Tradus de Patricia Gherban Draut

Lena şi Stefanie demostrează cum o corabie de aluminiu pluteşte pe hexafluoridă de sulf Pentru imagine, mulţumim Herbi Dreiner

Herbi Dreiner şi Tobias Strehlau ne arată cum “spectacolul” organizat de o facultate de fizică a inspirat un profesor de liceu şi pe elevii săi să creeze propriul lor spectacol de fizică. De ce să nu încerci şi în şcoala ta?

Sursa de inspiraţie - facultatea

Sala festivă a Amos Comenius Gymnasium din Bonn, Germania, este ocupată de 400 de adolescenţi. Într-un întuneric complet, Lena crează bule de săpun umplute cu metan, şi colega ei Stefanie le aprinde cu o flacără de gaz. Rezultatul este spectaculos - un nor de gaz în flăcări, care luminează întreaga sală, împreună cu feţele atente ale elevilor in public. Acesta este ultimul dintre cele 18 experimente prezentate de către 16 elevi de liceu (vârsta 15-18 ani), pentru colegii lor, într-un spectacol de fizică ce a durat 75 de minute.

Acest proiect a fost iniţiat de către Werner Urff, profesor de fizică pentru liceu, şi Derbi Dreiner, profesoară de fizică la Universitatea din Bonn. În fiecare din ultimii 6 ani, Dreiner împreună cu studenţii ei din anul al doilea au prezentat un nou “Physikshow” în facultate^w1. În aceste spectacole de două ore, studenţii demonstrează şi explică fenomene amuzante şi fascinante unui public format în mare din copii şi adolescenţi, de la 10 ani în sus.

Ca majoritatea universităţilor germane care au departamente de fizică, cel din Bonn are o colecţie întreagă de experimente adecvate demonstraţiilor la curs. De obicei de dimensiuni mari şi impresionante, ele dezvăluie mecanismele unor fenomene particulare. Unele din experimentele de la Physykshow fac parte din această colecţie; altele sunt inventate şi construite de studenţi. Unele sunt mari şi spectaculoase, dar şi efectele mici pot fi interesante – mai ales atunci când sunt prezentate pe muzică. Toate susţin acelaşi mesaj: fizica e distractivă. Distracţia este şi motivul pentru care majoritatea studenţilor participă, de vreme ce nu există nici o notă sau bonificaţie pentru participanţi. Lor le place fizica şi îşi arată entuziasmul în faţa publicului de fiecare dată.

Implementarea – la şcoală

După unul din spectacole, Urff şi elevii săi de liceu s-au gândit: “Nu ar fi minunat să putem face un spectacol la şcoala noastră?”. Dreiner şi 8 studenţi veterani ai Physikshow i-au susţinut pe durata pregătirilor. Cu două luni înaintea spectacolului, elevii de liceu – toţi voluntari – s-au grupat în echipe de câte doi, fiecare echipă cu un student care să-i ajute şi au ales experimentele din mulţimea demonstraţiilor de la facultate. Cele mai solicitate au fost acele experimente pentru care liceul nu avea echipamentele necesare, pentru că sunt prea costisitoare sau prea greu de depozitat: toate au fost împrumutate de la facultate. Acestea au fost experimentele care urmau să fie prezentate în cadrul spectacolului organizat la liceu.

Philipp face vizibile undele sonore cu o ţeavă umplută cu gaz, perforat de partea de sus Pentru imagine, mulţumim Herbi Dreiner

Înainte ca repetiţiile să înceapă la şcoală, adolescenţii au vizitat facultatea pentru a testa experimentele cu ajutorul mentorilor lor de la Physikshow. În următoarele patru după-amieze, elevii şi mentorii lor s-au întâlnit în sala festivă a liceului pentru a construi şi aranja echipamentele, a repeta experimentele, a compune explicaţii uşor de înţeles ale fenomenelor şi a găsi cele mai bune unghiuri pentru proiectarea imaginilor. Filmările au fost realizate de către personalul liceului care se ocupă cu lumini şi sunete pentru piesele de teatru.

Kristina (stânga) şi Julia arată cum o murătură cu mărar va emite lumină când un curent electric alternativ trece prin ea Pentru imagine, mulţumim Herbi Dreiner

Deşi abia dacă a fost suficient timp pentru repetiţii, rezultatul final a fost uimitor. Elevii au fost foarte siguri pe ei – şi ce e mai important – s-au distrat de minune. Lena şi Stefanie sunt cel mai bun exemplu. La început, nu au părut foarte intesate sau motivate. Însă pe parcurs, au devenit conducătoarele grupului şi au muncit mult pentru a avea experimentele conduse şi prezentate la perfecţiune. După spectacol, părerile lor erau complet schimbate: ”Suntem foarte bucuroase că am participat. A fost atât de distractiv. O vom face din nou!” Jumătate din elevi erau fete, dintre care nici una nu au manifestat un interes deosebit pentru fizică până la acel moment. Impresia noastră este că acest spectacol a fost prima ocazie a elevilor de a fi creativi în fizică şi deci fericiţi de a se putea implica mai mult în această materie.

Faceţi-o şi dvs.!

Dacă doriţi să demaraţi un proiect asemănător, principala motivaţie a dvs. ar trebui să fie transmiterea mesajului “fizica este foarte distractivă şi interesantă”, atât elevilor participanţi, de pe scenă, cât şi a celor din public. Deşi spectacolul a însemnat multă muncă şi mult timp investit atât din partea liceului, cât şi a facultăţii, a meritat cu siguranţă: elevii nu doar au învăţat ceva fizică, au mai şi învăţat să se organizeze ca echipă şi să susţină încrezători un spectacol în faţa a sute de oameni. Prin efortul depus, spectacolul a devenit al lor: erau foarte entuziasmaţi şi acest entuziasm s-a transmis colegilor lor din public.

Este posibil ca nu toate şcolile să aibă ocazia să lucreze cu o facultate învecinată la un astfel de proiect. Dar jumătate din distracţie e construirea unor experimente originale. Acest lucru necesită mult timp de pregătire, dar răsplata e pe măsură. Există nenumărate idei pe Internet^w2 şi în cărţi – sau pur şi simplu jucaţi-vă, de exemplu punând obiecte în cuptorul cu microunde (sub strictă supraveghere) pentru a descoperi lucruri interesante.

Trei dintre cele mai de succes experimente au costat foarte puţin:

1. Bulele de săpun umplute cu metan descrise mai sus. Am luat metan dintr-o butelie şi am conectat-o la un “dispozitiv de făcut baloane din săpun” de dimensiuni mari, în formă de con, cumpărat dintr-un magazin de jucării. Bulele de săpun se ridică pentru că metanul este mai uşor decât aerul, ceea ce face mai uşoară aprinderea lor. Arderea e cauzată de metanul care este inflamabil.
2. O minge de oţel de 25 kg atârna ca un pendul de tavan. Am adus o profesoară pe scenă şi a pendulul a fost lăsat să oscileze chiar din faţa nasului ei. Camera filma figura înspăimântată a doamnei profesoare în timp ce pendulul revenea. Evident că nu a atins acelaşi punct a doua oară, datorită legii conservării energiei, dar se apropia atât de repede încât până şi cel mai experimentat fizician s-ar fi îndoit de legile fundamentale ale fizicii.
3. Inele de fum. Am folosit o cutie cubică din placaj, de latura 1.4 m, cu o gaură circulară pe lateral de diamnetru 40 cm. Partea opusă era deschisă şi acoperită cu o folie de plastic. Am umplut cutia cu fum de scenă şi am bătut folia din spate. A rezultat un inel de fum foarte bine definit, care a început să plutească prin sală. Având lumini şi o sală întunecată, efectul a fost uimitor.

Notă pentru siguranţa dvs.: Asiguraţi-vă că procedurile sunt conforme cu limite de risc rezonabile.

Experimente de calitate în acest caz înseamnă mai mult o prezentare de calitate decât materiale scumpe. Dacă resursele financiare sunt o provocare, poate părinţii sau direcţiunea sunt capabili să ofere un modest sprijin material. La final, aceste evenimente nu doar motivează elevii dar pot atrage vizitatori sau atenţia presei asupra şcolii. Succesul care a fost obţinut în implicarea elevilor de liceu este exemplificat de un proiect derulat la Gesamtschule Hennef, lângă Bonn. În urmă cu şase ani, Ingo Wentz, un profesor de fizică, a început “Physikusse” w3cu un grup de elevi. Ei se întâlneau săptămânal şi lucrau la diferite proiecte de fizică, cum ar fi construirea de demonstraţii. Într-un an au participat la “Freestyle Physics' competition”cu un grup de elevi. Ei se întâlneau săptămânal şi lucrau la diferite proiecte de fizică, cum ar fi construirea de demonstraţii. Într-un an au participat la “Freestyle Physics' competition”w4 la Universitatea din Duisburg, Germania, unde elevii de liceu trebuie să se supună unor provocări, de exemplu să-şi construiască propriul aparat de ??.

Copii din public încearcă să prindă inelele de fum emanate de cutia cu fum Pentru imagine, mulţumim Herbi Dreiner

Membrii Physikusse au plănuit şi să susţină diferite spectacole de fizică folosing materiale simple, începând cu o apariţie de 20 de minute pentru părinţi şi colegi, la zilele porţilor deschise ale şcolii şi continuând cu ziua porţilor deschise a Societăţii Germane de Fizică. Wentz susţine conceptul “fizicii cu cost redus”. El a avut câteva succese în a achiziţiona şi materiale mai scumpe: de exmplu, a convins o companie locală să doneze azot lichid de câte ori grupul lui ar avea nevoie. Physikusse primeşte doar un sprijin modest din partea direcţiunii şi Weintz este scutit de o parte a normei sale pentru a putea organiza activităţile.

Pe scurt, un spectacol de fizică făcut de elevi pentru colegii lor este o modalitate minunată de a motiva copii de toate vârstele şi de a-i atrage în direcţia studiului fizicii. Este un timp foarte bine investit, pentru public, pentru profesori şi mai ales pentru elevii organizatori. Am fi încântaţi să vă oferim sfaturi sau să discutăm cu persoane care doresc să creeze ceva similar.

Referinţe web

w1 – Mai multe despre Physikshow al Universităţii din Bonn pot fi găsite la:
http://de.arxiv.org/abs/physics/0701344 şi
http://cerncourier.com/cws/article/cern/31198

w2 – Pentru idei de experimente, uitaţi-vă la: http://physikshow.uni-bonn.de/index.php?job=Versuche

w3 – Mai multe informaţii despre proiectul 'Physikusse' din Hennef, la: www.physikusse.de

w4 – Pentru mai multe date despre Freestyle physics, uitaţi-vă la: www.freestyle-physics.de

Resurse

O carte foarte bună plină de idei pentru experimente ce pot fi prezentate este:

Sprott JC (2006)O carte foarte bună plină de idei pentru experimente ce pot fi prezentate este: Madison, WI, USA: University of Wisconsin Press

O parte din această carte poate fi consultată online: http://sprott.physics.wisc.edu/demobook/intro.htm

O altă carte bună este:

Walker J (1975) Cercul zburător al fizicii. New York, NY, USA: Wiley

Jurnalul din SUA 'The Physics Teacher' conţine regulat experimente utile, pe: http://scitation.aip.org/tpt/

Institutul de fizică 'Physics to Go' al Regatului Unit a publicat sfaturi despre organizarea unui eveniment legat de fizică (incluiv o listă de 20 de trucuri sau experimente) şi poate f descărcat de la adresa: www.iop.org/activity/outreach/Resources/
Putting_on_your_own_event/Things_to_do/page_19207.html

Herbi Dreiner (dreiner@th.physik.uni-bonn.de) se ocupă cu studiul teoriei particulelor la Univeristatea din Bonn, Germania. Tobias Strehlau este un student al ei, tot la Universitatea din Bonn.