În vizită la Muzeul NEMO din Amsterdam. O sursă de inspirație pentru predarea științelor

By septembrie 26, 2022Blog

Peste 670.000 de oameni trec anual pragul Muzeului de Știință NEMO din Amsterdam, unul dintre cele mai vizitate muzee din Olanda. Cu cinci etaje pline de instalații și experimente pe care le poți face de unul singur, cu explicații simple și fascinante, centrul spune povestea științei pe înțelesul tuturor, aprinde sâmburele curiozității în fiecare vizitator și arată cum e construit și reconstruit, pas cu pas, edificiul cunoașterii.

Muzeul e dovada vie că știința nu e nici plictisitoare, nici inaccesibilă și că legile complexe care ne guvernează lumea pot fi înțelese de un copil sau adolescent, atunci când e stimulat să fie curios, să-și pună întrebări, să încerce, să experimenteze, să observe, să tragă concluzii, să persevereze. Mai presus de toate, NEMO nu este doar despre știință, ci despre felul în care copiii ar trebui să intre în contact cu știința pentru a o înțelege.

În urmă cu 11 ani, CEAE a început să îi pregătească pe profesori să predea fizica prin metoda investigației. A trecut mult timp de atunci, metoda investigației este astăzi în programa de fizică și de chimie de gimnaziu, și tot există în sistemul de educație oameni care se întreabă dacă nu ar trebui păstrat vechiul stil, în care profesorul scrie pe tablă, iar elevii transcriu cuminți în caiete.

O vizită la Centrul Științific NEMO îți arată faptul că demersul investigativ a fost și continuă să fie esențial în marile descoperiri ale umanității.

„Fă o cercetare precum un om de știință!”

În muzeu găsești multe puncte de lucru, iar în fiecare copiilor li se recomandă să facă un experiment și să se întrebe apoi de ce fenomenul se derulează în acel mod. Abia la sfârșit li se recomandă să citească explicația scrisă  și să o compare cu cea dată de ei.

Mai mult, într-una dintre secțiuni, vizitatorii sunt invitați chiar să facă o cercetare așa cum ar face un om de știință. Astfel, plecând de la teoria lui Aristotel, conform căreia obiectele grele cad mai repede pe pământ decât cele ușoare, copiii sunt invitați să investigheze dacă acest lucru este adevărat, trecând prin mai multe etape: formularea ipotezei, derularea experimentului, observarea rezultatului și formularea concluziei. Copii văd, de fapt, cum se formulează și. mai apoi, se verifică o ipoteză științifică. Ei au în față un dispozitiv experimental cu două tuburi în care se află o bilă mai grea și una mai ușoară, care cad în urma apăsării simultane a două butoane, și să pună ei înșiși la încercare teoria lui Aristotel. Mai mult, pe masă sunt două bile identice cu cele care cad prin tuburi, pe care copiii le pot atinge și le pot compara ei înșiși greutățile/masele ținându-le în mână sau punându-le pe o balanță.

Iată cum sunt ghidați:

„Filosoful Aristotel a spus că obiectele grele cad mai repede decât obiectele ușoare. Aristotel era foarte respectat și teoria lui a fost folosită de toată lumea vreme de secole întregi. Aristotel nu făcea aproape niciodată experimente, el își construia ideile despre cum funcționează lumea în minte, o practică obișnuită la acea vreme. 

Aproape 2.000 de ani mai târziu, cercetătorul Simon Stevin a avut dubii în legătură cu ceea ce a spus Aristotel, așa că a făcut un experiment pentru a testa teoria lui Aristotel.

El a lăsat să cadă din turnul bisericii Nieuwe Kerk din Delft o bilă grea și una ușoară pe o placă din lemn și a ascultat cu atenție.”

Vedem că în prima etapă copiilor le este stârnită curiozitatea. Apoi sunt îndemnați să formuleze o ipoteză. Mai exact, ei trebuie să aleagă una din cele 3 ipoteze (explicative) :

  • bila grea va lovi prima pământul
  • bila ușoară va lovi prima pământul
  • ambele bile vor ajunge pe pământ în același timp

Ipoteză: „Anticipează răspunsul la întrebare. Aceasta se numește ipoteză. Un om de știință își bazează de obicei ipoteza formulată pe teoriile, cunoștințele și ideile deja existente.

Următoarea etapă este  derularea experimentului:

„Concepe un experiment pentru a testa ipoteza. Observă îndeaproape ce se întâmplă. Întotdeauna ceva s-ar putea să meargă greșit. De aceea, cercetătorii repetă experimentul de câteva ori. Ei decid de dinainte de câte ori vor repeta experimentul.

Cercetătorii se concentrează întotdeauna pe câte o proprietate în parte (În acest caz, masa) În acest fel ei pot fi siguri ca respectiva proprietate influențează modul de derulare al experimentului. 

Apasă simultan butoanele și lasă bilele să cadă.

Alege:

  • de câte ori vei repeta experimentul
  • cum vei observa bilele care cad

Verifică și iar verifică!

  • ai apăsat butoanele în același timp?
  • ai făcut experimentul mai mult de o dată?”

Rezultatul: Ce ai observat?

Am văzut sau auzit că:

  1. mingea grea lovește pământul prima
  2. mingea ușoară lovește pământul prima
  3. mingile lovesc pământul în același timp

„Poți folosi rezultatele pentru a confirma sau infirma o ipoteză. Există două posibile rezultate. Ipoteza a fost corectă. Sau ipoteza nu a fost corectă, ceea ce este, de asemenea, foarte interesant. Aparent, lucrurile nu merg chiar cum ți-ai imaginat.

Concluzia:

  • Ce ai descoperit despre obiectele care cad?:
  • Ce informație ți-a adus experimentul?
  • Poți folosi experimentul pentru a informa următoarele afirmații:
  1. Cred că masa determină cât de repede ajunge un obiect pe pământ
  2. Cred că forma determină cât de repede ajunge un obiect pe pământ

Atracția Pământului față de un obiect greu este mai puternică decât cea față de un obiect ușor. Cu toate acestea, este nevoie de mai multă forță pentru a face un obiect greu să se miște. De aceea, și obiectele grele și ușoare cad cu aceeași viteză.

Dar este ceva care schimbă totul: forța de frecare. Frecarea încetinește obiectele. În acest experiment diferența cauzată de frecare este însă neglijabilă (înălțimea de la care cad corpurile fiind mică).

Pe baza rezultatelor, poți trage concluzii. Ai găsit dovezi experimentale care să-ți sprijine ipoteza. Sau, dacă ipoteza nu a fost corectă, ai o nouă temă de gândire. Aceasta va duce, probabil, la o nouă întrebare și la formularea unei noi ipoteze. Pas cu pas, te vei apropia de aflarea răspunsului corect

După realizarea experimentului, vizitatorilor li se explică faptul că, la baza întregului proces stă metoda științifică, o cale pe care cercetătorii o folosesc, începând de la Copernic și Newton, pentru a-și răspunde întrebărilor pe care le au despre lume. 

„Oamenii de știință au o mulțime de întrebări despre lumea din jur, așa cum probabil ai și tu. O metodă pe care oamenii de știință o folosesc pentru a afla răspunsuri la întrebări este metoda științifică. Iată cum funcționează:

Mai întâi, ei încearcă să prevadă care ar putea fi răspunsul la întrebare. Acest lucru poartă numele de formularea unei ipoteze. Ei își bazează adesea ipoteza pe cunoașterea, ideile și teoriile existente în acel moment. Apoi, oamenii de știință fac experimente pentru a vedea ce se întâmplă. Ei folosesc rezultatele la experimente pentru a determina dacă ipoteza lor este corectă. Indiferent de rezultat, oamenii de știință vor fi progresat.

Acest proces de a pune întrebări, preconiza experimenta, observa și ajunge la concluzii este cunoscut drept metoda științifică.

  • investighează
  • formulează ipoteza
  • derulează experimentul
  • observă/notează rezultatul
  • formulează concluzia”

În timpul vizitei la NEMO, copii află că la baza obținerii cunoașterii se află întrebările pe care cercetătorii le pun neobosit și că întreaga cunoaștere pe care ei o obțin astfel este benefică societății în ansamblu, dar și fiecărui individ în parte. 

Aplicarea metodei științifice este o metodă simplă prin care copiii află, empiric, cum putem înțelege mai multe despre lumea înconjurătoare. Desigur că învățarea bazată pe investigație este mai complexă de atât nu se referă doar la rezolvarea problemelor în câțiva pași simpli. Învățarea prin investigație se concentrează mult mai mult pe abilitățile intelectuale de rezolvare a problemelor dezvoltate de-a lungul unui proces științific. În plus, nu orice lecție practică poate fi considerată o investigație științifică.

De altfel, la NEMO este explicat faptul că metoda științifică este doar una dintre modalitățile prin care cunoașterea poate fi obținută și că știința nu include întotdeauna experimente. Matematica, de exemplu, este bazată pe logică. 

Fotografie principală: NEMO Science Museum/ Facebook