Interaktívne počítačové aktivity ako prostriedok rozvoja kompetencií žiakov

1. Interaktívne počítačové aktivity ako prostriedok rozvoja kompetencií žiakov RNDr. Zuzana Ješková, PhD. ODF ÚFV PF UPJŠ Jana Kováčová PF UPJŠ seminár Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice, 22.-25.6.2008

2. Interaktívne počítačové aktivity • Koncepcie vzdelávania • Založené na obsahu • Študent má získať úplný a ucelený obraz základných pojmov a zákonov fyziky • Poznatky – často povrchné • Jednotná škola • Všetci študenti sa mali učiť a naučiť tú istú látku • Založené na rozvoji kompetencií • Ak poznatky nevie použiť pri riešení praktických úloh, sú zbytočné • Dôležitejšie sú schopnosti zručnosti, aplikovateľné aj v iných situáciách • Odklon od jednotnej školy seminár Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice, 22.-25.6.2008

3. Interaktívne počítačové aktivity Kompetencie • Dajú sa rozvíjať cez aktívnu činnosť žiaka – aktivity • Žiak má byť intelektuálne zapojený a aktívne vtiahnutý do procesu učenia • Aktivity – zaujímavé, atraktívne, motivujúce, nie abstraktné situácie seminár Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice, 22.-25.6.2008

4. Interaktívne počítačové aktivity Tvorba aktivít na ODF ÚFV PF UPJŠ v Košiciach • Využívame moderné technológie • Prostriedky MBL – nástroj na získavanie dát z reálneho experimentu alebo videoklipu • Analýza dát • Dynamické modelovanie na počítači • Tvorba učebných materiálov • Pracovné listy • Metodické materiály • Súbory COACH • Vzorové výsledky seminár Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice, 22.-25.6.2008

5. Interaktívne počítačové aktivity Tvorba aktivít na ODF ÚFV PF UPJŠ v Košiciach • Overenie vo vyučovacom procese • MBL otvorené pre stredoškolákov • Zaškolenie učiteľov • Zverejnenie na webe : physedu.science.upjs.sk seminár Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice, 22.-25.6.2008

6. Interaktívne počítačové aktivity Tvorba aktivít na ODF ÚFV PF UPJŠ v Košiciach • Overenie vo vyučovacom procese • MBL otvorené pre stredoškolákov • Zaškolenie učiteľov • Zverejnenie na webe : physedu.science.upjs.sk seminár Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice, 22.-25.6.2008

7. Bungee jumping • Známy adrenalínový šport • História vzniku – polynézska legenda • Príklad pohybu, ktorý sa dá využiť: • Pri objasňovaní kinematických a dynamických zákonitostí: • Voľného pádu • Kmitavého pohybu • Aplikácia zákona zachovania mechanickej energie seminár Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice, 22.-25.6.2008

8. Bungee jumping • 3 aktivity: • Matematické modelovanie pohybu bungee skokana • Videomeranie pohybu bungee skokana • Laboratórne meranie pohybu závažia zaveseného na pružnom vlákne seminár Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice, 22.-25.6.2008

9. Bungee jumping - model • Teoretická analýza - sily: • Hmotnosť skokana m, hmotnosť lana zanedbateľná voči m, dĺžka lana L • Vzťažná sústava – počiatok na moste, kladná os y - nadol • y<L • Jediná sila FG • Voľný pád • ak y=L, od toho momentu lano - pružina seminár Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice, 22.-25.6.2008

10. Bungee jumping - model • y>L • Lano sa predĺži o y-L • Pôsobí sila pružnostiFp=-k(y-L)smerom nahor • Výsledná sila • Veľkosť výslednice • Sila pružnosti rastie • Veľkosť výslednice klesá seminár Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice, 22.-25.6.2008

11. Bungee jumping - model • Dynamický model: • t=t+dt • if y<L then Fp=0 else Fp=-k*(y-L) endif • Fo=-r*sign(v)*sqr(v) • F=FG+Fp+Fo • a=F/m • v=v+a*dt • y=y+v*dt COACH seminár Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice, 22.-25.6.2008

12. Bungee jumping - model • Teoretická analýza - energie • y<L: • y>L COACH seminár Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice, 22.-25.6.2008

13. Bungee jumping - videomeranie • Interaktívne video • Realizovať videomeranie v dnešnom ponímaní teda znamená pomocou vhodného softvéru postupným klikaním myši označovať polohu zvoleného bodu na telese na každom snímku videoklipu • na začiatku zvoliť súradnicový systém, určiť jeho počiatok a urobiť kalibráciu videa, aby sme merali vzdialenosti v reálnych hodnotách. COACH seminár Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice, 22.-25.6.2008

14. Bungee jumping - videomeranie • Pracovný list • Úlohy • Fyzikálny princíp • Postup videomerania • Analýza merania • Ak y=ymax sila pružnosti je max. niekoľkokrát väčšia ako tiaž • Táto sila spôsobuje tzv. preťaženie skokana – násobok g • Preťaženie je definované ako zrýchlenie udelené silou pružnosti (nie celkovou silou) COACH seminár Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice, 22.-25.6.2008

15. Bungee jumping – laboratórne meranie • Závažie zavesené na pružnom vlákne • Poloha závažia: ultrazvukový senzor polohy umiestnený dole • Súradnica y pretransformovaná tak, že vzťažný bod je v mieste, odkiaľ je závažie pustené • Sila, ktorou pôsobí závažie na vlákno: senzor sily na ktorom visí vlákno so závažím • Senzor sily nulovaný, keď je na ňom len vlákno • Senzor sily sníma silu, ktorou je vlákno napínané, t.j. silu ktorou pôsobí vlákno na závažie, t. j. silu pružnosti vlákna • výsledná sila = tiažová sila+sila pružnosti COACH seminár Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice, 22.-25.6.2008

16. Bungee jumping – laboratórne meranie • v=f(t) • a=f(t) • Výsledná sila pôsobiaca na závažieF=ma • Určenie tuhosti vlákna z grafu Fp =f (delta y) • Eptiaz • Epp • Ek • E= Eptiaz +Epp +Ek • Porovnanie modelu a experimentu COACH seminár Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice, 22.-25.6.2008

17. Bungee jumping – interaktívne aktivity • Fyzikálny jav zo života • Platnosť fyzikálnych zákonov • Teoretický model • Reálne meranie • Na videoklipe • Laboratórne meranie • Porovnanie modelu a experimentu COACH seminár Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice, 22.-25.6.2008

18. Ako ďalej? • Pokračujeme v tvorbe interaktívnych počítačových aktivít • projekt KEGA • Spolupráca so školami • Zaškolenie učiteľov • Vyučovanie v MBL • Získanie skúseností • Poskytnutie materiálov učiteľom seminár Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice, 22.-25.6.2008