze [ i ] ) czyli zmieniać pochylenie (ang. pitch);
• poruszać sterem kierunku (klawisze 5 i 7) czyli zmieniać odchylenie (ang. yaw).

Należy podkreślić, że silnik symulatora bazuje oczywiście na rzeczywistych obliczeniach uwzględniających zjawiska fizyczne towarzyszące lataniu. Ogromny potencjał edukacyjny ma widok samolotu, w którym uwidocznione są np. wektory sił działających na poszczególne elementy maszyny (View/Change (External)/Circle bądź Chase oraz zaznaczone View/Cycle 3-D Flight Model Dispaly - przełączanie widoków następuje kombinacją klawiszy Crt + m).

Warto przyjrzeć się rozkładowi sił podczas wykonywania różnych manewrów, co pomaga uzmysłowić choćby ideę wektorowego obrazowania sił, przede wszystkim jednak, III zasadę dynamiki.

A gdy ktoś jeszcze ogarnie równolegle prędkościomierz, wysokościomierz i wariometr oraz spróbuje zgłębić podstawy fizyczne działania tych urządzeń zaczyna się prawdziwa lekcja...

Do zgłębiania tajników latania wystarczy komputer i klawiatura, ale gdyby jeszcze udało się namówić np. św. Mikołaja na prezent w postaci joysticka, nauka pójdzie jeszcze owocniej. Tym, którym komputer, ze względu na wiek nie pozwala na tak wiele (te wszystkie obliczenia fizyczne wykonywane na bieżąco obciążają procesor i pamięć), polecam wcześniejszą wersję symulatora X-Plane 10. Naprawdę godna uwagi - zlatałem Cessną 172 pół świata.

Esej popularnonaukowy - wartościowy element zajęć

Dziś, w związku z jubileuszem pierwszego wpisu w tym miejscu, pozwalam sobie na opisanie formy zaliczenia zajęć z fizyki, którą wkrótce praktycznie wypróbuję.

Wcale nierzadko w kontekście zajęć przyrodniczych, a zwłaszcza lekcji fizyki, spotkać można opinie, że to obszar aktywności młodego człowieka, w którym niezwykle trudno jest odnaleźć się tak zwanym humanistom. Nie polemizując już z zasadnością takiego podziału (w mojej opinii z brakiem takowej) warto jest podjąć działania, które mogłyby pozwolić tej, jak wynika z deklaracji, bardzo licznej grupie uczniów wykazać się twórczo i w harmonii z ich preferencjami. W mojej ocenie taką aktywnością mogłoby być zadanie polegające na przygotowaniu eseju popularnonaukowego.

Wiem, wiem - esej to stosunkowo mało popularna forma wypowiedzi, a przy tym wymykająca się ścisłemu określeniu cech gatunkowych. Co gorsze, przygotowywanie eseju (z powodzeniem można wykorzystać określenia wypracowania bądź rozprawki), jako elementu zajęć z przedmiotów przyrodniczych nie jest w polskiej szkole powszechnie praktykowane. No może poza działaniami o charakterze konkursów. A szkoda, bo jestem zdania, że nasz wysiłek edukacyjny w obszarze kształcenia ogólnego ma przede wszystkim sprzyjać postrzeganiu zajęć przyrodniczych - lekcji fizyki - jako doskonałych momentów do ukazywania osiągnięć ludzkiego umysłu na drodze rozwoju cywilizacji. Tylko dla formalności przypomnę, że "dzięki fizyce uczeń poznaje fundamentalne i uniwersalne prawa opisujące materię i procesy w niej zachodzące. Pojęcia, prawa i teorie fizyki kształtują styl myślenia i działania opartego na metodzie naukowej. Jej wpływ na rozwój innych nauk przyrodniczych, techniki i sztuki był i jest ogromny. Wyzwaniem dla szkolnej fizyki jest dostarczanie uczniom narzędzi poznawania przyrody, prowadzenie do rozumienia jej podstawowych prawidłowości i umożliwianie korzystania ze zdobytej wiedzy i rozwiniętych umiejętności. Lekcje fizyki to również dobry moment do ukazywania osiągnięć ludzkiego umysłu na drodze rozwoju cywilizacji. Bez umiejętności, wiedzy i postaw, których korzenie tkwią w fizyce, nie sposób zrozumieć otaczający świat, nie tylko w warstwie materialnej, ale również kulturowej." [1]

Szybki przegląd materiałów w języku polskim na temat eseju, dostępnych w sieci, owocuje przepisami w duchu: prosty poradnik pisania esejów (10 etapów), dobry esej w 7 krokach, wskazówki eksperta. To niewątpliwie zróżnicowana i dostarczająca podstawowych informacji na temat eseju lektura. 

Spróbujmy jednak spojrzeć na temat z perspektywy nauczyciela przedmiotów przyrodniczych. Zastanówmy się nad specyfiką eseju popularnonaukowego na użytek zajęć edukacyjnych, ściślej działaniu wspierającemu realizację celów nauczania.

Inspiracją do propozycji włączenia wypowiedzi pisemnej w formie eseju jako elementu zajęć przyrodniczych, szczególnie w toku kształcenia ogólnego w szkołach ponadpodstawowych, była lektura  materiałów kursu IB (International Baccalaureate) związanych z częścią poświęconą Teorii wiedzy (Theory of Knowladge) [2]. Holistyczność Teorii wiedzy w tym kursie obrazuje poniższy diagram. (Temu zagadnieniu należałby poświęcić zdecydowanie więcej czasu.)

za: Theory of knowledge guide, First assessment 2015, International Baccalaureate Organization 2013  

Spróbujmy, nie tyle skopiować pomysł, co wykorzystać jego walory na gruncie polskim. Zacznijmy więc od wybranych celów ogólnych nauczania-uczenia się w ogóle (1-5) oraz nauczania-uczenia się fizyki w szczególności (6-9). W szkołach ponadpodstawowych w zakresie ogólnym mamy:

1. doskonalenie umiejętności myślowo-językowych, takich jak: czytanie ze zrozumieniem, pisanie twórcze, formułowanie pytań i problemów, posługiwanie się kryteriami, uzasadnianie, wyjaśnianie, klasyfikowanie, wnioskowanie, definiowanie, posługiwanie się przykładami itp.;
2. rozwijanie osobistych zainteresowań ucznia i integrowanie wiedzy przedmiotowej z różnych dyscyplin;
3. zdobywanie umiejętności formułowania samodzielnych i przemyślanych sądów, uzasadniania własnych i cudzych sądów w procesie dialogu we wspólnocie dociekającej;
4. łączenie zdolności krytycznego i logicznego myślenia z umiejętnościami wyobrażeniowo-twórczymi;
5. rozwijanie u uczniów szacunku dla wiedzy, wyrabianie pasji poznawania świata i zachęcanie do praktycznego zastosowania zdobytych wiadomości;
6. wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości;
7. rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych; 
8. planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników;
9. posługiwanie się informacjami pochodzącymi z analizy materiałów źródłowych, w tym tekstów popularnonaukowych.

Tworzenie wypowiedzi w formie eseju popularnonaukowego bez wątpienia wpisuje się w działania ucznia zmierzające do osiągnięcia tych celów. Sprawa wygląda równie dobrze, gdy przyjrzymy się celom szczegółowym fizyki, gdzie uczeń m. in.:

• tworzy teksty, tabele, diagramy lub wykresy, rysunki schematyczne lub blokowe dla zilustrowania zjawisk bądź problemu; właściwie skaluje, oznacza i dobiera zakresy osi;
• wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; przedstawia te informacje w różnych postaciach;
• wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu;
• przedstawia własnymi słowami główne tezy tekstu popularnonaukowego z dziedziny fizyki lub astronomii;
• przedstawia wybrane informacje z historii odkryć kluczowych dla rozwoju fizyki.

Przyjrzyjmy się zatem kryteriom ewaluacji pracy uczennicy/ucznia właśnie w kontekście powyższych celów. Aby oddać sedno poszczególnych kryteriów opisałem w nich sytuację, w której każde jest spełnione w sposób wyczerpujący i godny najwyższego stopnia szkolnego.

 

Kryterium A  - Zagadnienia obejmujące problematykę wiedzy

Uczennica/Uczeń doskonale rozpoznaje problem zawarty w temacie i dostrzega jego związek z określonym obszarem wiedzy człowieka (w tym wiedzy przedmiotowej); prowadzone przez niego rozważania pozostają w ścisłym związku z myślą przewodnią wypowiedzi na określony temat; swoje spostrzeżenia prezentuje w sposób wyważony, stawia celowe i jasne pytania oraz konsekwentnie prezentuje zajmowane stanowisko.

Kryterium B  - Krytyczność analizy

Uczennica/Uczeń prezentuje doskonały poziom krytycznej refleksji i analizy problemu; jego dyskusja jest szczegółowa, a argumenty logicznie poprawne; główne wątki wypowiedzi są przekonująco uzasadnione i wszechstronnie przenalizowane; formułowane stwierdzenia są konsekwencją przyjętego stanowiska.

Kryterium C  - Holistyczność spojrzenia i odniesienia literaturowe

Uczennica/Uczeń ma świadomość różnych sposobów poznawania świata i różnych obszarów wiedzy, umiejętności i postaw; trafnie i efektywne odnosi się do literatury rozważanego zagadnienia, które postrzega holistycznie.

Kryterium D  - Struktura, przejrzystość i spójność

Praca uczennicy/ucznia jest poprawnie skonstruowana, zawiera zwięzły i przejrzysty wstęp, rozwiniecie jest logicznie spójne i zawiera argumenty prowadzące do sformułowanego wniosku; koncepcja całej pracy jest zrozumiała i zwięźle oddaje problematykę zawartą w temacie.

Kryterium E  - Przykłady

W pracy uczennicy/ucznia znajdują się odpowiednie i trafnie dobrane przykłady, zaczerpnięte z różnorodnych źródeł, w tym własne przemyślenia; przytoczone przykłady celnie ilustrują główne tezy wypowiedzi i odzwierciedlają różnorodność spojrzenia na temat.

Zdaję sobie sprawę z szeregu trudności jakie niesie wprowadzenie tej formy pracy uczniowskiej, od problematyki wiedzy i jej typów zupełnie nieobecnej w polskim kształceniu, po ustalenie wagi poszczególnych kryteriów oraz sposobu ich stopniowania. Do tego dochodzą trudności natury technicznej, chociażby sformułowania tematu i określenia optymalnego dla konkretnego etapu kształcenia rozmiaru pracy. Jednak korzyści wydają się być oczywiste - odpowiadające zmianom i potrzebom współczesności kształcenie młodych ludzi. Wszak "uczniowie kończący edukację w zakresie podstawowym powinni być przygotowani do funkcjonowania we współczesnym świecie oraz postrzegać rolę fizyki jako fundamentu techniki i różnych gałęzi wiedzy przyrodniczej. Należy rozbudzać w nich ciekawość świata i umiejętność poszukiwania wiedzy, jednocześnie rozwijając krytyczne podejście do informacji i opinii. W procesie tym kluczową rolę odgrywa nauczyciel i szkoła m.in. poprzez zróżnicowanie form pracy z uczniami (np. metoda projektu, nauczanie przez działanie, odwrócona lekcja)."

Ja rozpocznę od 4 stron to jest przedziału około 1000 - 1200 słów i tematu "Czy wiedza fizyczna jest przydatna nauczycielowi biologii?" Z pewnością podzielę się spostrzeżeniami już wkrótce.

[1] Dz. U. 2018 poz. 1679

[2] Diploma Programme Theory of Knowledge, Teacher Support Material: Assessment Exemplars, International Baccalaureate Organization, November 2002

Komórka w pracowni fizycznej

Dziś o komórce w pracowni fizycznej i nie mam oczywiście na myśli pomieszczenia, kanciapy, czy zaplecza (zazwyczaj w tym miejscu zawalonych "przydasię gratami"), a smartphone. Urządzenie, które z powodzeniem możemy wykorzystać do zbierania i przetwarzania rezultatów doświadczeń. Można śmiało założyć, że współczesny telefon komórkowy, bądź inne urządzenie z systemem Android (np. tablet) jest w posiadaniu uczniów i studentów. Zdecydowana większość z takich urządzeń wyposażona jest obecnie w zestaw podstawowych czujników, które świetnie sprawdzają się w badaniach zjawisk fizycznych. Czemy by nie wykorzystać ich zatem do kształtowania kompetencji niezbędnych do działań w pracowni fizycznej? Oczywiście konieczne jest zainstalowanie stosownego oprogramowania, ale o tym pisałem już jakiś czas temu - choćby Phyphox,  keuwlsoft.

ilustracja za: https://mobilny-ranking.pl

Zacznijmy tradycyjnie od przeglądu zadań, które już ktoś, kiedyś zaproponował. Inspiracją jest lista zadań doświadczalnych I Pracowni Fizycznej Uniwersytetu Wrocławskiego (numer ćwiczenia w nawiasie), archiwum Olimpiady Fizycznej Polskiego Towarzystwa Fizycznego (oznaczenia numeru olimpiady i stopnia zawodów) oraz kanał YouTube Phyphox (link to źródeł podano w nawiasach):

• Pomiar składowej poziomej indukcji magnetycznej Ziemi metodą busoli stycznych (55). W domowej wersji tego eksperymentu rolę kompasu może pełnić telefon komórkowy, cewkę zrobić należy z kilku zwojów przewodu (możliwie blisko opasających telefon), a źródłem prądu stałego niech będą baterie (łączone równolegle, najpierw jedna, potem dwie itd. wówczas uzyskamy różne wartości natężenia prądu). O trudnościach w realizacji zadań obejmujących tematykę elektryczności i magnetyzmu już pisałem.
• Wyznaczanie wartości oporu elektrycznego na jednostkę długości przewodnika (68/1/2 D2). Tutaj telefon pełni rolę miernika wartości indukcji magnetycznej. Kompleksowy opis znaleźć można w przykładowym rozwiązaniu.
• Badanie ruchu wahadła (PP YC 1). Pomysł można z łatwością przystosować do konkretnego zadania eksperymentalnego obejmującego wybrane aspekty ruchu drgającego. Dodatkowo aplikacja Phyphox umożliwia bezpośrednie połączenie (za pomocą sieci Wi-Fi) urządzenia pomiarowego z komputerem i sterowanie zdalne urządzeniem. To bardzo usprawnia pomiary i proces pozyskiwania wyników do dalszego przetwarzania.
• Badanie spadku swobodnego (PP YC 2). W rzeczywistości precyzyjna metoda pomiaru czasu jest tu kluczowa - telefon pełni rolę stopera wyzwalanego dźwiękiem.
• Wyznaczanie szybkości dźwięku (PP YC 3). W tym eksperymencie potrzebna będzie pomoc domownika.
• Badanie aspektów ruchu po okręgu (PP YC 4). Oczywiście telefon można wprawiać w ruch obrotowy także w inny niż pokazany na filmie sposób - gramofon, obrotowa deska do krojenia, karuzela na placu zabaw.
• Wyznaczenie wysokości budynku. To propozycja - przedstawioną już przeze mnie wcześniej na blogu, należy traktować raczej jako ilustrację tego, że dla chcącego nić trudnego.

Dodatkowo warto pomyśleć nad doświadczeniami wykorzystującymi kamerę (czujnik natężenie oświetlenia) do badania np. zależności natężenia oświetlenia od odległości od źródła światła, czy mikrofon (czujnik dźwięku) do badania źródeł dźwięku oraz zjawiska superpozycji drgań (komórka to także dobry generator akustyczny). Jeśli urządzenie wyposażone jest w barometr można pokusić się o wyznaczenie zależności ciśnienia atmosferycznego od wysokości.

Spragnionym wyzwań - tutaj już komputer i dodatkowe oprogramowanie będzie niezbędne - polecam także zadania eksperymentalne projektu EU-HOU np:

• Pomiar stałej Hubble'a.
• Odkrywanie planet pozasłonecznych metodą tranzytów.

Oczywiście przystosowanie przedstawionych propozycji do konkretnych, naszych własnych, działań edukacyjnych wymaga sporo pracy, ale czy mamy wybór? Pocieszające jest to, że materiał raz przygotowany będzie można w przyszłości wykorzystać znów. Również w "warunkach bezwirusowych".

Doświadczenia z elektryczności i magnetyzmu

We wpisie z ubiegłego tygodnia o ćwiczeniach laboratoryjnych z zamysłem pominąłem propozycje z zakresu ELEKTRYCZNOŚCI I MAGNETYZMU. Zrobiłem to z dwóch powodów - to mój ulubiony zakres tematyczny fizyki (wszak jestem technikiem RTV) i nie obejdzie się tutaj bez "grubszych" zakupów. Minimum to oczywiście garść przewodów, oporników, kondensatorów, diod, tranzystorów i kilka magnesów oraz najprostszy miernik uniwersalny. 

Absolutnie zgadzam się z kolegą Wojtkiem Gańczą, że wystarczy taki kosztujący symboliczną dychę (koszt zakupu na znanym portalu aukcyjnym to wydatek rzędu 15 PLN - wliczając koszt przesyłki) i już większość podstawowych eksperymentów daję się prowadzić. Dla tych, którzy mogą wydać wielokrotność tej kwoty (z przesyłką zamknie się w 100 PLN) polecam zakup multimetru umożliwiającego pomiar temperatury (dzięki dołączonej termoparze) oraz pojemności elektrycznej (choćby UNI-T UT-55). Pozostaje jeszcze kwestia źródeł zasilania - tutaj dobrze sprawdza się uchwyt na baterie (AA lub AAA), najlepiej mieszczący 6 sztuk. Idealnie, gdy możemy pracować z akumulatorami o tych rozmiarach i mamy ładowarkę do nich.

I tym razem, spróbujmy zacząć od konkretnych treści - poniższą propozycję doświadczeń do wykonania w warunkach domowych sporządzono w oparciu o listę zadań doświadczalnych I Pracowni Fizycznej Uniwersytetu Wrocławskiego (numery ćwiczeń w nawiasach) oraz archiwum Olimpiady Fizycznej Polskiego Towarzystwa Fizycznego (oznaczenia numeru olimpiady i stopnia zawodów). Przy każdej propozycji zamieszczono link do szczegółowego opisu eksperymentu, a w części nawet przykładowych wyników.

1. Własności elektryczne drutu oporowego (41). Oczywiście drut oporowy nie jest czymś, co każdy z nas ma w domu, ale z pomocą przyjść może folia aluminiowa, z której należy wyciąć różnej długości wąskie paski o stałej szerokości (w zależności od grubości foli to pojedyncze ohmy na metr, przy szerokości 4 mm). Można puścić wodze fantazji i zbadać przewodzące ciasto.
2. Prawo Ohma dla prądu stałego (43). Korzystając z uchwytu na baterie otrzymuje się 6 punków pomiarowych - wykorzystanie potencjometru lub dowolnego innego dzielnika napięcia poszerza pole działania. Do badania diody jest już konieczne.
3. Prawa Ohma i Kirchhoffa (46). Tu bez garści oporników już się nie uda, ale to wydatek rzędu części złotego za sztukę. Kiedyś wylutowywało się różne elementy z czegoś, co dziś nazywamy elektrośmieciami.
4. Zależność oporu elektrycznego metalu i półprzewodnika od temperatury (57). Jeśli mamy tylko jeden przyrząd do pomiaru temperatury (można ją zmieniać choćby w kąpieli wodnej  - element szczelnie izolujemy) i natężenia prądu elektrycznego doświadczenie należy przeprowadzić wielokrotnie dla tych samych warunków mierząc różne parametry, a wyniki stosownie zestawić i zinterpretować.
5. Wyznaczanie oporu o znacznej wartości (66/2/2). Znacznymi wartościami oporu charakteryzuje się np. sucha skóra człowieka i już mamy interesujący temat na projekt (interdyscyplinarny). Tranzystor bipolarny to także wydatek niewielki. Z takich tranzystorów i kilku innych elementów można zbudować np. ciekawy detektor ładunku, ale to temat na oddzielny wpis.
6. Wyznaczanie ilorazów momentów magnetycznych (63/2/2). Kiedyś zdobycie magnesu ferrytowego będącego źródłem pola o znacznej wartości wektora indukcji było trudnym zadaniem. Dziś, powszechnie dostępne magnesy neodymowe, to źródła pola magnetycznego nierzadko o parametrach rzędy wielkości większych. Ostatecznie pamiątkowe magnesy z lodówki można wykorzystać.
7. Wyznaczanie długość fali światła odpowiadającego krótkofalowej granicy widma emitowanego przez diodę LED (56/2/2). To niewątpliwie zadanie przekrojowe, ale tym bardziej interesujące. Trochę trzeba się napocić, by w domowych warunkach regulować natężenie prądu płynącego przez diodę, ale da się to zrobić np. wykorzystując roztwory soli o różnych stężeniach.
8. Czarna skrzynka (55/2/2). Ten eksperyment, w mojej ocenie, ma niezwykłą wartość edukacyjną, choć potrzebny jest generator. Z brakiem tego urządzenia można sobie poradzić wykorzystując komputer bądź smartphon z zainstalowanym generatorem (np. Phyphox) i wyprowadzając sygnał z gniazda audio. Uszkodzone słuchawki, które w tym celu można użyć ma z pewnością każdy uczeń. Tajnego połączenia trzech elementów może dokonać rodzić - skręcając nóżki elementów energicznie w palcach -  i zamknąć całość, choćby w pudełku po zapałkach. 
9. Wyznaczanie gęstości liniowej drutu (54/2/2). Tutaj "nasz generator" trzeba koniecznie zabezpieczyć przed uszkodzeniem podłączając drut przez opornik min. 1 kOhm. Zmian wartości natężenia prądu dokonujemy zmieniając głośność.Także ze względu na niewielką moc "naszych generatorów" zadanie do łatwych nie należy.

Do tej kolekcji można jeszcze dodawać i dodawać. Pozwolę sobie tylko na jeszcze dwie propozycje przećwiczone z moimi uczniami już w czasie pandemii:

• Badanie procesu rozładowania kondensatora. Najlepiej sprawdzają się te o pojemności rzędu 1000 mikroF, rozładowywane przez oporniki rzędu kilo Ohmów. Wystarczy rejestrować wskazania woltomierza kamerą, a potem poklatkowo, choćby w Trackerze, odczytać wskazania w czasie. To zadanie pracochłonne, ale daje satysfakcję (obu stronom procesu nauczania-uczenia się).
• Badanie zależności pojemności kondensatora płaskiego od powierzchni okładek. Tu potrzebny jest multimetr pozwalający mierzyć pojemność bezpośrednio, folia spożywcza (możliwie gruba - torby foliowe są alternatywą) i folia aluminiowa. Wycinamy okładki o znanych powierzchniach, odpowiednio przełożone starannie dociskamy i dokonujemy pomiaru pojemności. Kondensatory to wdzięczny temat.

Na zakończenie przychodzi mi do głowy tylko propozycja, by uczniów zarazić... Arduino (klony to wydatek 20 PLN). Czasownik ten jednak brzmi teraz złowieszczo. To może już po powrocie do szkoły?