სასწავლო პროექტი – ოთხი ფუნდამენტური ძალა

·         ძლიერ და სუსტ ურთიერთქმედებებზე მსჯელობა მთლიანად დამყარებულია წარმოსახვაზე, რადგან მათი მოქმედება უშუალოდ არ ჩანს;

·         საჭიროა ისეთი მიდგომები, რომლებიც დაეფუძნება დაკვირვებას, მოდელირებას, ანალოგიებსა და შემოქმედებით აზროვნებას, რათა მოსწავლეებმა ფუნდამენტური ძალები აღიქვან, როგორც სამყაროს ერთიანობის საფუძველი.

·         არსებობს მატერიის ორი ფორმა – ნივთიერება და ველი;

·         ველი წარმოადგენს მატერიის უხილავ ფორმას, რომელიც განაპირობებს ნაწილაკებს /სხეულებს/ შორის ურთიერთქმედებას;

·         ნივთიერება და ველი ქმნიან ერთიან სისტემას, რაც განაპირობებს ოთხი ფუნდამენტური ძალის არსებობას;

·         მატერიის სტრუქტურა განისაზღვრება ფუნდამენტური ძალების ბალანსით;

·         მატერიის თვისებების ცოდნა მნიშვნელოვანია ტექნოლოგიური და ენერგეტიკული სისტემების განვითარებისთვის.

ძალა

·         ძალა წარმოადგენს სხეულთა ურთიერთქმედების რაოდენობრივ და ვექტორულ მახასიათებელს;

·         ბუნებაში არსებული ყველა ურთიერთქმედება შეიძლება აიხსნას ოთხი ფუნდამენტური ძალით;

·         ფუნდამენტურ ძალებს შორის არსებობს კავშირი, რაც სამყაროს სტრუქტურის ერთიანობას განაპირობებს;

·         გრავიტაციული და ელექტრომაგნიტური ძალები ადვილად შესამჩნევია მაკროსკოპულ სამყაროში;

·         სუსტი და ძლიერი ურთიერთქმედება არსებობს მიკროსამყაროში;

·         სამყაროს სტაბილურობა დამოკიდებულია ამ ძალების ბალანსზე.

პროცესი

·         პროცესი არის სამყაროში ფუნდამენტური ძალებით გამოწვეული ყველა ცვლილება;

·         ფიზიკურ პროცესებში ძალა მოქმედებს სხეულზე, იცვლება მისი ენერგია და ეს ცვლილება დროში მიმდინარეობს;

·         ნებისმიერი ბუნებრივი მოვლენა შეიძლება აიხსნას განსაზღვრული პროცესის საშუალებით, რომელიც ემორჩილება ფიზიკის კანონებს;

·         პროცესებზე დაკვირვება საშუალებას იძლევა წინასწარ განისაზღვროს მოვლენათა მიმდინარეობა.

ენერგია

·         ენერგია წარმოადგენს უნარს, გამოიწვიოს ცვლილება ან შეინარჩუნოს მდგომარეობა;

·         ენერგიის გადაცემასა და გარდაქმნას სხვადასხვა ძალა ახორციელებს სხვადასხვა ფორმით;

·         ენერგია გამოხატავს ფუნდამენტური ძალების მოქმედების შედეგს და წარმოადგენს ყველა ურთიერთქმედების საერთო საზომს;

·         ენერგიის გადაცემა და გარდაქმნა ფუნდამენტური ძალების მოქმედების შედეგია და ქმნის ბუნებრივი პროცესების საფუძველს;

·         ენერგიის შენახვის პრინციპი აერთიანებს ყველა ფუნდამენტურ ურთიერთქმედებას და ასახავს სამყაროს სტაბილურობას;

·         ენერგიის გადაცემისა და გარდაქმნის გააზრება აუცილებელია მატერიის სტრუქტურის, მოძრაობისა და ველის თვისებების გასაგებად.

ფიზ.საშ.2. მეცნიერული მიღწევებისა და კვლევითი უნარ-ჩვევების გამოყენებით ენერგიის სახეებზე და მათი ურთიერთგარდაქმნის მიზეზებზე/შედეგებზე მსჯელობა ბუნებაში მიმდინარე ფიზიკური მოვლენების დასახასიათებლად;

ფიზ.საშ.3.    მეცნიერული მიღწევებისა და კვლევითი უნარ-ჩვევების გამოყენებით სხეულთა ურთიერთქმედებებსა და მათ შედეგებზე მსჯელობა ბუნებაში მიმდინარე პროცესების აღსაწერად;

ფიზ.საშ.4. მეცნიერული მიღწევებისა და კვლევითი უნარ-ჩვევების გამოყენებით ბუნებაში არსებული მიზეზ-შედეგობრივი კავშირების დასაბუთება ფიზიკური პროცესების/მოვლენების აღსაწერად და დასახასიათებლად.

·         მოსწავლეები შეისწავლიან, როგორ განსაზღვრავს ოთხი ფუნდამენტური ძალა (გრავიტაციული, ელექტრომაგნიტური, ძლიერი და სუსტი) მატერიის სტრუქტურას, ენერგიის განაწილებას და სამყაროს სტაბილურობას.

·         კრიტიკული და ლოგიკური აზროვნების განვითარება;

·         მეცნიერული პრობლემების მიმართ შემოქმედებით მიდგომა;

·         დაკვირვებისა და მოდელირების უნარების ამაღლება;

·         მეცნიერული ცნებების ინტეგრირებულად გააზრება;

·         თანამშრომლობისა და ეფექტური კომუნიკაციის კულტურის ჩამოყალიბება;

·         კვლევითი მუშაობის და ახალი ცოდნის ინტერესის სტიმულირება.

·         ატომურ და კოსმოსურ მასშტაბებზე მოქმედი ძალების შედარება;

·         ძლიერი და სუსტი ურთიერთქმედების ახსნა მარტივი მაგალითებითა და მოდელირებით;

·         შემოქმედებითი დავალებებისა და პრეზენტაციის მეშვეობით ცოდნის ინტეგრირება.

·         მოსწავლეები შეძლებენ ფუნდამენტური ძალების კლასიფიკაციასა და ერთმანეთთან დაკავშირებას;

·         გააზრებული ექნებათ ძლიერი და სუსტი ურთიერთქმედების როლი ბირთვულ პროცესებში;

·         განუვითარდებათ მეცნიერული აზროვნება და კვლევითი უნარები;

·         შეძლებენ მიღებული ცოდნის ვიზუალურ და სიტყვიერ გადმოცემას პრეზენტაციის საშუალებით.

რისკები:

·         თემის აბსტრაქტულობამ შეიძლება აღქმაში შექმნას სირთულე;

·         ინფორმაციის გადაჭარბებულმა რაოდენობამ შეიძლება მოსწავლეებს დაუკარგოს მოტივაცია;

·         საჭიროა მასწავლებლის მხარდაჭერა და სწორი ეტაპობრივი მონიტორინგი და სამუშაოს მიმართულების განსაზღვრა.

აქტივობა 1. პროექტის იდეის გაცნობა:

მასწავლებელი მოსწავლეებს აცნობს პროექტის იდეას – ოთხ ფუნდამენტურ ძალას: გრავიტაციულს, ელექტრომაგნიტურს, სუსტსა და ძლიერ ბირთვულ ძალებს. განმარტავს, რატომ არის პროექტის განხორციელება მნიშვნელოვანი.

აქტივობა 2. პროექტის სამუშაოს განაწილება:

მოსწავლეებთან ერთად სამუშაო გეგმის შედგენა, თემების და პასუხისმგებლობის გადანაწილება. თითოეული ჯგუფი ამზადებს პრეზენტაციას შემდეგ თემებზე:

Ø  „გრავიტაციული ძალა – სხეულთა მიზიდულობის უნივერსალური კანონი“;

Ø  „ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება“;

Ø  „ძლიერი ბირთვული ძალა –ატომის ბირთვის შემაკავებელი ურთიერთქმედება“;

Ø  „სუსტი ძალა – ბირთვული გარდაქმნების მიზეზი“.

აქტივობა 3. მოდელირება და შემოქმედებითი დავალება

მოსწავლეები ქმნიან მოდელს ან ვიზუალურ სქემას, რომელიც აჩვენებს ოთხი ფუნდამენტური ძალის მოქმედების არეალს, ინტენსივობასა და გამოვლინების ფორმებს.

Ø  პლასტილინის, ბურთულების, მავთულის ან/და ციფრული მოდელების გამოყენებით ძალების ურთიერთქმედების ვიზუალიზაცია;

Ø  კომიქსის ან მოკლე ანიმაციის შექმნა, სადაც პერსონაჟებად წარმოდგენილია ფუნდამენტური ძალები და მათი „ურთიერთქმედება“;

Ø  პოსტერი ან ინფოგრაფიკა თემაზე: „რა მოხდებოდა, რომ ერთ-ერთი ფუნდამენტური ძალა არ არსებობდეს?“

აქტივობა 4. კვლევა და შუალედური შეხვედრები

მოსწავლეები იკვლევენ მაგალითებს ბუნებიდან და ტექნოლოგიებიდან, სადაც შეინიშნება თითოეული ძალის გავლენა (მაგალითად, გრავიტაცია პლანეტების მოძრაობაში, ძლიერი ურთიერთქმედება ბირთვში, ელექტრომაგნიტური ძალა ელექტროტექნიკაში და სხვ.).

ტარდება შუალედური შეხვედრები პროგრესის გასაზიარებლად და უკუკავშირის მისაღებად.

აქტივობა 5. პრეზენტაცია

ჯგუფები წარმოადგენენ თავიანთ კვლევას, მოდელებსა და შემოქმედებით ნამუშევრებს.

 აქტივობა 6. დისკუსია:

„რა აერთიანებს ოთხ ფუნდამენტურ ძალას და როგორ ქმნიან ისინი სამყაროს ერთიან სურათს?“

აქტივობა 6. შეფასება

პროექტის შეფასება ხორციელდება შეფასების რუბრიკის მიხედვით, რომელიც ითვალისწინებს:

Ø  მეცნიერულ სიზუსტესა და ცნებების სიღრმისეულ გაგებას;

Ø  შემოქმედებითობასა და მოდელირების ხარისხს;

Ø  თანამშრომლობასა და ჯგუფურ პასუხისმგებლობას,

Ø  პრეზენტაციის სტრუქტურას, არგუმენტაციასა და ვიზუალურ ფორმატს.

https://www.space.com/four-fundamental-forces.html

https://www.britannica.com/science/fundamental-interaction

https://www.britannica.com/science/subatomic-particle/Four-basic-forces

https://www.youtube.com/shorts/QhohoAw0Q48

https://www.youtube.com/watch?v=669QUJrF4u0

https://www.youtube.com/watch?v=xTvp8fbL3hI

https://www.youtube.com/shorts/GqxAmIUzwbU