دوره #ضمن_خدمت ” روش های نوین آموزش علوم ویژه دبیران علوم و علاقه مندان به تدریس علوم”

گواهی معتبر دوره ضمن خدمت روش های نوین آموزش علوم از موسسه #مهدوی و #اندیشه _آفرینان_شریف و #دانشگاه_علم_و_صنعت

این دوره حاوی مطالب مفیدی در مورد آزمایش های مهیج و ویژه ی دبیران و دانشجویان علاقه مند به حوزه ی تدریس می باشد. شیوه ی آموزش STEAM از محورهای اصلی این دوره است که تکنیک های مفیدی برای پیاده سازی این شیوه ی آموزش به دبیران محترم آموزش داده خواهد شد. این واژه از ترکیب علم، فناوری، مهندسی، هنر و ریاضی به دست آمده است و هدف آن آموزش کارگاهی و شیوه های خلاقانه است.

این نوید به شرکت کنندگان محترم داده شده است که در صورت اتخاذ نمره مناسب و در حد نساب در امتحان پایانی این دوره امکان استخدام در شرکت اندیشه آفرینان و همچنین بازگرداندن وجه میسر است.

*گواهی این دوره، مدرک تضمینی ورود شما به کلاس های درس در مدارس است.

اساتید

دکتر علیرضا رحیمی(استاد علوم تربیتی و متخصص فلسفه تعلیم و تربیت و برنامه ریزی درسی)
شایان فروزنده دل(مدیرعامل محترم شرکت آموزشی-پژوهشی اندیشه آفرینان شریف و مدیر اجرایی و علمی جشنواره های پروژه های دانش آموزی)
مینا رزقی(معاون بخش پژوهشی شرکت اندیشه آفرینان شریف)

محورهای آموزشی دوره
روش های نوین آموزش علوم:

۱) آموزش تفکر سیستمی (OWC)
2) ارتباط آموزش تئوری و کارگاهی
۳) طراحی و آموزش شیوه تدریس STEAM
4) طراحی آزمایش و پروژه های آزمایشگاهی
۵) آموزش ایمنی آزمایشگاه
۵) آموزش مهارت های آنالیزی و حل مسئله
۶) مطالعات آزمایشگاهی مبتنی بر پداگوژی
۷) آموزش طراحی دفتر علوم آزمایشگاهی

شروع دوره ضمن خدمت از ۱۱ شهریور

دوشنبه و پنجشنبه به مدت دو هفته
ساعت کلاس ها از ۹ الی ۱۷

هزینه ثبت نام دوره عادی ۸۵۰ هزار تومان است. این هزینه برای دانشجویان و دبیران با تخفیف فوق العاده ای همراه است.

محل برگزاری دانشگاه علم و صنعت می باشد.

ثبت نام از لینک زیر صورت میگیرد:

https://evnd.co/o42ul

آموزش کودکان برای زندگی

دانش آموزان جوانتر بیشتر مستعد یادگیری هستند و معلمان از کار دشوار آموزش که با آن روبرو هستند، آگاه هستند. در حالیکه بسیار از دانش آموزان نسبت به هم سن و سال هایشان اطلاعات تحصیلی زیادی دارند، دانش محدودی نسبت به جهان خارج از خانه خود دارند. آنها معمولا با خانواده ارتباطات نزدیک و خوبی دارند و در مراکز خرید و تفریح با افرادی که دوست دارند، وقت می گذرانند.

موقعیت های اجتماعی

تجربه آنها، حتی برای کسانی که تجربه اینترنت گسترده و رسانه ای دارند، همچنان محدود است. برخورد با بسیاری از موقعیت های مختلف اجتماعی چیزی است که آنها باید یاد بگیرند و به سیستم مدرسه وارد می شوند تا آنها را آموزش دهند.

رفتار دانش آموزان مدرن

با نگاهی نزدیک به هر نمایش تلویزیونی در میابیم که به ندرت صحنه های ویدئویی از کودکان با رفتارهای مناسب تولید می شود، و والدین اندکی در واقع در مورد این موضوع فکر می کنند. آنها زندگی پر مشغله دارند و فرزندانشان به ندرت تمایل به اشاره به این موضوع دارند که آنچه که در تلویزیون می بینند در مواجهه با رفتار پدر و مادرشان در برابر تدریس والدینشان تأثیر می گذارد.

رفتارهای اجتماعی

خوردن شام رسمی، معرفی دوستان و یا حتی درک اینکه چگونه با دیگران ارتباط برقرار کنید، از طریق سرگرمی های روزمره آموزش داده نمی شود. پدر و مادر بهترین ها را انجام می دهند، اما آنها نیاز به اطلاعات اساسی وحمایت مدارس برای کمک به آنها را برای تبدیل شدن فرزندان خود به بزرگسالان مودب در آینده دارند. اوضاع برای دانش آموزان مدرن مهم تر از همیشه است و دنیای شلوغ از آنها می خواد تا در اسرع وقت یاد بگیرند.

Image result for proper behavior of kids

تعاملات اجتماعی

دانش آموزان باید یاد بگیرند چگونه با دیگران در یک سطح اجتماعی ارتباط برقرار کنند. معلمان باید به صورت رسمی به کار گرفته شوند و با دانش آموزان برخورد محترمانه ای صورت گیرد. یادگیری عملکرد در جامعه، در خانه آغاز می شود، اما تقویت آن از طریق مدارس است که به کودکان در هنر متمدن شدن کمک می کند.

Related image

آموزش رفتار مناسب

بسیاری از دانش آموزان باید قبل از اینکه بتوانند فارغ التحصیل شوند، کار کنند، و رفتار مناسب در جامعه یکی از جنبه های مهم آموزش آنها است. در حالی که بسیاری از مدارس آن را به عنوان یک موضوع جداگانه فهرست نمی کنند، تعامل آنها با دانش آموزان و مربیان دیگر توسط سیستم پیگیری می شود. کسانی که از لحاظ یادگیری رفتار اجتماعی مناسب، پیشرفت می کنند، در طول زندگی با داشتن دوستان خوب، به دلیل احترام به دیگران، پاداش می گیرند.

Image result for proper behavior of kids

آموزش STEAM

شیوه های این نوع آموزش بسیار رفتارگرا است زیرا دانش آموزان مجبورند درگیر مسئله باشند و به صورت تیمی و گروهی یک پروژه علمی را پیش ببرند. در این نوع آموزش، نوع رفتار با هم گروهی، سرگروه و دبیر راهنما را به خوبی یاد می گیرند و تفکر بحرانی و حل مسئله را نیز می آموزند. شیوه های آموزش STEAM در ایران در شرکت آموزشی اندیشه آفرینان شریف تدریس می شود.

ابداع این شرکت آموزشی-پژوهشی، به کار گیری این روش و تلفیق آن با آموزش آزمایشگاهی است.

Image result for proper behavior of kids

برای مشاهده ی منبع اینجا کلیک کنید.

خلاصه ی آزمایش: با یادگیری این آزمایش نمایشی متوجه خواهید شد که تمام اجسام دارای یک مرکز ثقل یا مرکز جرم هستند که در آن نقطه می توانند معلق و در حالت تعادل قرار بگیرند.

این آزمایش نمایشی به ما می آموزد که سنگین ترین اجسام و موجودات نیز دارای مرکز ثقل هستند.

از اینرو می توان آنها را در آن نقطه بر روی نوک یک سوزن نیز نگه داشت.

هدف کلی:

آشنایی با آزمایش نمایشی

هدف اصلی:

یادگیری مفهوم مرکز جرم (مرکز ثقل)

وسایل لازم:

قاشق، چنگال، چوب کبریت، لیوان، آب

شرح آزمایش:

یک لیوان شیشه ای بردارید.

Image titled Make a Fork and Spoon Appear to Defy Gravity Step 1

درون لیوان مقداری آب بریزید تا سنگین شود و بتواند بدون افتادن جرم اجسام را تحمل کند.

Image titled Make a Fork and Spoon Appear to Defy Gravity Step 2

سپس یک قاشق و چنگال تقریبا هم وزن و با یک اندازه را پیدا کنید.

قاشق را از سمت انتهای داخلی لا به لای دنده های چنگال محکم کنید.

Image titled Make a Fork and Spoon Appear to Defy Gravity Step 3

اکنون الاکلنگ فیزیکی شما حاضر است.

ترفند این آزمایش نمایشی این است که نشان دهید می خواهید این الاکلنگ را روی لبه ی لیوان در هوا معلق نگه دارید.

حال به سراغ چوب کبریت بروید و مطابق شکل زیر آن را از لا به لای چنگال وارد کنید.

Image titled Make a Fork and Spoon Appear to Defy Gravity Step 4

چوب کبریت را به محل برخورد قاشق و چنگال نزدیک کنید به طوری که از بین آنها سر نخورد.

انتهای چوب کبریت را روی لبه ی دهانه ی لیوان قرار دهید.

Image titled Make a Fork and Spoon Appear to Defy Gravity Step 5

سعی کنید با تکان دادن چوب کبریت تعادل را رعایت کنید و دست خود را رها کنید.

Image titled Make a Fork and Spoon Appear to Defy Gravity Step 7

نتیجه گیری:

هر جسم به تنهایی یک مرکز ثقل دارد. وقتی آنها به هم متصل می شوند مرکز جرم آنها جا به جا شده و به صورت مشترک دارای یک مرکز ثقل واحد می شوند.

مرکز ثقل یا گرانیگاه نقطه ای است که جسم در آن در حالت تعادل است.

لزوما مرکز جرم یک شکل هندسی در مرکز آن نیست و کاملا به جرم آن جسم بستگی دارد.

گرانیگاه هر جسم به سمت سنگین یا با جرم بیشتر آن نزدیک است.

در این آزمایش نیز چون مرکز جرم اتصال چنگال و قاشق به محل اتصال نزدیک تر است بنابراین با اضافه کردن یک جسم سبک مثل چوب کبریت این مرکز جرم چندان جا به جا نشده.

در واقع همان نقطه ای است که چوب کبریت به لبه ی لیوان تکیه داده است.

برای دستیابی به منبع اینجا کلیک کنید.

خلاصه ی آزمایش:

در این آزمایش نمایشی به شیوه ی آموزش آزمایشگاهی فیزیک درک می کنید که چگونه خلا می تواند منجر به ورود یک تخم مرغ به بطری بدون استفاده از دست شود. در این آزمایش، تغییر در فشار هوا می تواند منجر به انجام کار شود. با استفاده از مفهوم خلا می توان کارهای جذابی در صنعت انجام داد. امروزه در صنعت فضانوردی، هواپیمایی، انتقال و الکترونیک از خلا استفاده های بسیار جالبی می شود تا بدون صرف انرژی یک کار یا فعالیت اجرا شود.

هدف کلی:

یادگیری مفهوم آزمایش نمایشی

هدف اصلی:

آشنایی با مفاهیم خلا، فشار هوا و تعادل توسط آزمایش نمایشی

وسایل لازم:

تخم مرغ، قابلمه، آب، اجاق گاز، بطری شیر، کبریت، شمع

شرح آزمایش:

ابتدا یک تخم مرغ را شسته و داخل یک قابلمه پر از آب می اندازیم.

Image titled Get an Egg Into a Bottle Step 1


سپس اجاق گاز را روشن کنید تا تخم مرغ شروع به پختن کند.

Image titled Get an Egg Into a Bottle Step 2


وقتی آب به جوش آمد، ۱۰ دقیقه به تخم مرغ فرصت بدهید تا حسابی پخته شود. سپس تخم مرغ را از آب خارج کرده و روی آن کمی آب سرد بریزد تا دستتان نسوزد. با ضربه ی یک قاشق پوسته ی آهکی تخم مرغ را بشکنید و پوست بکنید.

Image titled Get an Egg Into a Bottle Step 3

در این مرحله شما باید دهانه ی یک بطری شیر را کمی چرب کنید تا هنگام ورود تخم مرغ، باعث پاره شدن سفیده نشود و تخم مرغ سالم وارد بطری شود.

Image titled Get an Egg Into a Bottle Step 4

دو الی سه عدد چوب کبریت را با هم روشن کنید و داخل بطری بیندازید.

Image titled Get an Egg Into a Bottle Step 5

بلافاصله و قبل از اینکه کبریت ها خاموش شود، تخم مرغ را روی دهانه ی بطری بگذارید.

Image titled Get an Egg Into a Bottle Step 6

در عرض چند ثانیه تخم مرغ همراه با یک صدای مکش بلند، به داخل بطری کشیده می شود.

Image titled Get an Egg Into a Bottle Step 7

روش دوم انجام آزمایش:

شما می توانید به جای انداختن کبریت داخل بطری، یک شمع کوچک را در سفیده ی تخم مرغ وارد کنید. شمع را روشن کنید

Image titled Get an Egg Into a Bottle Step 9

تخم مرغ را به همراه شمع روشن روی دهانه ی بطری قرار داده و دست خود را بردارید.

Image titled Get an Egg Into a Bottle Step 10

بعد از خاموش شدن شمع، تخم مرغ به داخل بطری هل داده می شود.

Image titled Get an Egg Into a Bottle Step 11

نتیجه گیری:

ورود تخم مرغ به بطری بدون استفاده از دست، آزمایش مهیجی است که از نوع آزمایش های نمایشی است. در این آزمایش تخم مرغ با صدای مکش بلندی به داخل بطری کشیده می شود بدون اینکه شما آنرا با دست هل دهید. این آزمایش نمایشی به این دلیل رخ می دهد که وقتی کبریت یا شمع سوزانده شوند، هوا داخل بطری را گرم می کنند و بخار (آب) را به عنوان بخشی از واکنش احتراق آزاد می کنند. این فرایند سبب می شود هوا در داخل بطری انبساط یابد و قسمتی از هوا به بیرون بطری هدایت شود.ه
نگامی که تخم مرغ دهانه ی بطری را مهر و موم می کند، کبریت یا شمع به سرعت اکسیژن را مصرف کرده و زمانی که اکسیژن به اتمام برسد خاموش می شوند.

وروبا سرد شدن هوای درون بطری، حجم هوای داخل بطری به علت تراکم بخار آب کاهش می یابد (در این زمان ابر اندکی داخل بطری تشکیل می شود که نشان دهنده ی ایجاد عمل میعان در داخل بطری است) و هوای خشک درون بطری خنک می شود.

هنگامی که حجم هوا کاهش می یابد، فشار درونی بر روی تخم مرغ کم می شود، در حالی که فشار هوا در خارج از بطری تغییر نمی کند. تخم مرغ به بطری فشار داده می شود، و زمانی که تفاوت بین این نیروها برای تغییر شکل تخم مرغ و غلبه بر اصطکاک با دهانه ی بطری کافی باشد، تخم مرغ به داخل بطری سقوط می کند.

برای دریافت منبع اینجا کلیک کنید.

در اینجا ۱۰ کشور برتر جهان برای بزرگ کردن کودکان در سال ۲۰۱۸ لیست شده است:

۱۰٫ اتریش

همچنین جز ۱۰ کشور برتر جهان از نظر سرمایه گذاری و تاسیس شرکت و شفافیت است.

۹٫ استرالیا

همچنین جز ۱۰ کشور برتر از نظر نفوذ فرهنگی، مدرنیته، کیفیت زندگی، پیشرفت، بهترین کشورها برای سرمایه گذاری و اداره ی یک شرکت، بازنشستگی راحت، مسافرت، زندگی سبز، سرمایه گذاری در حوزه های آموزش، زنان، و به طور کلی جز بهترین کشورهای دنیاست.

۸٫ نیوزیلند

همچنین جز ۱۰ کشور برتر از نظر امنیت سفر، ماجراجویی، بازنشستگی راحت، مدرنیته و کیفیت زندگی است.

۷٫ سوئیس

همچنین جز ۱۰ کشور برتر جهان از نظر کسب و کار، نفوذ فرهنگی، مدرنیته، کارآفرینی، کیفیت زندگی، شروع کسب و کار، آتی نگر، مدیریت شرکت، کارآفرینی، شفافیت، زندگی سبز، تحصیلات، بازنشستگی راحت، و زنان است.

۶٫ هلند

همچنین جز ۱۰ کشور برتر از نظر کسب و کار، کارآفرینی، مدرنیته، کیفیت زندگی، شرکت های بزرگ، مسافرت، شفافیت، زندگی سبز، و زنان است.

۵٫ کانادا

همچنین جز ۱۰ کشور برتر جهان از نظر کسب و کار، کارآفرینی، مدرنیته، کارآفرینی، کیفیت زندگی، بازنشستگی راحت، شروع کسب و کار،آتی نگر، مدیریت شرکت، شفافیت، زندگی سبز، آموزش، و زنان است.

۴٫ فنلاند

همچنین جز ۱۰ کشور برتر دنیا از نظر کسب و کار، زندگی سبز، زنان، شفافیت، مدرنیته، کیفیت زندگی است.

۳٫ نروژ

همچنین جز ۱۰ کشور برتر از نظر کسب و کار، کیفیت زندگی، زندگی سبز، شفافیت، کارآفرینی، زنان، و مدرنیته است.

۲٫ سوئد

همچنین جز ۱۰ کشور برتر جهان از نظر کسب و کار، نفوذ فرهنگی، مدرنیته، کارآفرینی، کیفیت زندگی، بازنشستگی راحت، شفافیت، زندگی سبز، آموزش و پرورش، زنان، و جز بهترین کشورها در کل است .

۱٫ دانمارک

همچنین جز ۱۰ کشور برتر از نظر آموزش، کیفیت زندگی، زنان، مدرنیته و سازگاری با محیط زیست، ریاست شرکت، شفافیت، و زندگی سبز است.

طبق گزارش سالانه ی اندیشه آفرینان شریف، در اخبار و گزارش های جهانی، اگر به فکر بچه دار شدن هستید یا می خواهید کودکتان را به دنیا بیاورید، دانمارک رتبه ی اول را در گروه بهترین کشورهای جهان برای پرورش و رشد کودکان در سال ۲۰۱۸ است. در رتبه بندی قبلی، سوئد به مدت دوسال در صدر قرار داشت.

ارزیابی کشورها در سطح جهانی

به منظور کمک به مردم در درک اینکه چگونه ملیت ها در سطح جهانی از نظر قرار گیری در گروه بهترین کشورهای جهان برای پرورش و رشد کودکان ارزیابی می شوند، بیش از ۲۱،۰۰۰ پاسخ دهنده در ۸۰ کشور با مقیاس رتبه بندی ۶۵ ویژگی مورد ارزیابی قرار گرفت. در میان این ویژگی ها، نفوذ اقتصادی، قدرت، شهروندی و کیفیت زندگی قرار داشتند که به طور کل به تعیین موفقیت هر کشوری به عنوان یک کشور مدرن کمک می کرد.

ویژگی های هشت گانه

به منظور تعیین اینکه کدام کشورها بهترین شرایط را برای کودکان در بر دارند، محققات به ویژگی های هشت گانه زیر توجه کردند: حفظ حقوق بشر، دوستار خانواده بودن، برابری جنسیتی، شادی، برابری درآمد، سطح ایمنی، سیستم مراقبت بهداشتی توسعه یافته.

قوانین و سیاست های طلاق والدین به طور مستقیم در این رتبه بندی وارد نشده است، اما کشورهایی که در سطح بالای بهترین کشور جهان برای کودکان قرار دارند، از جمله دانمارک و سوئد، تمایل دارند که ملایم ترین قوانین را در این زمینه دارند.

نگاه به شرایط ویژه ی آموزش و سیستم های آموزشی نیز نقشی اساسی در انتخاب برترین کشورها برای کودکان دارد زیرا تاثیر این عامل اساسی را نباید در آینده ی کودکان نادیده گرفت. البته عوامل بسیاری دخیل هستند که در صدر آنها سیستم های حمایتی و حفظ حقوق کودکان و خانواده به چشم می خورد. کودکان بهترین و اصلی ترین دارایی هایی یک کشور هستند که می توان بر روی آنها سرمایه گذاری کرد. این سرمایه گذاری قطعا و صدرصد در کوتاهترین مدت بازگشت داده می شود و کودکانی که برای رشد و پرورش آنها هزینه شده است. تبدیل به گردانندگان بازارهای اقتصادی آن کشور خواهند شد.

آموزش و پرورش و سیستم آموزشی به عنوان یکی از بزرگترین گنجینه های هر کشور در نظر گرفته می شود. با این حال، کیفیت و اهمیت آن در سراسر جهان متفاوت است. ما یک لیست از بهترین سیستم های آموزشی تهیه کرده ایم که بر اساس گزارش شرکت اندیشه آفرینان شریف است. معیارهای رتبه بندی عبارتند از آموزش ابتدایی، متوسطه و دبیرستان، و همچنین موسسات آموزش عالی و مدارس بین المللی.

رتبه بندی کشورهای اروپایی به چه صورت است؟

اولین کشور در رتبه بندی کره جنوبی، و به دنبال آن سه کشور آسیایی – ژاپن، سنگاپور و هنگ کنگ قرار دارند. در رتبه پنجم، فنلاند، که قبلا در رتبه بندی در صدر قرار داشت. تازه ترین تحقیقات نشان دهنده ی بهبود سیستم های آموزشی آسیا در حمایت از گرایش های نوین یادگیری است. پیشرفت سیستم های آموزشی به شدت بر رشد اقتصادی کشور تأثیر می گذارد.

فنلاند در رتبه ی اول و انگلستان در رتبه دوم کشورهای اروپایی قرار دارند – این کشور با وجود موسسه عالی آموزش و پرورش و مدارس بین المللی به شدت رتبه خود را افزایش می دهد. در مقیاس جهانی، انگلستان ششم است و بالاتر از کشورهای آلمان، فرانسه و ایالات متحده قرار دارد. جای تعجب است که لهستان در رتبه دهم قرار دارد، این نشان می دهند که اصلاحات در کشور بعد از دوران کمونیستی به نظر می رسد که نتایج خوبی به دست آورده است. سیستم آموزش و پرورش لهستان از کشورهایی مانند دانمارک، آلمان، روسیه، ایالات متحده آمریکا، استرالیا، بلژیک، فرانسه، ایتالیا و دیگر کشورها فراتر رفته است.

لیست کامل ۴۰ سیستم آموزشی برتر در جهان:

این لیست شامل ۴۰ مورد از بهترین و برترین سیستم های آموزش در کل کشورهاست. البته جای خالی برخی از کشورها به چشم می خورد از جمله کشورمان ایران که در تلاش هستیم با ارتقای سطح سیستم آموزشی و اعمال آموزش توسط فلسفه های نوین تعلیم و تربیت، شاهد حضور ایران در بین برترین سیستم های آموزشی در جهان باشیم.

آزمایش‌های نمایشی نقش مهمی در آموزش شیمی مدرن دارند.

آزمایش های نمایشی یک جاذبه بصری برای ایجاد سرگرمی در درک شیمی مدرن ارائه می‌دهند.

به عنوان یک مفهوم کمک آموزشی برای دانش آموزان هستند.

آزمایش های نمایشی دارای ویژگی‌های زیر می‌باشند:

آزمایش های نمایشی اغلب تماشایی و مهیج هستند و ایجاد انگیزه می‌کنند. اجازه می‌دهند دانش‌آموزان آزمایش‌هایی را مشاهده کنند که خودشان به دلیلی مانند کمبود مهارت، ایمنی، دستگاه‌های گران‌قیمت و مواد یا منابع محدود هیچگاه قادر به انجام آن‌ها نبوده‌اند.

منابع اندیشه آفرینان شریف از متون و از تجربیات معلمان شیمی در سراسر جهان جمع‌آوری شده است و منطبق با مطالبی است که دانش‌آموزان در کلاس‌های درس می‌خوانند و باید بدانند.

برخی از موضوعاتی که به عنوان سرفصل تهیه شده است:

آزمایش های نمایشی

                   شعبده بازی شیمیایی

                                       شیمی مواد منفجره

                                                           شیمی جنایی

                                                                               شیمی در زندگی روزمره

                                                           شیمی آشپزخانه

                                       شیمی سبز

                   شیمی دارو

شیمی رنگ

                   شیمی نفت

                                       الکتروشیمی

                                                          انجام آزمایش‌های شیمی در خانه

در ادامه به صورت خلاصه علم شیمی و آزمایش های نمایشی را به شما معرفی کرده‌ایم…

واژهٔ شیمی از کیمیا که نام یکی از علوم پنجگانه خفیه در دوران کهن است، اقتباس شده است. در زبان مصری باستان، کیمیا از واژهٔ خامه یا خَمِه به معنای زمینِ سیاه برگرفته شده است. پس از تسلط ایرانیان بر مصر در ۵۲۰ پیش از میلاد ، این واژه به صورت کیمیا (به معنی آزمایش های شیمی نمایشی) به شرق آمده است. پس از تسلط یونانیان در ۳۳۰ پیش از میلاد به صورت خومِیا (به یونانی: χυμεία) در یونانی نیز وارد گردیده است. در دوران تسلط خلافت اسلامی در خاورمیانه، به صورت الکیمیاء درآمده است. با جنگ‌های صلیبی به صورت الشمی(به انگلیسی: Alchemy) مجدداً به اروپا آمده است.

محققان در یک پیوند شگفت انگیز علم و هنر، یک سیستم برای تبدیل ساختارهای مولکولی پروتئینی، بلوک های پایه ساختمانی تمام موجودات زنده، به صدای شنیداری شبیه به نوت های موسیقی ایجاد کرده اند. سپس، با تغییر روند، آنها می توانند برخی از تغییرات را در موسیقی ایجاد کنند و آن را به پروتئین های جدیدی تبدیل کنند که هرگز در طبیعت دیده نمی شوند. برای کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید

تاریخچه شیمی و آزمایش های نمایشی

کوشش‌های نخستین بشر برای فهمیدن طبیعت مواد و بیان چگونگی دگرگونی آن‌ها ناموفق بود. اندک اندک کوشش‌ها برای تبدیل مواد کم ارزش، به مواد ارزشمندی چون زر و سیم، منجر به پیدایی دانش کیمیا یا آزمایش های نمایشی گردید. این دانش اغلب همراه با شعبده بازی و آزمایش های نمایشی بود. هر چند در ظاهر دانش کیمیا به خواست اصلی خود نرسید. اما دستاوردهای کیمیاگران در این راه به اندوخته گرانبهایی تبدیل شد. که پایه‌گذار شیمی مدرن یا همان آزمایش های نمایشی گردید.

نظریه اتمی پایه و اساس علم شیمی است. این تئوری بیان می‌دارد. که تمام مواد از واحدهای بسیار کوچکی به نام اتم تشکیل شده‌اند. یکی از اصول و قوانینی که در مطرح شدن شیمی به عنوان یک علم تأثیر به‌سزایی داشته، اصل بقای جرم است. این قانون بیان می‌کند که در طول انجام یک واکنش شیمیایی معمولی یا آزمایش های نمایشی، مقدار ماده تغییر نمی‌کند. (امروزه فیزیک مدرن ثابت کرده که در واقع این انرژی است که بدون تغییر می‌ماند. همچنین انرژی و جرم با یکدیگر رابطه دارند)

این مطلب به طور ساده به این معنی است:

اگر ده‌هزار اتم داشته باشیم و مقدار زیادی واکنش شیمیایی معمولی یا ازمایش های نمایشی انجام پذیرد، در پایان ما همچنان بطور دقیق ده‌هزار اتم خواهیم داشت. اگر انرژی از دست رفته یا به‌دست‌آمده را مد نظر قرار دهیم. مقدار جرم نیز تغییر نمی‌کند. شیمی کنش و واکنش میان اتم‌ها را به تنهایی یا در بیشتر موارد به‌همراه دیگر اتم‌ها و به‌صورت یون یا مولکول (ترکیب) بررسی می‌کند.

این اتم‌ها اغلب با اتم‌های دیگر در آزمایش های نمایشی شرکت می کنند. برای نمونه زمانی‌که آتش چوب را می‌سوزاند. واکنشی است بین اتم‌های اکسیژن موجود در هوا و مواد آلی چوب. که نور بر روی مواد شیمیایی فیلم عکاسی ایجاد می‌کند شکل می‌گیرد)

یکی از یافته‌های بنیادین و جالب دانش شیمی این بوده‌است که:

اتم‌ها روی‌هم‌رفته همیشه به نسبت برابر با یکدیگر ترکیب می‌شوند. سیلیس دارای ساختمانی است که نسبت اتم‌های سیلیسیوم به اکسیژن در آن یک به دو است. امروزه ثابت شده‌است. که استثناهایی در زمینهٔ قانون نسبت‌های معین وجود دارد(مواد غیر استوکیومتری).

یکی دیگر از یافته‌های کلیدی شیمی این بود که زمانی که یک واکنش شیمیایی مشخص یا ازمایش های نمایشی رخ می‌دهد، مقدار انرژی که بدست می‌آید یا از دست می‌رود همواره یکسان است. این امر ما را به مفاهیم مهمی مانند تعادل، ترمودینامیک و سینتیک شیمیایی می‌رساند.

دانشمندان کشف کردند که نوشیدن یک فنجان قهوه میتواند «چربی قهوه ای» را تحریک کند. چربی قهوه ای خود دفاعی بدن برای مبارزه با چربی است، که می تواند نکته ی کلیدی برای مقابله با چاقی و دیابت باشد. اصل خبر را در اینجا مطالعه کنید.

شیمی فیزیک

شیمی فیزیک بر پایهٔ فیزیک پیشرفته (مدرن) بنا شده‌است. اصولاً می‌توان تمام سیستم‌های شیمیایی یا ازمایش های نمایشی را با استفاده از تئوری مکانیک کوانتوم شرح داد. این تئوری از لحاظ ریاضی پیچیده بوده و عمیقاً شهودی است. به هر حال در عمل و بطور واقعی تنها بررسی سیستم‌های سادهٔ شیمیایی قابل بررسی با مفاهیم مکانیکی کوانتوم امکان‌پذیر است. و در اکثر مواقع باید از تقریب استفاده کرد (مانند تئوری کاری دانسیته). بنابراین درک کامل مکانیک کوانتوم برای تمامی مباحث شیمی کاربرد ندارد. زیرا نتایج مهم این تئوری (بخصوص اوربیتال اتمی) با استفاده از مفاهیم ساده‌تری قابل درک و به‌کارگیری هستند.

با اینکه در بسیاری موارد ممکن است مکانیک کوانتوم نادیده گرفته شود. اما از مفهوم اساسی آن، یعنی کوانتومی کردن انرژی، نمی‌توان صرف نظر کرد. شیمی‌دان‌ها برای بکارگیری کلیه روش‌های طیف نمایی به آثار و نتایج کوانتوم وابسته‌اند. علم فیزیک هم ممکن است مورد بی توجهی واقع شود. اما به هر حال برآیند نهایی آن (مانند رزونانس مغناطیسی هسته‌ای) پژوهیده و مطالعه می‌شود.

یکی دیگر از تئوری‌های اصلی فیزیک مدرن که نباید نادیده گرفته شود. نظریه نسبیت است. این نظریه که از دیدگاه ریاضی پیچیده‌است، شرح کامل فیزیکی علم شیمی است. مفاهیم نسبیتی تنها در برخی از محاسبات خیلی دقیق ساختمان هسته، به‌ویژه در عناصر سنگین‌تر، کاربرد دارند، در عمل تقریباً با شیمی آزمایش های نمایشی پیوند ندارند.

کاربرد و زیر شاخه‌ها

همانطور که می‌دانیم شیمی در تمام سطوح زندگی اعم از زندگی روزمره تا تخصصی‌ترین مسائل مانند مکانیک کوانتم  نقش دارد. اما ما در اینجا می خواهیم بدانیم که یک متخصص در زمینه های مرتبط با علم شیمی و آزمایش های نمایشی چه توانایی هایی دارد:

شیمیست محض

یک شیمیست محض به تمام مسایلی که حل آن کمکی در جهت گسترش مرزهای دانش شیمی آزمایش های نمایشی است. علاقه نشان داده است. و در یک اشل آزمایشگاهی مشغول پژوهش و تحقیق بر روی آزمایش های نمایشی می‌شود. بدون توجه زیاد به آنکه نتیجه کار تا چه حد کاربرد صنعتی داشته باشد. بنابراین، یک شیمیست عهده‌دار تجزیه شیمیایی، اندازه‌گیری ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی است. این موارد مربوط به یک ترکیب، سنتز یک ماده شیمیایی جدید و یا تکوین یک فرآیند نوین شیمیایی می‌باشد. این کار اغلب در کنار کامپیوتر‌های پیشرفته و یا بر روی میز آزمایشگاه و به کمک ابزار و آلاتی که ظرفیت آن‌ها حداکثر به پنج لیتر می‌رسد، انجام می‌گیرد.

شیمیست کاربردی

یک شیمیست کاربردی با عنایت به اینکه در اصل یک شیمیست بوده است (متجاوز از ۷۰ درصد دروس مشترک با شیمی محض گذرانده). در جنب آن با زیان و اصلاحات مهندسی صنعتی و مهندسی آشنایی دارد، دستاوردها و نتایج پژوهش‌های شیمی محض را مرور کرده است. بخشی از آن را که کاربردی و قابل پیاده شدن در صنعت تشخیص دهد. جدا کرده و در یک اشل نیمه صنعتی (پاپیلوت) آزموده است. و نسبت به امکان اجرای پروژه در اشل صنعتی اظهار نظر می‌کند.

بنابراین، پس از آنکه فرآیند نوینی توسط شیمیست محض در اشل آزمایشگاهی گزارش شد. مراحل بعدی و رساندن فرآیند به مرز صنعتی به شیمیست کاربردی واگذار می‌شود. طرح‌های موفق شیمیست کاربردی برای پیاده شدن در صنعت و طراحی تاسیسات به مهندس شیمی. یعنی کسی که در اصل یک مهندس است. (متجاوز از ۷۰ درصد دروس گذرانده مهندسی بوده). به‌طور جنبی با زبان و اصطلاحات شیمی آشنا است، محول می‌شود.

در این مرحله از کار، موضوع انتقال حرارت و انتقال جرم جزء مشکل‌ترین بخش پروژه به حساب می‌آید. مواد خام اولیّه به جای آن که با دست حمل شوند به وسیله پمپ یا وسایلی نظیر آن به راکتور منتقل می‌شود. کنترل کیفیت هوای داخل کارخانه بایستی در حد استاندارد‌های تعیین شده باشد. جمع‌آوری و دفع ضایعات و محصولات جنبی بایستی مطابق اصول انجام گیرد.

یک مهندس شیمی علاوه بر موارد فوق می‌بایستی به کاهش هزینه تولید، کیفیت مواد اولیه و انرژی مصرفی توجه کند. همچنین نیروی انسانی، بازگشت سرمایه و نحوه دفع مواد ضایع شده و جنبی را مد نظرداشته باشد.

شاخه‌های علم شیمی

شیمی تجزیه، که به تعیین ترکیبات مواد و اجزای تشکیل دهنده آن‌ها می‌پردازد.

شیمی آلی، که به مطالعه ترکیبات کربن‌دار، غیر از ترکیباتی چون دو اکسید کربن (دی اکسید کربن) می‌پردازد.

شیمی معدنی، که به اکثریت عناصری که در شیمی آلی روی آن‌ها تاکید نشده است. برخی خواص مولکول‌ها می‌پردازد.

شیمی فیزیک، که پایه و اساس کلیه شاخه‌های دیگر را تشکیل می‌دهد. شامل ویژگی‌های فیزیکی مواد و ابزار تئوری بررسی آن‌هاست.

دیگر رشته‌های مطالعاتی و شاخه‌های تخصصی که با شیمی و آزمایش های نمایشی پیوند دارند. عبارت‌اند از: علم مواد، مهندسی شیمی، شیمی بسپار، شیمی محیط زیست و داروسازی.

شیمی در ایران

شیمی و آزمایش های نمایشی در ایران از پیشینه بسیار طولانی برخوردار است. از زمان کیمیاگران گرفته که سعی می‌کردند از فلزات بی‌ارزش طلا بسازند. تا زکریای رازی، کاشف الکل. همگی بر قدمت این علم در ایران دلالت دارند.

اما تاریخچه مهندسی شیمی در ایران به تأسیس مدرسه صنعتی ایران و آلمان برمی‌گردد. که پس از جنگ جهانی یکم به عنوان غرامت جنگی به ایران واگذار گردید. در این مدرسه عالی در هر رشته مهندسی شیمی، برق و ماشین حدود بیست نفر دانشجو پذیرفته می‌شد. گرچه پس از گذراندن دوره‌ای دو ساله دانش‌آموختگان آن مهندس شیمی نامیده می‌شدند. اما برنامه درسی آن‌ها بیشتر دروس مربوط به رشته شیمی با تأکید بر شیمی تجزیه و آزمایشگاه بود. شش سال بعد یعنی در سال  ۱۳۱۳ که دانشگاه تهران بنیاد شد. و رشته مهندسی شیمی بخشی از دانشکده فنی را به خود اختصاص داد.

رقابت‌های ناسالم

رقابت های ناسالم میان دانش آموختگان این دو واحد آموزشی سرانجام منجر به منحل شدن مدرسه عالی صنعتی شد. که در آن زمان «هنرسرای عالی» نامیده می‌شد گردید. مدتی بعد دانشگاه صنعتی پلی تکنیک تأسیس شد (سال ۱۳۳۶) . برای دوره چهار ساله مهندسی شیمی نیز دانشجو پذیرفت. پس از این دو دانشگاه، دانشگاه شیراز تاسیس شد. سپس در سال  ۱۳۴۴ دانشگاه صنعتی آریامهر سابق (صنعتی شریف فعلی) برپا شد. با برنامه‌ای که تفاوت محسوسی با برنامه درسی امروز مهندسی شیمی نداشت پا به عرصه وجود گذاشتند.

در سال‌های بعد ضمن گسترش دوره‌های کارشناسی، دوره‌های کارشناسی ارشد و در بعضی دانشگاه‌ها دوره دکتری نیز گشایش یافتند. لازم به یادآوری است. در طی این سالیان دانشکده نفت آبادان نیز با افت و خیزهای زیاد فعالیت کرده است. در برخی از سال‌های فعالیت خود، در رشته‌ مهندسی شیمی نیز دانشجو پذیرفت. تعداد دانش‌آموختگان مهندسی شیمی در ایران تا سال ۱۳۷۰ حدود هشت هزار نفر برآورد می‌شود.

عکسی که در بالا مشاهده می کنید مربوط به یکی از شتاب دهنده های ذره در آزمایشگاه فیزیک ذرات اروپایی CERN در سوئیس است. این دستگاه یکی از غول پیکرترین شتاب دهنده ذره یا atom smasher در جهان است.

فیزیک (به زبان یونانی φύσις، طبیعت و φυσικῆ، دانش طبیعت) علم مطالعهٔ خواص طبیعت است. این علم را عموماً علم ماده (Matter) و حرکت و رفتار آن در فضا و زمان می‌دانند. این ماده می‌تواند از ذرات زیر اتمی تا کهکشان‌ها و اجرام بسیار بزرگ آسمانی باشد.

فیزیک از مفاهیمی مانند انرژی، نیرو، جرم، بار الکتریکی، جریان الکتریکی، میدان الکتریکی، الکترومغناطیس، فضا، زمان، اتم و نورشناسی استفاده می‌کند.

اگر بطور وسیع تر سخن بگوییم، هدف اصلی علم فیزیک بررسی و تحلیل طبیعت است. همواره این علم در پی آن است که رفتار طبیعت را در شرایط گوناگون درک و پیش بینی کند.

فیزیک یکی از قدیمی‌ترین رشته‌های دانشگاهی است. شاید قدیمی‌ترین مبحث آن را بتوان نجوم و اخترشناسی نامید. مدارکی وجود دارد که نشان می‌دهد هزاران سال پیش از میلاد مسیح، اقوامی همچون سامری‌ها و همچنین اقوامی در مصر باستان و اطراف ایندوس، تحقیقات و درک اندکی از حرکت خورشید، ماه و ستارگان داشته‌اند.

از دوران باستان، انسان‌ها سعی می‌کردند که رفتار طبیعت را درک و پیش بینی کنند. در ابتدا، این گونه پرسش‌ها در مورد طبیعت و رفتار آن، در قلمرو فلسفه دسته‌بندی می‌شد. به همین دلیل است که در نوشته‌های فیلسوفان باستان همچون ارسطو، افلاطون و بطلمیوس و … نوشته‌های بسیاری در مورد رفتارهای طبیعت، مخصوصاً حرکت ستارگان و خورشید می‌بینیم.

تاریخچه

در بعضی از این نوشته‌ها، مواردی وجود داشت که بررسی پدیده‌های آسمانی را با افسانه‌ها و اعتقادات مردمان آن دوره از تاریخ آمیخته می‌کرد. علی‌رغم پیش بینی‌های درست، نمی‌توانست باعث متقاعد شدن آیندگان شود. البته در این دوران فیلسوفانی همچون تالس هم بودند که تمامی تلاش خود را برای دور ماندن از دلایل ماوراءالطبیعه می‌کردند.

به خاطر همین تلاش‌ها در بسیاری از منابع تاریخی به تالس لقب نخستین چهرهٔ علم را داده‌اند. یکی از کارهای مهم وی در حوزه ستاره‌شناسی، پیش بینی خورشیدگرفتگی در سال ۵۸۵ قبل از میلاد مسیح است.

از همین دوره بود که شاخه‌ای از فلسفه جدا شد که نام آن را فلسفه طبیعی نهادند و سالیان طولانی ادامه یافت. تا حدوداً در قرن هفدهم میلادی که دوباره با حضور چهره‌های بزرگ و برجسته‌ای همچون آیزاک نیوتن و گوتفرید لایبنیتس می‌رفت که دوباره تحولی عظیم در علم و نحوه نگرش به آن مخصوصاً در ریاضیات و فیزیک ایجاد شود.

با چاپ شدن کتاب نیوتن در سال ۱۶۸۷ با نام اصول ریاضی فلسفه طبیعی (همان‌طور که پیداست همچنان از عبارت فلسفه طبیعی در عنوان آن استفاده شده) تقریباً این نوع نگرش به فیزیک و ریاضیات به پایان راه خود رسید. نیوتن و همکاران وی در قرن هفدهم میلادی، نحوه نگرشی نو به طبیعت را بنیان‌گذاری کردند که امروزه به فیزیک کلاسیک معروف است.

البته ذکر این نکته الزامی است که این جنبش، قبل از قرن هفدهم، با تلاش دانشمندانی چون گالیلئو گالیله، نیکلاس کوپرنیک و یوهان کپلر آغاز شده بود و در زمان نیوتن به اوج خود رسید.

پس از قرن هفدهم، فیزیک و ریاضیات با سرعت قابل توجهی توسعه یافتند. دانشمندان زیادی در شاخه‌های مختلف این دو علم، توانستند پاسخ بسیاری از پرسش‌های خود را بیابند. این روند تا قرن نوزدهم ادامه داشت. جامعه فیزیکدانان در قرن نوزدهم، عموماً گمان می‌کردند که با کشفیات جیمز کلرک ماکسول در حوزه الکترومغناطیس و معادله بندی چگونگی ایجاد شدن میدان الکتریکی و مغناطیسی، توسط بارها و جریان‌های الکتریکی، فیزیک به نقطه تکامل خود رسیده است. دیگر هیچ پدیده طبیعی وجود ندارد که نتوانند آن را توجیه و پیش بینی کنند.

اما در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم بود که پدیده‌هایی توسط برخی از فیزیک دانان مشاهده شد که با علم فیزیک آن زمان قابل توضیح نبود و یا اگر توضیحی ارائه می‌شد، در آن تناقض‌هایی وجود داشت. در این زمان بود که فیزیک دانان تقریباً به دو دسته تقسیم شدند.

دسته‌ای سردمدار پایه‌گذاری فیزیکی جدید، که در آن اشکالات و کاستی‌های فیزیک کلاسیک جبران شده باشد، بودند و دسته‌ای سر سختانه در مقابل هر گونه تغییر مقاومت می‌کردند. آنها می‌کوشیدند که پدیده‌های جدید را با همان فیزیک کلاسیک (یا نیوتنی) توضیح دهند.

سر انجام ماکس پلانک بر پایه تلاش‌های دانشمندان قبل از خود همچون رابرت هوک، کریستیان هویگنس، توماس یانگ و لئونارد اویلر توانست نظریه مکانیک کوانتومی را ارائه دهد. همین‌طور آلبرت اینشتین توانست نظریه نسبیت را ارائه و با موفقیت از آن دفاع کند. در همین سال‌ها بود که فیزیک دانان پذیرفتند، با وجود اینکه فیزیک کلاسیک در حوزه مورد بحث خود (که عموماً پدیده‌هایی آزمایش پذیر بودند) خالی از هرگونه خطا است، اما نیاز به ایجاد شاخه‌ای جدید در علم فیزیک با نام فیزیک نوین است.

پس از آلبرت اینشتین، تئوری مکانیک کوانتومی و همچنین فیزیک اتمی با تلاش دانشمندان بزرگی چون ورنر کارل هایزنبرگ، آروین شرودینگر، ولفگانگ پائولی و پل دیراک هر روز کامل تر شد. این تکامل روزافزون علم فیزیک، تا به امروز در ده‌ها گرایش و شاخه ادامه دارد.

تصویری از آشکارساز حلزونی کاترین KATRIN که به منظور تحولی نوین در فیزیک ذرات بنیادین بنا شده است. حسی که اولین انسان از گام برداشتن در این آشکار ساز داشته است، دستیابی به تقارنی ناسازگار با ذهن بشر بوده است. برای اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.

نظریه‌های اصلی

در علم فیزیک، ما با سامانه‌های بسیار متفاوتی رو به رو هستیم. اما نظریه‌های اصلی که در هسته علم فیزیک قرار دارند، توسط همه فیزیک دانان مورد استفاده قرار می‌گیرند. در فیزیک کلاسیک، ما با نظریه‌هایی سروکار داریم که حرکت اشیاء که ابعاد و سرعت‌هایی که قابل تصور و عموماً آزمایش پذیرند را، پیش بینی و تحلیل می‌کنند.

زمانی که صحبت از ابعاد قابل تصور برای عموم مردم می‌شود، منظور از ابعادی فرا اتمی و فرا ملکولی شروع می‌شود و تا ابعاد سیارات را در بر می‌گیرد. سرعت قابل تصور، عموماً سرعتی کمتر از سرعت نور است.

اما هنگامی که سیستم‌های مورد بررسی ما، ابعادی فراتر از حد تصور ما به خود می‌گیرند، مثل منظومه‌ها، کهکشان‌ها و دیگر سیستم‌های عظیم ستاره‌ای و آسمانی و یا ابعادی بسیار کوچک، مثل ابعادی زیر اتمی و حتی کوچکتر، فیزیک و مکانیک کلاسیک از خود ضعف نشان می‌دهد. و دیگر قدرت پیش بینی و درک صحیح واقعیات را ندارد. به همین دلیل تئوری‌هایی که اینگونه سیستم‌ها را تحلیل می‌کنند، در حوزه فیزیک جدید صورت بندی می‌شود.

البته کاملاً بدیهی است، این تعاریفی که در اینجا ارائه می‌شود کاملاً شکلی عمومی دارند. در علم فیزیک، مرز واضحی میان فیزیک کلاسیک و فیزیک جدید به هیج وجه وجود ندارد.

به صورتی که برخی از فیزیک دانان، فیزیک جدید را شکل تکامل یافته و تصحیح شده فیزیک کلاسیک می‌دانند. اما برخی از فیزیک دانان که مهمترین آنها ورنر کارل هایزنبرگ بوده‌است. همان‌طور که در کتاب خود جز و کل می‌گوید، فیزیک کلاسیک یک معقوله کاملاً جدا، فرمول بندی شده، بدون ایراد و کامل است. اما در حوزه سیستم‌های مورد بررسی خودش و نمی‌توان فیزیک جدید را شکل تکامل یافته فیزیک کلاسیک دانست.

هدف اصلی علم فیزیک توصیف تمام پدیده‌های طبیعی قابل مشاهده و غیرقابل مشاهده برای بشر، توسط مدل‌های ریاضی (به اصطلاح کمی کردن طبیعت) است.

تا قبل از قرن بیستم، با دسته‌بندی پدیده‌های قابل مشاهده تا آن روز، فرض بر این بود که طبیعت از ذرات مادی تشکیل شده‌است و تمام پدیده‌ها به واسطهٔ دو نوع برهمکنش بین ذرات (برهمکنش‌های گرانشی و الکترومغناطیسی) رخ می‌دهند. برای توصیف این پدیده‌ها نظریه‌های زیر به تدریج شکل گرفته و تکامل یافتند:

•مکانیک کلاسیک (توصیف رفتار اجسامی که اندازه‌ای معمولی دارند و با سرعتی معمولی در حال حرکتند).

•الکترومغناطیس (توصیف رفتار مواد و اجسام دارای بار الکتریکی).

•ترمودینامیک و مکانیک آماری (توصیف پدیده‌های مرتبط با گرما بر حسب کمیت‌های ماکروسکوپی و یا میکروسکوپی).

به مجموع این نظریه‌ها فیزیک کلاسیک گفته می‌شود.

در ابتدای قرن بیستم پدیده‌هایی مشاهده شدند که توسط این نظریه‌ها قابل توصیف نبودند.

بعد از پیشرفتهای بسیار بنیادین در ربع اول قرن بیستم، نظریه‌های فیزیکی با نظریه‌های کاملتری که این پدیده‌ها را نیز توصیف می‌کردند جایگزین گشتند. مهم‌ترین تغییر، تشکیل دو دینامیک متفاوت برای اجسام کوچک و اجسام بزرگ است.

چون دینامیک اجسام بزرگ از لحاظ ساختاری و مفاهیم به دینامیک قبلی نزدیکی زیادی دارد (بر خلاف دینامیک اجسام ریز که ساختاری کاملاً متفاوت دارد) نظریه‌ها به دو دسته دینامیک کلاسیک اصلاح شده (با شالوده مکانیک نیوتنی) و کوانتمی تقسیم شدند.

نظریه‌های دیگری در فیزیک مدرن به تدریج شکل گرفتن که عبارت اند از:

•نسبیت عام (برهمکنش گرانشی و دینامیک اجسام بزرگ).

•مکانیک کوانتمی (دینامیک اجسام ریز).

•مکانیک آماری (حرکت آماری ذرات بر پایه دینامیک کوانتمی).

•الکترودینامیک کلاسیک (برهمکنش الکترومغناطیسی و نسبیت خاص).

بعدها با پیدا شدن دو برهمکنش دیگر (برهمکنش هسته‌ای قوی و برهمکنش هسته‌ای ضعیف) برای فرمولبندی آنها هم اقدام شد. و از نسبیت خاص برای تمام نظریه‌ها استفاده شد و کل نظریه‌ها عبارت شدند از:

  1. نسبیت عام.
  2. مکانیک آماری.
  3. الکترودینامیک کوانتومی QED (برهمکنش الکترومغناطیسی و دینامیک کوانتومی).
  4. کرومودینامیک کوانتومی QCD (برهمکنش هسته‌ای قوی و دینامیک کوانتومی).
  5. نظریه ضعیف کوانتومی (برهمکنش هسته‌ای ضعیف و دینامیک کوانتمی بعداً با تلفیق با الکترودینامیک نظریه الکترو ضعیف کوانتومی را ساخت).

تمام این نظریه‌ها به جز نسبیت عام از دینامیک کوانتومی استفاده می‌کنند. به مجموعه‌ای ازQED وQCD ونظریه ضعیف اصطلاحآ مدل استاندارد ذرات بنیادی گفته می‌شود. امروزه بسیاری از فیزیکدانان به دنبال متحد کردن چهار برهمکنش (نظریه وحدت بزرگ) می‌باشند. مشکل اصلی وارد کردن گرانش و استفاده از دینامیک کوانتومی برای گرانش می‌باشد.

نظریه‌های گرانش کوانتومی و به خصوص نظریه ریسمان از نمونه‌های این تلاشها است. همچنین بیشتر نظریه‌های جدید از مفهومی به نام میدان استفاده می‌کنند که به نظریه‌های میدان مشهور هستند.

تحول دیجیتال در مدارس در حال حاضر با سرعت رو به بالایی اتفاق می افتددر حال رشد است، و به نظر می رسد هیچ نشانه ای از کند شدن این روند وجود ندارد. تحلیلگران پیش بینی می کنند که خط بین دنیای واقعی و دیجیتال، با پیشرفت فناوری های فعلی و توسعه ی ابزارهای جدید محو خواهد شد.

عنوان دوقلوهای دیجیتال، مفهوم جدیدی نیست. اعضای جامعه ی آنلاین نسخه های متعددی از خود را از طریق سایت های رسانه های اجتماعی و پروفایل های آنلاین ارائه می کنند. سیستم ها نیز دارای کپی های دیجیتالی هستند که به منظور بازنویسی کارهای روزانه، بازتابی از واقعیات را نشان می دهند. این تکنولوژی می تواند در ارتباط با ابزارهایی مانند کوله پشتی های دیجیتالی استفاده شود تا بتواند شیوه ی یادگیری دانش آموزان را تحلیل کرده و برنامه های درسی شخصی تر را طراحی کنند.

عنوان دیگر ادج های توانمند است. محاسبات ادج ها، پردازش اطلاعات را انجام می دهد و با استفاده از دستگاه های ادج به جای ارسال اطلاعات به طور مستقیم به و از یک ابر داده ی متمرکز، به منبع نزدیک می شود. ادج های قدرتمند می تواند برای مدارسی که نیاز به قدرت محاسباتی بیشتری دارند، به عنوان یک ابزار جدید از در آمیختن هدست های تقویت شده واقعی و مجازی یا دستگاه های کلاس درس ایفای نقش کند.

فن آوری های شناور، روی صحبت ما با AR و VR است. انتظار می رود که استفاده از تکنولوژی همه جانبه افزایش یابد، زیرا سخت افزار و نرم افزار در این فن آوری ها بهبود می یابند. تا سال ۲۰۲۲، هفتاد درصد از سازمانها فن آوری های شناور را تجربه خواهند کرد.