Κοσμικές ακτίνες – συνοπτική παρουσίαση
Ενασχόληση ομάδας μαθητών, στα πλαίσια Ομίλου Φυσικής, με την πειραματική μεθοδολογία και τις σύγχρονες διατάξεις Σωματιδιακής και Αστροσωματιδιακής Φυσικής.
Το Εργαστήριο Φυσικής του Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου (ΕΑΠ) αναπτύσσει και λειτουργεί το δίκτυο μnet. Ένα δίκτυο από ανιχνευτικούς σταθμούς κοσμικών ακτίνων που εγκαθίστανται σε σχολικές μονάδες της Πελοποννήσου. Αρκετές επιπλέον σχολικές μονάδες στον ελλαδικό χώρο λειτουργούν εξ’ αποστάσεως τους ανιχνευτικούς σταθμούς του ΕΑΠ και τις ειδικές διατάξεις απομακρυσμένης πρόσβασης.
Το 3ο Γενικό Λύκειο Πατρών συμμετέχει, από την σχολική χρονιά 2021 – 2022, στο πρόγραμμα και φιλοξενεί αυτόνομο σύστημα ανίχνευσης Κοσμικών Ακτίνων (τηλεσκόπιο μCosmics). Συμμετέχει στο δίκτυο μNet, το οποίο, ως αντίστοιχο των δικτύων του εξωτερικού, φιλοδοξεί να είναι το ελληνικό σχολικό δίκτυο εκπαιδευτικών ανιχνευτικών σταθμών Κοσμικών Ακτίνων.
Η ομάδα του 3ου ΓΕ.Λ Πατρών που, την σχολική χρονιά 2021 – 2022, συμμετείχε στα πλαίσια Ομίλου Φυσικής, στο δίκτυο μnet αποτελούνταν από 18 μαθητές και μαθήτριες της Α και Β τάξης με επιβλέποντα τον εκπαιδευτικό κ. Κρεμμύδα Θεόδωρο ( ΠΕ 04.01)
Τι κερδίζουν οι μαθητές μας από την συμμετοχή τους σε ερευνητικά προγράμματα αιχμής.
Αξίζει να σημειωθεί πως η συμμετοχή σε ερευνητικά προγράμματα αιχμής έχει πολλά πλεονεκτήματα.
Μεταξύ αυτών:
- Την αύξηση της αυτοεκτίμησης των μαθητών ,
- Την κατανόηση της μεθοδολογίας της επιστημονικής έρευνας,
- Την κατανόηση της πρακτικής εφαρμογής και των σφαλμάτων που προκύπτουν κατά την ερευνητική διαδικασία,
- Την ανάπτυξη νέων νοητικών και πρακτικών δεξιοτήτων,
- Την ανάπτυξη συνεργατικής διάθεσης και ένταξης σε ομάδες εργασίας,
- Την σύνδεση της θεωρητικής γνώσης με πρακτικές εφαρμογές,
- Την αλλαγή της στάσης έναντι της επιστήμης και των προβλημάτων της
- Την παρουσίαση προοπτικών επαγγελματικής απασχόλησης και
- Την διεύρυνση των πιθανών εναλλακτικών δρόμων που μπορεί να ακολουθήσει ο μαθητής στον επαγγελματικό του βίο.
- Και βέβαια την ενίσχυση της διδασκαλίας των φυσικών επιστημών μέσω της συμμετοχής των εκπαιδευτικών και των μαθητών τους σε ερευνητικά προγράμματα αιχμής.
Λίγα λόγια για το δίκτυο μnet
Το Εργαστήριο Φυσικής του Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου (ΕΑΠ) αναπτύσσει και λειτουργεί το δίκτυο μnet. Ένα δίκτυο από ανιχνευτικούς σταθμούς κοσμικών ακτίνων που εγκαθίστανται σε σχολικές μονάδες της Πελοποννήσου. Αρκετές επιπλέον σχολικές μονάδες στον ελλαδικό χώρο λειτουργούν εξ’ αποστάσεως τους ανιχνευτικούς σταθμούς του ΕΑΠ και τις ειδικές διατάξεις απομακρυσμένης πρόσβασης.
Το δίκτυο μNet δεν έχει σκοπό απλώς την εγκατάσταση και λειτουργία έτοιμων και τεχνικά ελεγμένων ανιχνευτικών συστημάτων. Το κύριο χαρακτηριστικό του δικτύου είναι ότι στοχεύει στην ενεργό συμμετοχή της μαθητικής κοινότητας σε ολόκληρη τη πειραματική διαδικασία, πουπεριλαμβάνει :
* την κατασκευή της δομικής μονάδας του ανιχνευτή μCosmics
* την βαθμονόμησή του
* τον έλεγχο ορθής λειτουργίας του ανιχνευτή
* τον χειρισμό του προκειμένου να επιτευχθεί η ανίχνευση κοσμικής ακτινοβολίας
* την συλλογή και ανάλυση δεδομένων ώστε να υπολογιστούν η κατανομή της διεύθυνσης των
κοσμικών ακτίνων, ο ρυθμός ανίχνευσης και ο ρυθμός ανακατασκευής τους
* την κατασκευή διαγραμμάτων και
* την εξαγωγή συμπερασμάτων αναφορικά με τα χαρακτηριστικά των Κοσμικών Ακτίνων
.Μέσω του δικτύου μNet οι σχολικές μονάδες συνεργάζονται σε επιστημονικό επίπεδο και συζητούν τις μεθοδολογίες και τα αποτελέσματά τους, ενώ σε σχολικές εκδηλώσεις και ημερίδες θα διαχέουν τα ερευνητικά τους αποτελέσματα στους υπόλοιπους μαθητές αλλά και στην ευρύτερη κοινωνία.
Έχουν σχεδιαστεί εκπαιδευτικές δράσεις που εισάγουν τους μαθητές στη σύγχρονη πειραματική μεθοδολογία της αστροσωματιδιακής φυσικής και ειδικότερα της φυσικής των Κοσμικών Ακτίνων. Οι δράσεις αυτές αναφέρονται στις επιστημονικές μελέτες για τις οποίες έχει σχεδιαστεί το όργανο (πχ τη μέτρηση της διεύθυνσης των κοσμικών σωματιδίων) αλλά και σε πειραματικές διαδικασίες που προηγούνται του πειράματος (πχ εργασίες κατασκευής του οργάνου, βαθμονόμησης και ελέγχου ορθής λειτουργίας).
Με την προτεινόμενη εκπαιδευτική μεθοδολογία οι μαθητές αντιλαμβάνονται άμεσα τη πειραματική διαδικασία, κατανοούν μη ορατά φυσικά φαινόμενα του μικρόκοσμου, αναδεικνύεται ο ρόλος του επιστημονικού οργάνου ως το μέσο για τη μετατροπή φυσικών διεργασιών του μικρόκοσμου σε μετρήσιμα ηλεκτρικά σήματα, ενώ ερμηνεύονται χαρακτηριστικά του ηλεκτρικού σήματος ως φυσικά χαρακτηριστικά του μεγάκοσμου (Κοσμικές Ακτίνες). Επιπλέον, με τη λειτουργία και χρήση των ανιχνευτικών διατάξεων του ΕΑΠ, γίνεται η μετάβαση από μικρά πρωτότυπα συστήματα σε μεγάλες και σύνθετες πειραματικές διατάξεις που χρησιμοποιούνται στη σύγχρονη έρευνα της αστροσωματιδιακής φυσικής.
Αξιοποιώντας τις τεχνολογίες Πληροφορικής και Επικοινωνίας το δίκτυο μNet θα συνδέει όλες τις σχολικές μονάδες που λειτουργούν δια ζώσης ή εξ’ αποστάσεως ανιχνευτικούς σταθμούς, με σκοπό την ανταλλαγή πληροφοριών και δεδομένων. Οι μετρήσεις των σταθμών θα καταγράφονται σε πραγματικό χρόνο και θα συγκρίνονται, ενώ θα μπορούν να συνδυαστούν έτσι ώστε περισσότεροι του ενός σταθμοί να λειτουργούν ταυτόχρονα ως ένα μεγαλύτερο τηλεσκόπιο. Μέσω του δικτύου μNet οι σχολικές μονάδες θα συνεργάζονται σε επιστημονικό επίπεδο και θα συζητούν τις μεθοδολογίες και τα αποτελέσματά τους, ενώ σε σχολικές εκδηλώσεις και ημερίδες θα διαχέουν τα ερευνητικά τους αποτελέσματα στους υπόλοιπους μαθητές αλλά και στην ευρύτερη κοινωνία.
Επιστημονική Ομάδα-Ρόλοι-Οργάνωση του μNet
Η επιστημονική ομάδα (ΕΟ) του έργου θα αποτελείται από 1 μέλος ΔΕΠ του ΕΑΠ (Επίκουρος Καθηγητής Αντώνιος Λέισος), 1 έμπειρο μεταδιδάκτορα ερευνητή ( Δρ. Απόστολος Τσιριγώτης) και 2 υποψήφιους διδάκτορες της ΣΘΕΤ του ΕΑΠ (Μιχάλης Πετρόπουλος (MSc) και Λεωνίδας Ξηρός (MSc)). Το μέλος ΔΕΠ, ως επιστημονικός υπεύθυνος και συντονιστής του έργου, θα συντονίζει τα υπόλοιπα μέλη της ΕΟ η οποία θα διοικεί το δίκτυο μNet. O μεταδιδάκτορας ερευνητής θα είναι υπεύθυνος για την κατασκευή των ανιχνευτικών μονάδων μCosmics και τη διαμόρφωση των ανιχνευτικών μονάδων του τηλεσκοπίου του ΕΑΠ. Ο πρώτος υποψήφιος διδάκτορας θα συντονίσει το εκπαιδευτικό μέρος των δραστηριοτήτων του μNet και την εκπαίδευση των καθηγητών των σχολικών μονάδων, ενώ ο δεύτερος υποψήφιος διδάκτορας θα αναπτύξει τις διατάξεις απομακρυσμένης πρόσβασης και θα έχει τον γενικότερο έλεγχο αυτών.
Η σύνθεση της ΕΟ εγγυάται την επίτευξη των στόχων του έργου αλλά επιπλέον δίνει τη δυνατότητα για επιστημονική έρευνα σχετικά με την εκπαιδευτική αξιοποίηση ανιχνευτικών διατάξεων αστροσωματιδιακής φυσικής καθώς και με την δυνατότητα χρήσης πειραματικών διατάξεων απομακρυσμένης πρόσβασης για την εργαστηριακή εκπαίδευση μαθητών και φοιτητών.