Club Aurora

Твоят прозорец към космоса.

Експерименталната страна на физиката…
Обичахте ли физика в училище? Или я намирахте за скучна, неразбираема, абстрактна… Спомняте ли си някоя от формулите в учебниците, можете ли да възпроизведете... Експерименталната страна на физиката…

Обичахте ли физика в училище? Или я намирахте за скучна, неразбираема, абстрактна… Спомняте ли си някоя от формулите в учебниците, можете ли да възпроизведете основните принципи, върху които е построен нашия свят? За жалост е много по-вероятно училищната физика да ви е оставила мъгляв спомен като нещо досадно и  маловажно, отколкото да е спечелила сърцата ви. Казвам „за жалост“, защото за мен и за много мои съмишленици, физиката е царицата на науките. Тя е основата на естествознаниетo. И  не може да си биолог, химик, инженер или компютърен специалист, без да си преди всичко физик.

Ала все пак от доста години я има тенденцията добрата стара физика да бъде изтиквана на заден фон в йерархията на средното ни образование (и не само). Въпреки нарастващото значение на приложните науките в човешкия прогрес. В представите на много хора качествено образование означава децата ни да научат един-два чужди езика и малко програмиране или икономика. Чудесно. Но нека не забравяме, че това са само инструменти. Никой не отрича, че тези инструменти са необходими за успешна реализация по-нататък, обаче самите те изобщо не означават образование.

Образование е преди всичко развитието на критично и логическо мислене, търсенето и откриването на отговори, задаването на нови въпроси, стремежът към яснота – това именно е целта на науки като физиката. Но за разлика от повечето други естествени науки, физиката има един голям „недостатък“. Тя не може да бъде преподадена добре само на хартия. Колкото и качествено да са написани учебниците, каквито й илюстрации да съдържат, преподаването на физика се осакатява, ако не се обърне подобаващо внимание на експерименталната й страна.

Само че в училищата ни няма лаборатории по физика. Или ако има – повечето уреди в тях са стари и повредени. В най-добрия случай е останала някоя единична бройка, до която учениците така и не се докосват, а просто пасивно наблюдават какво прави учителят им. Защо да се изненадваме тогава, когато впоследствие децата изобщо не могат да съотнесат многобройните формули, които са зазубрили в учебниците, към реалните физически процеси в природата около тях? И тъжното следствие е, че децата, по принцип изпълнени с любопитство за света около себе си, не намират задоволителни отговори в училище. В резултат те занемаряват своето любопитство, спират да си задават въпроси и накрая получаваме едни инертни, апатични граждани, чиито кръгозор се изчерпва единствено с покриване на насъщните нужди. Граждани, податливи на манипулации. Щеше ли изобщо да ги има истериите по кемтрейлс, ваксините, ХААРП, плоската Земя, ако образованието не беше в (глобална) криза?

Да, нещата може и да изглеждат мрачно в момента, но държа да кажа, че има и светлинка в тунела. И преди е ставало дума за прекрасната инициатива на Софийския клон на Съюза на физиците в България (СК на СФБ) – Олимпиадата по експериментална физика, в рамките на която много ученици от България и света мерят сили в провеждането на физични експерименти и определят сами фундаментални природни константи. Наскоро имаше още едно мероприятие под егидата на СК на СФБ и Физическия факултет към Софийски университет „Св. Климент Охридски“.

Става дума за ежегодния ученически конкурс „Уреди за кабинета по физика“.

Предизвикателството накратко е следното.  Ученици в прогимназиална и гимназиална степен на обучение трябва сами, под менторството на учителите си по физика, да разработят експеримент, който демонстрира някакъв физичен закон от учебниците им по физика. Идеята не е да се купува наготово сложен уред, а да се покаже как с ежедневни материали, минимални финансови средства и повечко въображение може да се онагледи почти всичко от училищната физика.

В уречения ден – гореща юнска събота – учениците започват да изпълват партера на Физическия факултет от ранни зори.  Те са предимно от София, но има също силно включване от училища в Плевен, Вършец, та дори и от Македония и Босна и Херцеговина. Насам-натам се носят маси, опъват се кабели и трескаво се разполагат разни чудати неща. Атмосферата е шарена и весела – като на панаир. А експериментите са впечатляващо различни един от друг! И то не само тематично (от хидростатика и механика до електромагнетизъм и оптика), а преди всичко идейно и концептуално.

1_TRIFONOV2018-3290-1024x683 Експерименталната страна на физиката...

Някои от експериментите поставят акцент върху използването на съвременни микроконтролери и роботизирани устройства, като залагат повече на информационните технологии в помощ на физиката.

2_TRIFONOV2018-3333-1024x683 Експерименталната страна на физиката...

Други, напротив, разчитат на неща от бита, които нормално бихме изхвърлили, за да вдъхнат живот на семпли, но убедителни експерименти по физика. Не без чувство за хумор организаторите на конкурса са създали специална категория за тях – „Наука от боклука“.  И тук има много бисери, които изумяват с простотата си. Като опитната постановка от бидон за минерална вода и два балона вътре, показващи работата на белите дробове; Херонов фонтан, също на базата на шишета за минерална вода; демонстратор на механични вълни, създаден от струна за китара.

4_DSC_0101-1024x680 Експерименталната страна на физиката...

Учениците показват, че от рециклируеми материали могат да се правят и доста сложни  прототипи. Като робота-всъдеход, захранван от слънчеви панели на градински лампи или впечатляващия соленоиден двигател с маховик от коркови тапи :).

3_DSC_0118-1024x680 Експерименталната страна на физиката...

И макар конкурсът да е ученически, приятна изненада буди фактът, че много деца са потърсили съдействието на родителите си при изработката на по-приложни експерименти. Така се е получил демонстратор на механичен резонанс, чиито метални пластини с различна дължина са заварени от нечий сръчен татко. Друг татко, вероятно автомонтьор, е разглобил стар бутален компресор от автомобилен климатик, и сега дъщеря му въодушевено обяснява работата на  компресорите, показвайки нагледно какво представлява един такъв. А до нея млад радиолюбител прави първите си стъпки в радиотехниката, сглобявайки собствен аудиоусилвател, под напътствията на своя баща…

5_DSC_0113-1024x680 Експерименталната страна на физиката...

Особено радващо е, че някои ученици са се опитали да  възстановят или подобрят стари,  неработещи експерименти от кабинетите по физика – като генератор на Ван де Грааф и  математическо махало за определяне на земното ускорение. Е, тук се губят точки за оригиналност, но винаги си заслужават похвала опитите да вдъхнеш нов живот на старата апаратура. Още повече, че така на базата на reverse engineering можеш да се запознаеш прекрасно с основните й недостатъци и ограничения.

6_TRIFONOV2018-3297-1024x683 Експерименталната страна на физиката...

Идеята тук не е кой ще спечели, тъй като колкото и изтъркано да звучи – всеки печели. Не се съмнявам, че в този хубав ден всички ученици са събрали също токова хубави спомени, които ще бележат пътя им занапред. И все пак един от експериментите се отличава със своята оригиналност и старателност, така че той заслужено печели приза на журито в категорията за големите ученици. Петя Стойкова и Владимир Христов от 9Б клас на Националната търговско-банкова гимназия в София, под ръководството на уч. Нонка Байлова, са разработили Arduino експеримент за измерване на земното ускорение.

Те са свързали сензор за натиск към микроконтролера, върху който пада метално топче, пускано от електромагнит, управляван също от Arduino. Така, измервайки с точност от няколко милисекунди времето за падане и знаейки височина, от която пада топчето, учениците могат да определят земното ускорение. Лично аз благодаря на авторите за чудесния експеримент и се надявам, че ще постигнат още по-добра измервателна точност, вземайки предвид градивните ми забележки 😉 А вие се запознаете с детайлното описание на експеримента им тук – NTBG2018_MeasuringTheEarthAcceleration

7_TRIFONOV2018-3479-1024x683 Експерименталната страна на физиката...

Изобщо подобни конкурси са страхотно начинание, защото постигат няколко цели наведнъж. Първо и най-важно – показват, че физиката може да бъде забавна и интересна за всички. Второ, конкурсът развива творческата мисъл у децата, а освен това техният труд дава плодове, от които ще се възползват и много други ученици. Може да се каже, че за разлика от физиката, при която енергия не се губи и не се създава, то на конкурса „Уреди за кабинета по физика“ положителната съзидателна енергия определено се генерира и със сигурност ще прихване още и още ученици, родители, учители…

Успех, деца, и нека откривателският дух никога не ви напуска!

8_TRIFONOV2018-3482-1024x683 Експерименталната страна на физиката...

Повече информация за конкурса можете да откриете на страницата на организаторите.

И благодарности за фотоматериала на Пламен Трифонов и Александър Петков!

Еmil Petkov

Емил е авиационен инженер, който се опитва да предаде тук своите знания и опит. Намира космоса за вълнуващо място и се интересува как чрез новите технологии ще се приближим до него.

No comments so far.

Be first to leave comment below.

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *