«Մխիթար Սեբաստացի» կրթահամալիրում հունվարյան ձմեռային ճամբարը ուսումնական գործընթացի այն միջավայրն է, որտեղ սովորողը հնարավորություն ունի դասագրքային շրջանակներից դուրս գալով ձեռք բերել նոր գիտելիքներ հետազոտման ամենագայթակղիչ մեթոդի՝ փորձերի միջոցով։ Գիտափորձեր իրականացնելն ուրախ ու հետաքրքիր գործընթաց է յուրաքանչյուր սովորողի համար, որը իրական գիտական արժեք է ստանում միայն, երբ ուղեկցվում է չափումներով և հավաքագրված տվյալների վերլուծությամբ։
Բնության մասին ցանկացած գիտություն սկսվում է ոչ թե բանաձևից, այլ դիտումներից։ Իսկ որպեսզի այդ դիտումները վերածվեն հիմնարար գիտելիքի, դրանք պետք է չափելի լինեն։ Չափումները անփոխարինելի գործիք են, որոնք թույլ են տալիս քանակականացնել, հասկանալ ու կիրառել մեր գիտելիքները իրականության մեջ՝ ծառայելով որպես անգերազանցելի կամուրջ մեր դիտարկածի և մեր իմացածի միջև՝ Չափումները՝ կամուրջ փորձից դեպի գիտելիք։ Իսկ ի՞նչ է նշանակում չափել։ Չափել նշանակում է այն համեմատել նույնատիպ, որպես չափման միավոր ընդունված համապատասխան միավորի հետ։
Ճամբարի ընթացքում մենք կենտրոնացանք այնպիսի մոտեցումների վրա, որոնք սովորողին թույլ են տալիս տեսնել ու հասկանալ ֆիզիկական երևույթները իրական փորձերի կատարման և չափումների միջոցով։
Առաջին փորձերից մեկը սկսվեց սովորողին հետաքրքրող հարցից` որքա՞ն տեղ է զբաղեցնում մարմինը․․․Դրան հաջորդեցին մյուսները․․․ իսկ հնարավո՞ր է չափել մարմնի ծավալը, եթե այն հստակ չափեր չունի, ինչպես օրինակ խորանարդը, մեր ձեռքի տակ չկա քանոն, չկա կշեռք՝ մարմնի կշիռը որոշելու համար, չի ընկղմվում ջրի մեջ ամբողջությամբ, մարմինը ունի բազմաթիվ խոռոչներ կամ ունի շատ փոքր չափեր, ինչպե՞ս չափել այն, ինչը չափել հնարավոր չէ․․․ և այլն։ Իսկ ի՞նչ անել այնպիսի դեպքերում, երբ մարմինը կամ անոթը չի կարելի թրջել՝ օրինակ, երբ այն պատրաստված է ստվարաթղթից, փայտից կամ պարունակում է էլեկտրոնային բաղադրիչներ, որոնք վտանգավոր է ջրի մեջ դնել։ Այդպիսի իրավիճակներում ծավալի հաշվման դասական մեզ հայտնի մեթոդները (արտամղված ջրի սկզբունքով) պարզապես չեն աշխատում, ուստի անհրաժեշտ է կիրառել այլ, ավելի հարմար և նորարար մոտեցումներ։ Այս հարցերը մեզ բերեցին կանոնավոր և անկանոն մարմնի ծավալի որոշման նոր ու այլընտրանքային մեթոդներով հաշվարկներին, անձրևի կաթիլի չափերից ու զանգվածի որոշումից մինչև նյութերի խտությունը պարզելու հետաքրքիր լուծումների որոնմանը։
Ֆիզիկան ուսումնասիրում է բնության մեջ տեղի ունեցող պատճառահետևանքային կապերը։ Էլեկտրական երևույթներին վերաբերվող այդպիսի կապերից մեկն էլ փորձեցինք բացահայտել մեր հաջորդ հետազոտության ընթացքում, որի հավաքագրված տվյալների վերլուծության արդյունքում փորձնական ճանապարհով ստացանք Օհմի օրենքը էլեկտրական շղթայի տեղամասի համար։ Փորձարարական հետազոտություն՝ Հոսանքի ուժի կախումը լարումից։ Օհմի օրենքի ստացումը փորձի միջոցով։
Հայտնի է, որ Էլեկտրական դաշտի ազդեցության հետևանքով հաղորդչում առաջանում է էլեկտրական հոսանք, որի քանակական բնութագիրը հոսանքի ուժն է, իսկ էլեկտրական դաշտը քանակապես բնութագրվում է լարմամբ։ Այստեղ առաջանում է հիմնարար հարց` ինչպիսի՞ կապ կարող է լինել այս երկու մեծությունների՝ լարման և հոսանքի ուժի միջև։ Այս հարցի ուսումնասիրությունն էլ կազմեց հերթական նախագծի թեման՝ հոսանքի ուժի կախվածությունը լարումից, ինչի արդյունքում սովորողների կողմից փորձնական ճանապարհով հաստատվեց Էլեկտրադինամիկայի հիմնարար օրենքներից մեկը՝ Օհմի օրենքը։
Առաջին հայացքից թվում է, թե պատի ճոճանակավոր ժամացույցները բոլորը նույնանման են են։ Բայց արդյո՞ք դա այդպես է իրականում։ Պարզվում է, որ ճոճանակի երկարության նույնիսկ աննշան փոփոխությունը կարող է ազդել ժամանակի ընթացքի վրա… Ինչի՞ց է կախված և ինչի՞ց կախված չէ ճոճանակի պարբերությունը։ «Մաթեմատիկական ճոճանակ․ երկարությունից մինչև պարբերություն»։
Մաթեմատիկական ճոճանակը ֆիզիկայի պարզ, բայց շատ կարևոր մոդելներից է, որի միջոցով հնարավոր է ուսումնասիրել պարբերական շարժումը։ Չնայած իր պարզ կառուցվածքին՝ ճոճանակի շարժման բնույթը կախված է տարբեր գործոններից, որոնց ազդեցությունը ուսումնասիրեցինք հաջորդ փորձերի և դրանց արդյունքում ստացված տվյալների վերլուծության օգնությամբ։ Սովորողները բաժանվեցին խմբերի, յուրաքանչյուր խումբ ստացավ տարբեր երկարությամբ ճոճանակներ և զանգվածներ։
Ինչու՞ էր այս հետազոտությունը կարևոր ուսումնական տեսանկյունից։ Փորձարարական տվյալները ցույց տվեցին տեսության և փորձի կապը, հաստատեցին, որ պարբերությունը կախված է թելի երկարությունից։ Զարգացրին ճշգրիտ չափման հմտությունները։ Իրենք «հայտնաբերեցին» g հաստատուն մեծության արժեքը (նույնիսկ պարզեցին արջերի գույնը տարածաշրջանում)։ Սովորողները համոզվեցին, որ գիտական հետազոտությունները հիմնված են վերահսկվող փորձերի, կրկնվող չափումների և տվյալների վերլուծության վրա։ Արդյունքները ցույց տվեցին, որ փոքր սխալները նվազում են կրկնվող չափումների միջոցով, իսկ տարբեր խմբերում ստացված արժեքները սկսում են համընկնել։ Հասկացան, որ ճշգրիտ գիտությունը հիմնված է անընդհատ վերահսկվող չափումների վրա, և թե որքան արժեքավոր է այդ չափումների ու դրանց վերլուծության կարևորությունը, ձեռք բերված հմտությունների կիրառելիությունը իրական կյանքում։
Հարկ է նշել, որ յուրաքանչյուր չափման արդյունքը մոտավոր է և միշտ պարունակում է որոշակի սխալներ։ Իրականացված աշխատանքներում պահանջվում է չափման սխալի հաշվարկ, սակայն, ինչպես պարզվեց, շատ սովորողների համար սա բավականին բարդ է թվում։ Սովորողները գտան և ներկայացրին իրենց չափումներում կատարած հնարավոր սխալի աղբյուրները, համեմատեցին ստացված արդյունքները միմյանց հետ։ Արդյունքում եկան այն եզրակացության, որ փորձի ընթացքում կարևոր է՝ մի կողմից նվազեցնել հնարավոր սխալները չափումներում, մյուս կողմից՝ հաշվարկել այն սխալների արժեքը, որոնցից խուսափել չէր հաջողվել։ Համոզվեցին, որ որ ճշգրիտ սարքերը թույլ են տալիս նվազեցնել բացարձակ սխալները, բայց որևէ սարք չի տալիս իդեալական զրո սխալ։
Այսպիսով, ճամբարային օրերին իրականացված գիտափորձերը ցույց տվեցին, որ ֆիզիկան կենդանի է միայն փորձերի և չափումների միջոցով, թույլ տվեցին սովորողներին ոչ միայն տեսնել երևույթները, այլև ինքնուրույն լուծել խնդիրներ, հերքել կամ հաստատել առաջ քաշված վարկածները, կատարել չափումներ, վերլուծել տվյալները և ձևավորել գիտական եզրակացություններ։ Ֆիզիկան դասագրքայինից դարձավ իրենց սեփական փորձառությունը։ Սովորողները տեսան, թե ինչպես են իրական վիճակներն ու հաշվարկները լրացնում միմյանց, և թե ինչպես յուրաքանչյուր փոքր չափման արդյունք կարող է բացատրել ավելի մեծ երևույթներ։ Հետևաբար, չափումները պարզապես թվեր չեն. դրանք այն հիմնաքարերն են, որոնց վրա կանգնած է գիտությունը։