فیزیکهمسفر این مسیر: فنر
آموزش فیزیک برای کودکان: ۳۰ ایستگاه تا پایه‌های المپیاد
آخر این مسیر
مدل‌سازی پدیده‌ها در مکانیک، گرما، الکتریسیته، موج و نور در سطح مفهومی و کمی، همراه با تحلیل ابعادی، تخمین و کار با داده و خطای آزمایش؛ آماده برای شروع آمادگی مرحله‌ی اول المپیاد فیزیک.
۲۱ ایستگاه از ۳۰ آماده است
۳ فاز
در هر فاز چه یاد می‌گیرد
فاز ۱: کشف و بازی
ایستگاه ۱ تا ۱۰معمولاً پایهٔ چهارم و پنجم
اندازه‌گیری و یکا، چگالی و شناوری، تندی، نیرو و اصطکاک، اهرم و قرقره، گرما و دما، نور و سایه، صدا، مدار ساده و آهنربا؛ همه با آزمایش‌های خانگی و بدون فرمول سنگین.
فاز ۲: اندازه‌گیری و کمی‌کردن
ایستگاه ۱۱ تا ۲۰معمولاً پایهٔ ششم و هفتم
فشار و اصل ارشمیدس، سرعت و شتاب و نمودار حرکت، قوانین نیوتون، کار و انرژی و توان، گشتاور و تعادل، گرمای ویژه، بازتاب و شکست و عدسی، موج، بار الکتریکی و قانون اهم؛ و در پایان تحلیل ابعادی و تخمین به سبک IJSO.
فاز ۳: استدلال و اثبات
ایستگاه ۲۱ تا ۳۰معمولاً پایهٔ هشتم و نهم
حرکت پرتابی، تکانه و برخورد، حرکت دایره‌ای و گرانش نیوتون، نوسان فنر و آونگ، گاز کامل، مدارهای سری و موازی، میدان مغناطیسی و القا، اپتیک هندسی، فوتون و اتم؛ و در پایان آزمایشگاه، داده و خطا.
فرض ما حدود ۵ ایستگاه در هر سال تحصیلی است؛ یعنی هر ایستگاه در هر چهار مسیر روی هم حدود ۷ تا ۸ هفته، با جلسه‌های کوتاه و چند روز در هفته. با این سرعت ایستگاه‌های ۱ تا ۳۰ از پایه‌ی چهارم تا پایان پایه‌ی نهم طول می‌کشد. این فقط یک برنامه‌ی پیشنهادی است: سرعت را مهارت کودک تعیین می‌کند، نه سن. هر ایستگاه آزمون پرش دارد؛ کودک می‌تواند از چیزی که بلد است رد شود یا هر جا لازم بود آهسته‌تر برود، و جا ماندن از این جدول هیچ اشکالی ندارد.
ایستگاه به ایستگاه
۳۰ ایستگاه فیزیک
- ایستگاه ۱: اندازه‌گیری و یکاهاچرا «۱۰ ذرع» پارچه در تبریز با «۱۰ ذرع» در کرمان یکی نبود؟
- ایستگاه ۲: جرم، حجم و چگالیچرا یک کشتی آهنی چند هزار تنی روی آب می‌ماند ولی یک میخ غرق می‌شود؟
- ایستگاه ۳: حرکت و تندییوزپلنگ ایرانی چقدر تند می‌دود؟ از ماشین در آزادراه تندتر است؟
- ایستگاه ۴: نیرو: هل‌دادن، کشیدن و اصطکاکچرا روی یخ سُر می‌خوریم ولی روی موکت نه؟
- ایستگاه ۵: ماشین‌های ساده: اهرم و قرقرهارشمیدس گفت «جایی برای ایستادن به من بدهید تا زمین را تکان دهم»؛ چقدر اهرم لازم داشت؟
- ایستگاه ۶: گرما و دماچرا پنگوئن‌ها پاهایشان یخ نمی‌زند؟
- ایستگاه ۷: نور و سایه، آینهچرا سایه‌ی تو ظهر کوتاه و عصر بلند است؟
- ایستگاه ۸: صدا و ارتعاشچرا در فضا هیچ صدایی شنیده نمی‌شود؟
- ایستگاه ۹: مدار الکتریکی سادهمارماهیِ برقی چطور تا ۶۰۰ ولت برق تولید می‌کند؟
- ایستگاه ۱۰: آهنربا و مغناطیسپرندگانِ مهاجر چطور با «قطب‌نمای درونی» راه را پیدا می‌کنند؟
- ایستگاه ۱۱: فشار و اصل ارشمیدسچرا میخ‌های بسترِ مرتاض‌ها او را سوراخ نمی‌کنند؟
- ایستگاه ۱۲: سرعت، شتاب و نمودار حرکتیک خودروی مسابقه‌ای روی پیستِ مسابقه در ۲ ثانیه به ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت می‌رسد؛ شتابش چند برابرِ شتابِ سقوط است؟
- ایستگاه ۱۳: قوانینِ نیوتونموشک در فضای خالی، که چیزی برای «هل‌دادن» نیست، چطور جلو می‌رود؟
- ایستگاه ۱۴: کار، انرژی و توانیک تکه شکلات چقدر انرژی دارد؟ با آن چند طبقه می‌شود بالا رفت؟
- ایستگاه ۱۵: گشتاور و تعادلبرج کج پیزا چرا نمی‌افتد؟ تا کجا می‌تواند کج شود؟
- ایستگاه ۱۶: گرمای ویژه، تغییر حالت و انبساطچرا شب‌های کویر یخ‌بندان است ولی ساحل دریا ملایم؟
- ایستگاه ۱۷: بازتاب، شکست و عدسیچرا قاشق در لیوانِ آب شکسته به نظر می‌رسد؟
- ایستگاه ۱۸: موج: طول موج، بسامد و تندیچرا رادیوی اف‌اِم پشتِ کوه قطع می‌شود ولی اِی‌اِم نه؟
- ایستگاه ۱۹: بار الکتریکی و قانون اهمچرا پرنده‌ای که روی سیمِ برقِ فشارِ قوی می‌نشیند برق‌گرفته نمی‌شود؟
- ایستگاه ۲۰: تحلیل ابعادی و تخمین فرمی (سبک IJSO)یک فضاپیما به مریخ رسید ولی از دست رفت؛ عددهایش غلط نبودند. پس چه چیزی غلط بود؟
- ایستگاه ۲۱: حرکت دوبعدی و پرتابییک توپ را از لبه‌ی میز با دست افقی هل می‌دهیم و درست در همان لحظه توپِ دیگری را از همان بلندی رها می‌کنیم. کدام زودتر به زمین می‌رسد؟
- ایستگاه ۲۲: تکانه و برخورددر دست نوشتن
- ایستگاه ۲۳: حرکت دایره‌ای و گرانش نیوتوندر دست نوشتن
- ایستگاه ۲۴: نوسان: فنر و آونگدر دست نوشتن
- ایستگاه ۲۵: گاز کامل و ترمودینامیک مقدماتیدر دست نوشتن
- ایستگاه ۲۶: مدارهای سری و موازیدر دست نوشتن
- ایستگاه ۲۷: میدان مغناطیسی و القادر دست نوشتن
- ایستگاه ۲۸: اپتیک هندسی و ابزارهای نوریدر دست نوشتن
- ایستگاه ۲۹: فیزیک مدرن: فوتون، اتم و طیفدر دست نوشتن
- ایستگاه ۳۰: آزمایشگاه، داده و خطا (دروازه‌ی IPhO)در دست نوشتن
مسئله
کلاس شنای مینا ۱ ساعت و ۱۵ دقیقه طول می‌کشد. این چند دقیقه است؟راه‌حل، قدم‌به‌قدم
در درس، قدم‌ها یکی‌یکی باز می‌شوند و فرزندتان پیش از هر قدم خودش حدس می‌زند.
- قدم ۱: دو تکه داریم: «۱ ساعت» و «۱۵ دقیقه». اول همه را دقیقه می‌کنیم.
- قدم ۲: ۱ ساعت = ۶۰ دقیقه (نه ۱۰۰!).
- قدم ۳: ۶۰ + ۱۵ = ۷۵. پس کلاس ۷۵ دقیقه است. جواب «۱۱۵» ساعت را صدتایی گرفته است.
نقطه‌های راه
مسابقه‌ها و آزمون‌هایی که سر راه است
معمولاً پایهٔ هشتم
مسئله‌های سبک IJSO (المپیاد علوم نوجوانان)
IJSO المپیاد بین‌المللی علوم برای دانش‌آموزان ۱۵ ساله و کوچک‌تر (سن در ۳۱ دسامبر سال مسابقه) است و تیم هر کشور با یک گزینش ملی انتخاب می‌شود. مسیر گزینش در ایران را تأیید نکردیم؛ هدف ما حل مسئله‌های همین سبک است: انرژی، نیرو، اندازه‌گیری، یکا و تحلیل ابعادی.
معمولاً پایهٔ نهم
مسئله‌های سبک المپیاد نجوم نوجوانان (Junior IOAA)
المپیاد نجوم نوجوانان از سال ۲۰۲۲ برگزار می‌شود. طبق آیین‌نامه‌ی سال ۲۰۲۵، شرکت‌کننده در ۳۰ ژوئن سال مسابقه حداکثر ۱۶ سال دارد و دست‌کم دو سال تا پایان دبیرستانش مانده است. شرکت تیم ایران و مسیر گزینش را تأیید نکردیم؛ سرفصل آن (کپلر، قدر و فاصله، طیف، کره‌ی سماوی، تلسکوپ) در ایستگاه‌های ۲۱ تا ۳۰ نجوم پوشش داده می‌شود.
پایهٔ نهم
آزمون ورودی تیزهوشان و نمونه دولتی، نهم به دهم
این آزمون در پایان پایه‌ی نهم برگزار می‌شود. زمان، منابع و سهم سؤال‌های درسی و هوشی را فقط از اطلاعیه‌ی رسمی آموزش‌وپرورش همان سال بگیرید. فکرستان برای این آزمون برنامه‌ی جداگانه ندارد، ولی ریاضی و استدلال فاز ۳ پشتوانه‌ی خوبی است.
معمولاً پایهٔ دهم
مرحله‌ی اول المپیادهای علمی کشور
طبق اطلاعیه‌های سال ۱۴۰۴–۱۴۰۵ که در سایت‌های آموزشی بازنشر شده، دانش‌آموزان پایه‌ی دهم و یازدهم می‌توانند در مرحله‌ی اول ثبت‌نام کنند؛ پس پایه‌ی دهم معمولاً اولین فرصت است و پایه‌ی یازدهم فرصت دوم. ثبت‌نام معمولاً در پاییز انجام می‌شود. مرحله‌ی اول کامپیوتر کاغذی است و برنامه‌نویسی ندارد. شرایط و زمان هر سال را فقط از اطلاعیه‌ی رسمی همان سال بگیرید.
روش یادگیری
فکرستان چطور کار می‌کند
هر ایستگاه چند درس کوتاه است. درس با یک پرسش شروع می‌شود؛ فرزندتان با یک شبیه‌ساز یا معما خودش امتحان می‌کند، بعد یک مثال حل‌شده را قدم‌به‌قدم می‌بیند، تمرین می‌کند و دلیلش را توضیح می‌دهد. هر جا گیر کند، راهنمای چهارپله‌ای با یک اشاره شروع می‌کند، نه با جواب. اگر چیزی را از قبل بلد باشد، با یک آزمون کوتاه از آن می‌گذرد؛ مرورهای کوتاهِ چند روز بعد آموخته‌ها را تازه نگه می‌دارند. سرعت را تسلط تعیین می‌کند، نه سن. فکرستان تبلیغ و ردیاب ندارد و شما هرچه فرزندتان می‌بیند، می‌بینید.
شروع با فکرستان
حساب را پدر یا مادر می‌سازد و رضایتش را همان‌جا ثبت می‌کند. فرزندتان با نام مستعار وارد می‌شود و با چند پرسش کوتاه، نقطهٔ شروعِ هر مسیر پیدا می‌شود.