विज्ञान शिक्षणात प्रयोगाचे महत्त्व

मराठी विज्ञान परिषद आणि होमी भाभा विज्ञान शिक्षण केंद्र यांच्या संयुक्त विद्यमाने नववे राज्यस्तरीय बाल विज्ञान संमेलन दि. 16 ते 18 नोव्हेंबरदरम्यान होमी भाभा विज्ञान शिक्षण केंद्र, मानखुर्द येथे होत आहे. या संमेलनाच्या अध्यक्षपदी ज्येष्ठ भौतिकशास्त्रज्ञ प्रा. भगवान चक्रदेव आहेत. त्यांच्या अध्यक्षीय भाषणाचा गोषवारा.

विज्ञानातील विविध मूलभूत संकल्पना उत्तम प्रकारे समजण्यासाठी विविध प्रयोग करणे अथवा किमानपक्षी निरीक्षण करणे अत्यंत आवश्यक आहे. उदाहरण घ्यायचे झाल्यास आर्किमिडीजचा सिद्धांत! एक प्रयोग डोळ्यासमोर आणा. ताणकाटा (स्प्रिंग बॅलन्स) वापरून आपण एका दगडाचे ‘वजन’ मोजत आहोत. आता तो दगड पाण्यात बुडवला तर त्या दगडाच्या वजनात तूट अथवा घट येते. हे प्रत्यक्ष आपल्या हाताने करून पाहणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे. इथे एक गोष्ट चांगली समजावून सांगितली पाहिजे की, दगडाचे वस्तुमान कमी होत नाही, पण त्यावरील पृथ्वीच्या गुरुत्वीय बलाच्या विरुद्ध दिशेने पाण्यामध्ये उत्प्लाविता बल (Buoyancy) कार्य करीत असल्याने वजनात घट झाली आणि ती घट त्या दगडामुळे बाजूस सारलेल्या पाण्याच्या वजनाइतकी असते. हा प्रयोग विद्यार्थ्याने प्रत्यक्ष स्वतःच्या हाताने करून पाहिला तर संकल्पना अगदी स्पष्ट होऊन ती पुढे आयुष्यभर लक्षात राहाते.

मी कल्याणच्या सुभेदारवाडा हायस्कूलमध्ये 11 वीपर्यंत शिकलो (1968). त्यावेळी ‘पदार्थविज्ञान व रसायनशास्त्र्ा’ असा एक वेगळा वैकल्पिक विषय असायचा आणि दुसरा ‘सामान्य विज्ञान’ असे विज्ञानाचे दोन पेपर होते.  हुन्नरगीकर नावाचे एक आदर्श शिक्षक आम्हाला तो विषय शिकवायचे. ते आम्हाला अनेकदा प्रयोगशाळेत नेऊनच सप्रयोग शिकवायचे. प्रत्यक्ष प्रयोग आधी करून पाहायचे. पूर्ण तयारी केली तरच सप्रयोग चांगले शिकविता येते, अशी त्यांची धारणा होती. त्यांच्यामुळे मला लहानपणीच प्रयोग करण्याची प्रचंड आवड निर्माण झाली. पुढे मी स्वतः अक्षरशः हजारो प्रयोग केले आणि त्यातून अनेक नावीन्यपूर्ण उपकरणे व शैक्षणिक साधने तयार करू शकलो. पुढे पुण्यातील आयसर या संस्थेच्या एका प्रयोगशाळेत माझ्या अशा 40 प्रयोगांचे चित्रीकरण झाले. यातील प्रत्येक प्रयोग मराठी अन् इंग्रजीत आहे. हे सर्व प्रयोग यूटय़ूबवर आपण पाहू शकता. येथे एक गोष्ट नमूद करताना मला खंत वाटते की, आजही अनेक शाळांमध्ये चांगल्या प्रयोगशाळा आणि पुरेसे प्रयोग साहित्य नाही. त्यामुळे विद्यार्थी स्वतःच्या हाताने प्रयोग करण्यापासून वंचित राहतात. माझ्या मते प्रत्येक विज्ञान शिक्षक हा स्वतः प्रयोगशील असला तरच तो मुलांमध्ये विज्ञानाची आणि पर्यायाने प्रयोग करण्याची आवड निर्माण करू शकेल. नावीन्यपूर्ण प्रयोग करायचे तर प्रत्येक शाळेमध्ये एकतरी छोटी कार्यशाळा असणे आवश्यक आहे, जिथे विविध प्रकारची उपकरणे, हत्यारे, छोटी यंत्रे असतील आणि ती सर्वांना वापरता येतील. यासाठी संस्थाचालकांनी विशेष प्रयत्न करणे आवश्यक आहे.

विद्यार्थ्यांमध्ये प्रयोगाची आवड निर्माण करणे हे प्रत्येक विज्ञान शिक्षकाचे प्रथम कर्तव्य आहे आणि या कामात त्यांना पालकांनीही सहकार्य करायला हवे. बरेच विद्यार्थी विज्ञान प्रदर्शनात कायम तेच तेच प्रयोग मांडतात. तसेच प्रकल्पसुद्धा अगदी चाकोरीबद्ध असतात. त्यांना योग्य मार्गदर्शन करणे विज्ञान शिक्षकांचे काम आहे. आजपर्यंत मी विज्ञान शिक्षकांना मार्गदर्शन करण्यासाठी अनेक कार्यशाळा घेतल्या आहेत. नवीन, आधुनिक शिक्षण साहित्य कशी बनविता येतील याचेही मार्गदर्शन केले आहे. sci

एक साधा प्रयोग लेसर झोताच्या मार्गात काचेची भरीव अथवा पोकळ नळी आडवी धरा व समोरच्या भिंतीवर अथवा पडद्यावर काय दिसते हे प्रत्यक्ष करून पहा; एक सरळ उभी रेष दिसेल. याचा उपयोग करून आपण अनेक किरणाकृती (ray diagrams) दाखवू शकतो. यासाठी काचेची चीप, त्रिकोणी लोलक, बहिर्गोल तसेच अंतर्गोल भिंगे आणि आरसे इत्यादींचा वापर करून आपण अनेक प्रयोग अत्यंत आकर्षकपणे समजावून देऊ शकतो. मी स्वतः लेसरचा उपयोग करून अनेक नावीन्यपूर्ण उपकरणे बनविली आहेत. त्यापैकीच एक आहे ‘टायरोस्कोप’ ही माझी स्वतःचीच कल्पना, रचना आणि निर्मिती! या नावीन्यपूर्ण शिक्षण साहित्य निर्मितीसाठी मला आपल्या मराठी विज्ञान परिषदेचा वर्ष 2000 चा हरिभाऊ मोटे पुरस्कार डॉ. वसंतराव गोवारीकर (इस्रोचे माजी अध्यक्ष) यांच्या हस्ते मिळाला. तो माझ्या जीवनातील एक अविस्मरणीय क्षण होता.

विज्ञान प्रकल्पांसाठी 

एक नवीन संकल्पना

आजकाल घराघरात अनेक छोटय़ा-मोठय़ा उपकरणांत आपण कोरडे घट (dry cells) वापरतो. उदाहरणार्थ रिमोट कंट्रोल, टॉर्च, लहान मुलांची खेळणी इत्यादी. हे सर्व कोरडे घट एकदा वापरून त्यातील विद्युत ऊर्जा निर्मिती क्षमता संपली की ते आपण कचऱयाच्या डब्यात टाकतो आणि पुढे त्याची रवानगी डंपिंग ग्राऊंडकडे होते. असा फार मोठा कचरा जमा होत आहे ज्याची योग्य विल्हेवाट लावणे आवश्यक आहे. कोरडय़ा घटांत जस्त (Zinc) वापरले जाते. त्यातील न वापरले गेलेले जस्त वितळवून वेगळे केल्यास त्याचा पुनर्वापर शक्य आहे. भविष्यात जस्ताचा पुरवठा कमी पडणार आहे. त्यामुळे तांब्याप्रमाणे जस्तही महाग होत जाणार आहे. तसेच ग्रॅफाइट रॉड, उरलेले मँगनीज डायऑक्साइड, नवसागर, कार्बन पावडर यांचाही पुनर्वापर करण्यासंबंधी भरपूर प्रयोग झाले पाहिजेत सोप्या पद्धतीने त्यांचे विलगीकरण कसे करता येईल यासाठीदेखील संशोधन झाले पाहिजे. त्याचप्रमाणे ई-कचरा योग्य प्रकारे कसा विघटीत करता येईल यासंबंधी भरपूर संशोधन होणे नितांत गरजेचे आहे. पर्यावरण रक्षणासाठी आपण सर्वांनी जोरदार प्रयत्न केले पाहिजेत.

 

आपली प्रतिक्रिया द्या