RÉSZECSKE-ASZTROFIZIKA A KÖZÉPISKOLÁBAN
Pető Mária Témavezető: dr. Cynolter Gábor
Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Kar Fizika Doktori Iskola Vezető: Dr. Palla László Fizika Tanítása Doktori Program Vezető: Dr. Tél Tamás
2015.
Bevezetés:
Ha egy diák vagy felnőtt ma a CERN-ről, az LHC-ről hall, akkor valószínű, hogy az ehhez társított gondolat a fekete lyuk lesz és a Higgs-bozon. Az egyre bonyolultabb műszaki cikkek, robotok is felcsigázzák az érdeklődők figyelmét, de nagyon hamar szembesülnek azzal, hogy ehhez bizony nem értenek, nem tudják hogyan is működik. Ez a világ nagyon titokzatos és riasztó mindazok számára, akik úgymond a médiából (TV, internet, hírlapok, magazinok) próbálják megérteni mindazt, amit a modern tudományok kínálnak akár elméletekről van szó, akár gyakorlati alkalmazásokról és technikai megoldásokról. Ilyen körülmények között a tanároknak, főként a természettudományokat oktatóknak nagyon fontos szerepük van abban, hogy megalapozzák azt a tudást, jártasságot, amely a részecskefizika és csillagászat, modern fizika vagy határtudományok területén eligazítja az érdeklődőt. Tanárként kell megteremtenünk azt lehetőséget - tanórákon vagy szakköri munkával - mely során tanulmányozhatjuk azokat a témákat, amelyekkel válaszolhatunk a diákok által feltett kérdésekre. Adott esetben minden tanárnak az a feladata, hogy megtalálja azokat a módszereket, amelyek segítségével a tanrend által élőírt témákat, feladatokat összekötheti azokkal a kihívásokkal, amelyeket a technika és számítástechnika új alkalmazásai folyamatosan támasztanak. Ezek a kérdések, éppen újszerűségűknél fogva nyilván kimaradtak a kötelező tananyagból, de folyamatosan ott vannak mindennapjainkban. A romániai iskolai tanrendek, tantervek 1989 után nagyon sokféle változáson mentek át az oktatási reformok jegyében és ennek egyik következménye volt az óraszámok jelentős csökkenése valamint a tananyag átrendezése. Reál osztályokban (természettudományok, matematika-informatika, műszaki szakosztályok) heti 3 óra, humán osztályokban (filológia, művészeti, teológia, társadalomtudományok, sport) heti 1 esetenként 2 óra van, de csak IX-X. osztályban. Az érettségi követelmények viszont reál tagozaton minden osztály számára emelt szintűek. Ugyanakkor egyetemi felvételin a fizikát minden szakon ki lehet kerülni, nem kötelező tárgy egyetlen állami egyetem esetében sem. Ilyen körülmények között szükségszerű a szemléletváltás a pedagógiai munkánkban és olyan eszközök, módszerek kialakítása, amelyek lehetővé teszik azt, hogy ebben a paradox helyzetben használható természettudományos alapműveltséget, tudást nyújtsunk a diákoknak, megszerettessük velük a tudományokat. Tanórai munkám során arra próbálom a hangsúlyt helyezni, hogy a kísérletek segítségével a jelenségeket könnyebben megértsék, az azokhoz
kapcsolódó elméleteket elsajátítsák a diákjaim. A feladatmegoldási módszerek elsajátításának nehézségeit pedig a projekt és kutatómunka segítségével próbálom áthidalni. Nyilván nem lehet teljesen kiküszöbölni az ehhez kapcsolódó gondokat, de a kevésbé érdeklődő diák is talál magának megfelelő feladatot egy-egy projekt során. A tehetségígéretek esetén pedig a szakköri munka, tehetségműhelyek jelentik azt a lehetőséget,
amikor
jobban
kibontakoztathatják
képességeiket.
Számukra
speciális
foglalkozásokat dolgoztam ki, amelyek során bővíthetik tudásukat, jártasságra tesznek szert a tudományos kutatás módszereiben, rejtett képességeiket hozhatják felszínre. Célkitűzések: Doktori dolgozatomban annak a tanári munkának az eredményeit szeretném bemutatni, amelyet a Sepsiszentgyörgyi Székely Mikó Líceumban végzek, annak érdekében, hogy a diákokat visszahódítsam a természettudományok számára, éberen tartsam bennük azt a kíváncsiságot, amit magukkal hoznak elemi osztályokból illetve felkeltsem az érdeklődésüket a fizika új alkalmazásai, a modern műszaki technológiák iránt. Főként olyan témák tanításához kerestem új eljárásokat és megközelítési módokat, amelyek a csillagászat, űrkutatás rejtelmei felé vezetik el a kíváncsiskodókat illetve a humán tagozaton a Tudomány című tantárgyat tanuló diákokat. A XII-es tantervünk tartalmaz részecskefizikával kapcsolatos témákat, de minden össze van zsúfolva néhány tanórába. Ez túl kevés ahhoz, hogy a fizika egyik leggyorsabban fejlődő ágával és annak néhány alkalmazásával megismerkedjenek a diákok. Éppen ezért egy más megközelítési módot dolgoztam ki, amelynek során már a bevezető szakaszban a diákok aktív részesei a tananyag előkészítésének majd elsajátításának. A szakköri munkám során elsősorban az elektronika modern alkalmazásaival, űrkutatási és mérési eszközök világágával ismertetem meg a diákjaimat, együtt építve különféle robotokat egyszerű modellektől egészen autonóm, díjnyertes eszközökig. Felhasznált irodalom: [6], [8]. [9]. [11], [12], [13], [14], [15].
1. Részecskefizika A részecskefizika az az ága a fizikának, amely talán a legtöbb rejtélyt sejtet a diák számára, de ugyanakkor válaszol olyan kérdésekre, amelyek a mindennapi
alkalmazások során felmerülnek benne. A középiskolás tananyag csak arra elegendő, hogy felébressze a diák érdeklődését, ha megfelelően visszük közel hozzájuk. A részecskefizika tanításához azt a tudást és tapasztalatot használtam és használom fel, amelyet a CERN HST tanárképző programján szereztem és alakítottam át a saját iskolám és tanulók
igényei
szerint.
Ennek
részeként
buborékkamrát
építünk
a
részecskék
nyomelemzésére, a Minerva adatbázisában található buborék és ködkamrás képeket használjuk a részecskék azonosítására, illetve a részecskefizika megmaradási törvényeinek ellenőrzésére. A detektorok felépítésének és működési elvének megismerése a CERN oktatói felületének a használatával lehetővé teszi a félvezető anyagok különleges gyakorlati alkalmazásainak a bemutatását, illetve a tanulók érdeklődésének a ráirányítását az alapkutatások szépségeire. Megmutattam, hogy ha érdekes, nem szokványos tanítási megközelítésben visszük a diákok elé a részecsekefizika anyagát, akkor a modern fizikának ez az érdekfeszítő, izgalmas és állandó fejlődésben levő ága is érthetővé válik számukra. Ezért interaktív műhely – előadásokat szervezek a részecskefizika Standard Modelljéről, a Higgs-bozonról, részecskegyorsítókról, a CERN-ről. Az előadás után feladatlapok segítségével értelmezzük az Atlas detektor képeit, azonosíthatjuk a különböző elemi részecskéket. A szakköri és órai tevékenységek hasznos összekapcsolásának bizonyul, hogy részt veszek diákjaimmal a Debreceni Particlephysics Masterclass tevékenységein. Ezeken az alkalmakon a résztvevő diákok közvetlenül kerülnek kapcsolatba a részecskefizika kutatás módszereivel és vehetnek részt valódi CMS és ATLAS detektorképek elemzésében. Minden ilyen foglalkozás után a résztvevők segítségével órai műhelymunkát szervezünk a többi diák számára, ami közvetlenebbé és hitelesebbé teszi az elemi részek világát. A részecskék tulajdonságainak az elemzésére, megismerésére egy saját nyomelemző programot dolgoztam ki a diákok segítségével, amelybe különböző bomlási folyamatok adatait bevezetve választ kapunk a részecskék energiájára, impulzusára, töltésére. A tézishez kapcsolódó publikációk: [4].
2. Napfizika Égi mechanikával, csillagászati témával a hazai tananyag csak néhány (2-3) órában foglalkozik A Nap fizikájának a tanításához egy olyan módszert használok, amelyet a
különféle (ESO, ESA) nyári iskolák során tanultam és átdolgoztam saját iskolám és diákjaim lehetőségeinek megfelelően. A Napfizikához kapcsolódó témák közül a legszemléletesebb a napfoltok megfigyelése, tanulmányozása, illetve a Nap differenciális forgási sebességének kiszámítása egyszerűen, középiskolások számára is hozzáférhető módszerekkel. A témához kapcsolódóan kétféle megközelítést dolgoztam ki: az egyik az egyszerű, kevés matematikát, különleges tudást nem igénylő, a másik számítástechnikai jártasságot igénylő módszer. Az előbbit már használhatjuk IX. osztályban illetve humán tagozaton, a másodikat reál tagozatos XI-XII. osztályban. A napfoltok közvetlen megfigyelésére teleszkópot, illetve annak kivetített képét használjuk. Ezeket a képeket a Csillagászat Napja, Iskola Másként projekt-héten gyűjtjük össze és rendszerezzük. Ezeken kívül a SOHO illetve a Debreceni Napfizikai Intézet adatbázisából minden munkacsoport számára 10-15 képet töltünk le, napfoltokról vagy napfoltcsoportról, amelyeket különböző napokon, meghatározott időpontban rögzítettek a megfigyelő rendszerek. A kiválasztott képeket egy beosztásos hálóra helyezve pontosan rögzítjük a napfolt helyét, méretét a különböző napokon, a megjelenésétől egészen az eltűnéséig. A kapott adatokat táblázatban rögzítjük, majd ezek alapján a diákok kiszámíthatják a Nap differenciális forgási sebességét, illetve olyan kérdésekre válaszolnak, hogy: miként jönnek létre a napfoltok, mitől függ a megjelenésük, méretük, milyen módon befolyásolja vagy nem a nap energiaháztartását a napfolttevékenység, van-e valamilyen hatásuk a földi időjárásra, légköri jelenségekre, stb. A reál tagozatos diákok számára érdekesnek és hasznosnak bizonyul, hogy a képeket betöltik a SalsaJ programba és a program segítségével meghatározzák minden napfolt méretét, rögzítik a folt helyét, és követik a felszínen való látszólagos elmozdulást. A program alkalmazása lehetővé teszi a napfolt és a felszíni hőmérséklet összehasonlítását, illetve ennek nyomonkövetését a folt megjelenésétől az eltűnésig. Még bonyolultabb elemzéseket tudunk végezni az Aladin programmal, amelynek segítségével animáljuk a napfolt mozgását, változásait,
kiszámítjuk
a
mozgási
sebességet
összekapcsolva
a
matematikai,
számítástechnikai illetve dinamikai ismereteket. A tanórai tevékenység elsődleges célja, hogy megismertesse a diákokkal a napfoltok megfigyelési lehetőségeit, módozatait, a napfoltok mozgásából miként lehet kiszámítani a Nap forgási periódusát valamint kapcsolatokat keresni a napfolttevékenységek és Föld légkörének folyamatai, illetve az űridőjárás között. A tézishez kapcsolódó publikációk és irodalom: [3].
3. Műholdépítés A műholdak minden kis- és nagydiák számára érdekfeszítő, csodálatos eszközök, amelyek szinte elérhetetlen távlatokat nyitnak meg a kreatív alkotásban. Azt, hogy egyszerű modelleket középiskolás szinten is lehet építeni, nagyon kevesen hiszik el, talán még akkor sem, ha már látják a kész műszert. A szakköri munkám során megmutattam, hogy egy ilyen műhold építése diákokkal elvégezhető. Néhány éve az ESA (Európai Űrügynökség) versenyt hirdetett középiskolások számára, amelynek az volt a témája, hogy építsenek egy műholdszerű eszközt (úgynevezett CanSat-et), amely kilövés után mérési feladatokat lát el 1km magasságban. A felhívás azonnal lázba hozta a diákjaimat is, ami arra sarkallt, hogy dolgozzak ki egy tanulási munkatervet, műszaki eljárási csomagot, amelynek az eredménye egy működő mini-műhold lesz. A feladat lényege az volt, hogy megismertessem a diákjaimmal a tudományos kutató és építőmunka alapjait (az ötlettől a megvalósításig), és alkalmazzuk egy üdítős dobozba illeszthető eszköz esetében. Mivel a tanmenet nem tartalmaz szinte semmi ezzel kapcsolatos leckét, ezért az egész munka előkészítő tanulmányokkal kezdődött, ismerkedés a műholdak felépítésével, elemeivel, milyen feladatokat látnak el és hogyan. Nyilvánvaló volt, hogy a IX-X-es középiskolás elektromosságtani ismeretek nem elegendőek az áramkörök, vezérlési rendszerek megtervezéséhez és megépítéséhez, ezért kidolgoztam egy egyszerűsített áramköri modellt, s ennek segítségével tanulták meg a félvezető áramköri elemek, integrált áramkörök, szenzorok működési elvét. A projekt segítségével igazoltam, hogy ez az egész folyamat miként használható fel komplex tanulási eljárásként, mert ötvöztem a konkrét elektromosságtani áramköri tervezési modelleket és
ismereteket gazdasági, költséghatékonysági számításokkal. Megmutattam,
hogy az informatika órán szerzett programírási tudás, miként használható fel egy mechanikai rendszer vezérlésére, irányított mérések elvégzésére, modellezésében. A tézishez kapcsolódó publikációk, irodalom: [1], [2].
4. Légkörfizikai mérések
illetve ez miként segít mozgások
A megépített műhold jól meghatározott feladatokat kell ellásson: légkörfizikai adatok mérése, légköri szennyeződés meghatározása, helymeghatározás, a landolás során gyorsulás mérés, landolás után helyfelismerés, talajmérés. Megmutattam, hogy a légkör fizikai jellemzőinek a meghatározása a magunk által épített eszközzel fontos eleme annak a folyamatnak, amelynek során a termodinamika, mechanika, elektromosságtan, illetve földrajz órákon szerzett ismereteket egy új mérési környezetben alkalmazzuk. A módszer nemcsak azért hatékony, mert elmélyíti a fizika egy-egy fejezetének tanulmányozása során szerzett ismereteket, hanem megmutatja ezek összekapcsolódási szintjeit illetve intergrált módon mutatja be a természettudományokat a diákoknak. A CanSat tervezése során már arra építettem a szakköri feladatokat, hogy a diákok lépésről lépésre haladva nyomon követhessék és megértsék, hogy miként lehet például a hőmérsékletet vagy a nyomást olyan elektronikus szenzorokkal mérni, amelyek csak feszültség/áramingadozásokat jeleznek. A mérési elv megértését a következő módon értük el: a diákok párhuzamosan végeztek méréseket analóg mérési technikával (nyomásmérő, hőmérők) illetve az Arduino- mikrokontrollerhez kapcsolt szenzorokkal. A szenzorok által mért feszültség- vagy áramingadozásokat egy megfelelő parancssor segítségével átalakítjuk analóg értékekből digitális jelekké, majd ezeket továbbítjuk. Később egy program segítségével nyomási és hőmérsékleti értékekké alakítjuk azokat újra, majd összehasonlítjuk az előbbi mérés eredményeivel. A parancssor (program) megírása során tisztázzuk az ellenállás-változás hőmérséklet- valamint nyomásfüggését, és ennek következményeit. A változó ellenállás által generált áramingadozásokat használjuk fel a méréshez illetve ezeket „fordítjuk le” légköri adatként. Minden mérés esetén kalibrációs görbéket készítünk a szenzorhoz. A mérési eljárás hitelesítéséhez a helyi Légköri Minőségellenőrző Állomás adatait illetve mérési eljárásait használjuk fel. A légköri szennyeződés, szállópor meghatározásához optikai mérések bizonyultak hatékonynak, amelyek a fényvisszaverődés elvére épülnek. Miközben a detektor felépítést, áramköri leírását elemezzük, az elméleti órákon szerzett ismereteket alkalmazzuk, illetve folyamatosan bővítjük a kisfeszültségű egyenáramú áramkörök modern technikai megoldásainak az ismertetésével. A tézishez kapcsolódó publikációk, irodalom: [1], [2].
5. Adatfeldolgozás A CanSat a kilövés során, illetve után folyamatosan kapcsolatban van a földi irányító egységgel és azzal kommunikálva adatokat küld, amelyeket rögzíteni kell. Ehhez egy adatfeldolgozási programcsomagot dolgoztunk ki a szakköri foglalkozásokon. Ez kiváló lehetőséget nyújt a diáknak az informatika órákon szerzett ismeretek gyakorlati, tudományos alkalmazására. A CanSat miniszatellit egy összetett rendszer, amely 5 fő egységből áll: mérési szenzorok (nyomás, hőmérséklet, a légköri összetevői, szilárd szennyeződések, gyorsulásmérő, helymeghatározó, stb.), kommunikációs és adatközlő egység, energiaforrás, ejtőernyő a biztonságos landoláshoz illetve földi adatrögzítő és feldolgozó állomás. Az általunk megtervezett és megépített, hatékonyan működő mérési egység adatait a CanSat folyamatosan közli a földi egységgel, ott ezeket feldolgozzuk, értelmezzük. Ehhez a műholdacskába egy rádióadó egységet terveztünk, amely egy antenna segítségével, adott frekvencián, kommunikál a földi egységgel, az adatokat pedig egy számítógépen keresztül tárolja, jeleníti meg illetve dolgozzuk fel. A szakköri munka során előbb megtanultuk az Arduino vezérlésű egység programozását, alkalmazva a diákok számítástechnika órán tanult elméleti tudását. Ehhez C++ programozási nyelven olyan parancscsomagokat írtunk, amelyek egyszerre rögzítik és rendszerezik a szenzorok által küldött adatsorokat. Az adatfeldolgozáshoz MS Access és MS Excel programokat használok, amelyek segítségével
a
diákok
megismerkednek
a
számítógépes
adatfeldolgozás
egyszerű
módszereivel, megtanulják értelmezni az elkészített grafikonokat és diagramokat. Ezek segítségével pedig ellenőrzik, illetve bizonyítják a tanult fizikai törvények helyességét valós körülmények között. A programok megírása, a mérési adatok feldolgozása kiváló lehetőség az elmélet és a technikai, műszaki feladatok ötvözésére, technikai jártasságok kialakítására, ugyanakkor a tudományos kutatási módszerek elsajátítására. Mivel nagyon nagy mennyiségű adatot kell feldolgozni és értelmezni, a diákoknak azt is megmutatom, miként lehet kiválasztani a jelenség vagy mozgás szempontjából a lényeges elemeket, miként lehet azok segítségével általános szabályokat megfogalmazni, ismétlődési mintázatokat felismerni és ezek alapján folyamatokat előrejelezni, modellezni. A tézishez kapcsolódó publikációk, irodalom: [1], [2].
6. Kráterek. Geomorfológia A középiskolai mechanika, földrajz, és geológia eredményes összekapcsolására ad lehetőséget a becsapódási kráterek tanulmányozása projekt-feladaton keresztül. A szakköri munka kevesebb diák számára érdekes vagy érhető el, ezért olyan projekt jellegű feladatokat dolgoztam ki, amelyek az osztályban is alkalmazhatók, reál illetve humán tagozaton különböző nehézségi szinten. A feladat minden csoport számára a becsapódási kráterek tanulmányozása különböző módszerekkel, és erről egy tudományos beszámoló, bemutató készítése. A projektmunka során a diákoknak tanulmányozniuk kell a különböző anyagok (homokfélék, agyagos föld, liszt, szilárd kőzetek, stb.) szerkezetét, viselkedését, a becsapódási energia függvényében. A becsapódás során nemcsak a keletkezett mintát kell megfigyelni, hanem kapcsolatot kell teremteni a becsapódás dinamikai elemei és a keletkezett kráter fizikai adatai között. Úgy találtam, hogy a humán tagozatos diákok esetén a feladat a kráter mélységének, formájának szerkezetének a leírásával véget is érhet, a reál tagozatos diákoknak azonban érdemes törvényszerűséget, ismétlődési mintázatot is keresniük a becsapódás feltételei, a kráter formája, méretei, valamint az anyag típusa között. Ezek a feladatok nagyon hasznosnak bizonyultak az évek során abban, hogy segítségükkel a mechanikában tanult ismereteket tudom tisztázni, rögzíteni illetve összekapcsolni a naprendszerben megfigyelt becsapódási kráterekről szerzett ismeretekkel. A különböző technikák (videó elemzés, képelemzés, számítógépes szimuláció) a diákok kreativitását fejlesztik, ugyanakkor új tanulási lehetőséget biztosítanak számukra a kötelező feladat és a modern technikai eljárások ötvözésével. A tézishez kapcsolódó publikációk: [5].
7.Robotika A robotok nagyon komoly kihívást jelentenek a diákok számára, mind technikai, mind elméleti szempontból. Erre az érdeklődésre alapozva alakítottam szakköri csoportot azokból a diákokból, akik elég érdeklődést, kitartást mutattak a téma iránt. A robotépítés egy komplex tehetségfejlesztő program meghatározó eleme a munkámban. Ez az a terület, ahol a teljes, addig felhalmozott elméleti tudást ötvözhetik a diákok a műszaki jártassággal, a mérnöki munka kihívásaival.
A robotépítési csoportban elsődlegesen olyan kérdések megoldására kerestük a választ, amelyek valamilyen feladat elvégzéséhez irányítható, de ugyanakkor önálló mozgásra képes eszköz megvalósítását jelentették. A robotok mindig is felkeltették a diákok érdeklődését, és ezt felhasználva mélyítem el és egészítem ki a szakórákon (fizika, informatika, technika, stb.) megszerzett tudást. Egy robot megépítése az ötlettől a működőképes eszközig nagyon hosszú folyamat, főként akkor, ha nem előre gyártott, megvásárolt elemekből rakjuk össze. A szakköri foglalkozásainkon olyan elemeit sajátítják el a diákok a mérnöki és elméleti tudásnak, ami megalapozza pályaválasztásukat, fejleszti technikai jártasságukat. Két csoportban dolgozom a diákjaimmal: a kisebbek a Lego-NXT és EV3 csomagot használják, a nagyobbak (IX-XII) saját tervezésű és kivitelezésű robotokat fejlesztenek. Az első ilyen díjnyertes robotunk egy tűzdetektáló és tűzoltást segítő távvezérlésű, de önálló feladat ellátásra is képes eszköz volt. Ennek a modellnek a szabadalmaztatásra benyújtott változata után diákjaimmal sikerült egy olyan robotot is készítenünk, amely a katasztrófasújtotta övezetekben segíti a mentőalakulatok munkáját a sérültek felderítésében, a veszélyes gázok detektálásában, illetve a lehetséges tűzforrások megtalálásában. A távvezérelt, több szenzorral ellátott eszköz folyamatosan információkat gyűjt (adatok és képek) a sérült helyzetéről, állapotáról (testhőmérséklet, pulzus, vérnyomás) illetve a légkör összetételéről és ezeket továbbítja az adattároló egységhez, illetve kiírja egy kijelzőn, amelyet valós időben követhet a mentési eljárás vezetője. Szükség esetén a mentést irányító orvos olyan parancsot is küldhet az egységnek, amely egy injekció (nyugtató, fájdalomcsillapító) beadását jelenti a sérültnek. A munkánk eredményességét a megnyert versenyek és számos bemutatón való részvétel igazolja, illetve az a tény, hogy minden évben bővül a szakkörben munkálkodó diákok létszáma, kiváncsisága.
8.Népszerűsítés A Tudós Klubot néhány éve hoztam létre iskolánkban azért, hogy újszerű keretet biztosítsak a diákjaimnak és az érdeklődőknek arra, hogy ismerkedjenek a határtudományokkal, és ha eléggé kíváncsiak és kitartóak, akkor bekapcsolódjanak a szakköri munkába is. Ez azóta is sikeresen működik. Ezeken a foglalkozásokon olyan témákkal, feladatokkal foglalkozunk, amelyek órai tevékenység során nem érhetők el, de foglalkoztatják a diákot.
A foglalkozások tudományos előadás, vita, műhelymunka formájában történnek havi 1-2 alkalommal. Mivel több évfolyam diákjai járnak ide, a feladatok feldolgozása többnyire csoportosan zajlik. A klub- és a szakköri tevékenység eredményeinek a prezentálása a nagyközönség felé nagyon fontos eleme a munkámnak, hiszen nemcsak a diák kap azonnali visszajelzést ezeken az alkalmakon és tanulja meg, hogy miként kell bemutatni egy tudományos-műszaki eredményt, hanem a nagyközönség is ismerkedik a modern tudományokkal. Ezen kívül a modern tudomány eredményeinek a népszerűsítése alkalmat ad arra, hogy kíváncsiskodókat vonjunk be a szakköri munkába, illetve tisztázzunk olyan tévhiteket vagy rosszul rögzült információkat, amelyek olyan területekhez kapcsolódnak, mint a részecskefizika, asztrofizika, nanotechnológiák, stb. amibe a külső szemlélő nehezen lát bele. A „nyitott-ajtós” bemutatókat az iskola nagy előadójában, illetve a Megyei Könyvtárban tartjuk kéthavonta nagy közönség előtt. Rendszeresített programunk egy tudományos előadás az én vezetésemmel vagy meghívottként az adott téma elismert szaktekintélyével. Ezt egy interaktív foglalkozás követi, amelyet a diákokkal közösen tartunk, az érdeklődök bevonásával. Utóbbi témáink az ESA üstökös-vadászat programjához kapcsolódás, Mars-kutató robot építése, rákkutatás, antianyag, asztrobiológia, stb. A tézishez kapcsolódó publikációk és irodalom: [1]
Összefoglalás Munkám során mindig azt tapasztaltam, hogy a pedagógus által használt módszerek megújulása, állandó frissítése meglepő elemekkel, lehetővé teszi a diákok figyelmének fenntartását illetve érdeklődésük felcsigázását. Ha ezt bátran és következetesen tesszük, akkor az eredmények nem maradnak el, és egyre könnyebben be tudjuk őket vonni abba a munkába, ami működésbe hozza kreatív energiáikat, megalapozza pályaválasztási elképzeléseiket. A tanítási órákon használt újszerű megközelítési módszerek és a tehetséggondozási feladatok összekapcsolásával egy olyan sikeres folyamatot indítottam el, melynek következtében iskolámban újra népszerű lett a fizika és a természettudományok. Ezt szeretném folytatni főként azoknak a területeknek a gazdagításával, amelyek a modern mérnöki és alkalmazott tudományokat kapcsolják össze a fizika különböző fejezeteivel illetve annak új ágaival.
A tézisek a következő publikációkon alapulnak: 1. Pető M „Experiments with Cansat"-ICPE-EPEC 2013 Conference Proceedings, The International Conference on Physics Education; Active learning - in a changing world of new technologies; Editors: L. Dvořák és V. Koudelková; Praga, 2014, ISBN 978-80-7378-266-5; (766-774 o.); e-változat: http://www.icpe2013.org/uploads/ICPE-EPEC_2013_ConferenceProceedings.pdf
2. Pető M. Légkörfizika egy üdítős dobozban avagy CanSat12- Juhász András, Tél Tamás (szerk)-A fizika, matematika és a művészet találkozása az oktatásban, kutatásban, Nemzetközi konferencia magyarul tanító tanárok számára, Előadás kivonatok, Eötvös Loránd Tudományegyetem, Fizika Doktori iskola, Budapest, 2013, (272-284 o.); ISBN 978-963-284346-9; elektronikus formátumban olvasható: http://fiztan.phd.elte.hu 3. Pető M. ”Napfizika a középiskolában”, Juhász András, Tél Tamás (szerk)-Konferencia kiadvány: Természet-tudomány tanítása korszerűen és vonzóan, ELTE, Természettudományi Oktatásmódszertani centrum, Budapest, 2o11, ISBN 978-963-284-150-2, (341-347 o.). http://fiztan.phd.elte.hu 4. Pető M. CERN, LHC és a www avagy a részecskefizikától a CT-PET-ig, „Stiintele Naturii” (Természettudományok, Románia) kétnyelvű szakfolyóirat (román-magyar, 12/2o11, ISSN 1841-7914; (7-11. o), 5. Pető M. A kráterképződés tanulmányozása – Juhász András, Tél Tamás (szerk)Konferencia kiadvány: „A fizika tanítása tartalmasan és érdekesen”, ELTE, Budapest, 2010, (237-242 o.). ISBN 978-963-284-150-2, http://fiztan.phd.elte.hu Egyéb irodalom: 6. Horváth Dezső: Higgs bozon, Budapest, Typotex Kiadó, ISBN: 9789632794174, 2014. 7. The CanSat book- ESA, NAROM (Norwegian Centre for Space-related Education)-ekönyv: https://www.narom.no/bilder/bilde1_20130826154135.pdf 8. Adventures in teaching Astronomy- EAAE-IAU Course on Astronomy Education, Proceedings, editor: Rosa M. Ros, Madrid, Spain, Antares production & Distribution, 2009. ISBN: 978-84-937604-0-3. 9. 8th European Association for Astronomy Education, International Summer School, Course Proceedings, Editor: Rosa M. Ros, Utrecht, The Netherlands, 2004. Unitat de Formacio de Formadors Universitat Politecnica de Catalunya, ISBN 84-933274-4-1. 10. 1st ESO-EAAE Astronomy Summer School, Proceedings, Editor: R. M. Ros, Garching, Germany, 2007. ISBN: 978-84-611-7944-2. http://www.eaae-astro.org 11. LHC-the guide, CERN http://cdsweb.cern.ch/record/1165534
Communication
group,
June
2010.
12. Eyes on the Skies- 400 years of Telescopic Discovery, Editors: G. Schilling, L. Lindberg Christensen; Wiley-VCH Verlag, Darmstadt. ISBN 978-3-527-40865-8. 13. ESA Science Educational Support, Teacher Notes- Stellar Distances, editors: A. Brumfitt, Ch. Lawton, K. O’Flaherty, ESA, 2005, http://sci.esa.int/teachernotes 14. http://education.web.cern.ch/education/Chapter2/Teaching/PP.html 15 .https://project-physicsteaching.web.cern.ch/project-hysicsteaching/hungarian/lectures.htm
