Hogyan használom az IKT eszközöket a fizika órán
Zsigó Zsolt
2006/01/25 15:07
2054 megtekintés
A cikk már legalább egy éve nem frissült, az akkor még aktuális információk lehet, hogy mára elavultak.
Neumann János Számítógép-tudományi Társaság Közoktatási Szakosztálya pályázatot hirdet a közoktatásban tanítók számára, cikk írására, amely az IKT-eszközök alkalmazását mutatja be az iskolai élet területein. Ezen a pályázaton a most ismertetésre kerülő munka, amelyet Priszlinger Ferencné a szeged Deák Ferenc Gimnázium tanára készített, III. díjat nyert.

Hogyan használom az IKT eszközöket a fizika órán

Az elmúlt években rohamosan fejlődő új információs-kommunikációs technológiák hatása az iskolákban is érezhető. Már sok éve próbálkozom a számítástechnika adta lehetőségeket alkalmazni a matematika- és a fizikaóráimon, de ebben nagy korlátot jelentett eddig az eszközhiány, ami a számítógéppel támogatott tanulás, tanítás sikerességének alapvető feltétele. Mivel fizikaórán nem csoportbontásban tanulnak a diákok, s egy osztály létszáma 30-35 fő, arra nincs lehetőség, hogy a húsz gépes informatika termet használjuk.

Az előző tanévben sok középiskola, többek között a mi gimnáziumunk is megkapta a digitális zsúrkocsit és a bőröndöt, amivel új lehetőségek nyíltak az IKT eszközök tanórai alkalmazásában. A fizikaórákon nagyon sok lehetőség van erre. A fizikaórákon fontos szempont, hogy a gyerekek kísérletet lássanak, kísérletezzenek, mérjenek. Az órai kísérleteket, méréseket csak akkor szabad kiváltani számítógépes animációkkal, ha egy kísérlet, mérés az iskolai körülmények között nem végezhető el. Viszont jól kiegészíthető a kísérlet, a mérés vagy éppen egy számolási feladat szemléltetése a számítástechnika adta lehetőségekkel. Jól használható a diákok motiválásánál, színesebbé, érdekesebbé tehető az óra, ha jól alkalmazzuk az IKT eszközöket. Nagyon vigyázni kell arra, hogy a látvány ne terelje el a tanulók figyelmét az óra lényegéről. A legnehezebb a helyes arány megtalálása egy-egy órán.

Az alábbiakban azt szeretném bemutatni, hogy a testek haladó mozgásának kinematikai leírása témakörében hogyan használom az IKT lehetőségeit.

  • Tantárgy: fizika
  • Téma: A testek haladó mozgása
  • Célkorosztály: 9. osztály, gimnázium

Vonatkoztatási rendszer

Mindennapi tapasztalatunk, hogy másként mozog hozzánk képest egy autó, ha mi az úttest szélén állunk vagy egy autóban utazva figyeljük a többi járművet. A http://www.schulphysik.de/java/physlet/applets/relativ1.html weblapon jó animációval szemléltethető az, hogy a mozgás relatív.

Átlagsebesség

Az átlagsebesség fogalmát gyakorlati példákra utalva könnyen megértik a tanulók. Szemléletesebbé tehetjük a magyarázatunkat egy rövid bemutatóval. Ha van időnk és digitális fényképezőnk, sorozatfelvételeket magunk is készíthetünk, s szemléltetésre levetíthetjük a kerékpáros, a hajó, a szánkó mozgását, a kutya futását, madarak repülését PowerPointban készült prezentációval. Kivetíthetünk egy sebességmérő órát, vagy kerékpárkomputert (ezt be is lehet mutatni, esetleg egy diák beszámolhat arról, hogy milyen értékek állíthatók be rajta). A dia végére beszúrhatunk néhány érdekes adatot átlagsebesség-értékekről. Néhány mozgás átlagsebessége

Egyenes vonalú egyenletes mozgás

Az egyenletes mozgás fogalmának megfogalmazása után vizsgáljuk a Mikola-csőben levő buborék mozgását. A Mikola-cső egy folyadékkal töltött, 1 méter hosszú ferdére állított egyenes, kb. 1cm átmérőjű üvegcső, amelyben egy légbuborék mozoghat. A buborék hossza 2-5 cm hosszúságú. A cső egy beosztásokkal ellátott méterrúdra van szerelve. A mérési elrendezés Ha adott dőlésszög mellett egyenlő időközönként krétával bejelöljük a rúdon a buborék helyét, megállapíthatjuk, hogy a buborék egyenletesen mozog a csőben. A kvantitatív mérést tanulói mérési gyakorlat formájában végezhetjük.

A fizikai megismerés egyik fontos pillére a mérés, a mérési eredmények feldolgozása, amiből fontos törvényszerűségeket állapíthatunk meg. Sajnos a csökkenő óraszám miatt erre egyre kevesebb idő marad, pedig rendkívül fontos, hogy a tanulók ne csak ismeretközlés útján tanulják a fizikát, hanem a megismerés folyamatában.

A tanulók 4 - 5 fős csoportokban mérnek, minden csoport kap egy Mikola-csövet, egy szögmérőt, egy stoppert (bár ma már a legtöbb diáknak másodpercet mérő, stopperes órája van, így ez el is maradhat) és állványt. Minden csoportnak megadunk egy hajlásszögértéket, s ilyen szögben tartva a csövet, kell a mérést elvégezni. A buborék által megtett utat és az időt mérjük. A mérési adatok feldolgozását az Excel programmal végezzük. Ez a táblázatkezelő program minden mérési feldolgozáshoz nagyon jól használható. A mérési adatokat feldolgozó táblázatot az első mérési órára (9.osztályban) én készítem el, beállítom képlettel, hogy a mért adatokból mit számoljon. Ez alapján a későbbiekben a táblázat elkészítése már általában a diákok feladata lehet.

Annyi ilyen munkalapot készítek, ahány csoport mér, azokkal a hajlásszögekkel, amit a csoport a mérés elején megkap. A mért adatokból diagramot is készítek.
Remek lehetőség az Excelben a trendvonal felvétele. Mivel a Mikola- csöves mérésnél az út-idő diagramot készítem el, egy lineáris trendvonalat veszek fel. Formázom, majd a beírt próba mérési adatokat kitörlöm. Az órán az alábbi táblázattal kezdjük a mérési adatok feldolgozását. Elmondom, hogy a ### jelek azért vannak a táblázatban, mert t-vel osztunk, de még nincs beírva adat. Így az órán egy üres táblázatot látnak a diákok, s egy koordinátarendszert, amiben még nincs semmi ábrázolva. Minden csoportból egy tanuló beírja a számítógépbe a mért eredményeket. Az előre beírt képlet alapján az Excel máris számolja a mért adatokból a sebességértékeket, s kirajzolja a diagramot.

Például egy csoport mérési eredményei:
Ezzel a módszerrel rengeteg időt megtakarítok az órából, nem kell a tanulóknak számolni, ábrázolni, s nem marad le egyik diák sem azért, mert lassabban számol. Megnézzük kivetítve minden csoport eredményét, elemezzük a méréseket (a trendvonaltól nagy eltérést mutató mérések hibáit megbeszélhetjük). Egy új munkalapon, szintén előre elkészítve az alapot, közös koordinátarendszerben ábrázolhatjuk a különböző hajlásszög esetén a mért út idő értékeket. Szintén új munkalapon a sebességeket ábrázolom a különböző hajlásszögek esetén, amiből megállapíthatjuk közösen, hogy kb. 45°-nál legnagyobb a buborék sebessége. Ha van olyan tanterem, ahol 5-6 számítógép van ( pl. laptop gép),ott minden csoport egy-egy számítógéppel feldolgozhatja a mérési eredményeit. A későbbi mérési gyakorlathoz, vállalkozó diákok készíthetnek mérési táblázatot, diagramot, aminek elkészítését, ha az megfelelő, jutalmazom. Jobb osztályban a feldolgozást önállóan is végezhetik a tanulók.

Fizikatörténet - Mikola Sándor

Kiről nevezték el a Mikola-csövet? Az előző órán kiadható önálló kiselőadás készítésére a feladat, hogy nézzenek utána ki volt Mikola Sándor. 9 osztály elején ez egy gyűjtőmunka, Wordben elkészítve kell beadni, s kiselőadást tartani. Felsőbb éveseknél az adott témából PowerPoint prezentációt kell készíteni (természetesen, ha a 9.-es diák ismeri a PowerPoint programot, készíthet bemutatót). A kiselőadás mellé kivetíthető Mikola Sándor arcképe, s még néhány kép és adat az életéről. Ha jól összeállította a tanuló a kiselőadást, felteszem a weblapomra, s ezt később mindenki átolvashatja újra.

Egyenes vonalú egyenletesen változó mozgás

Lejtőn legördülő golyó mozgását vizsgáljuk, tanári mérés formájában. Felírjuk a mért út és idő értékeket, s szintén Excelben számíthatjuk a 2s/ t2 hányadost, s ábrázoljuk az s - t diagramot. Szorgalmi feladatként tanuló is vállalhatja a táblázat és diagram előzetes elkészítését. Az egyenletesen gyorsuló mozgás jellemző diagramjait is elemezhetjük az Excelben készített v - t és a - t diagramok alapján.

Feladatok az egyenes vonalú mozgásokra

A hagyományos feladatmegoldó órák mellett érdekesebbé, motiválóbbá tehetjük a feladatokat néhány animált weboldal segítségével. A http://www.schulphysik.de/java/physlet oldalon sok jó feladat közül válogathatunk. Pl. http://www.schulphysik.de/java/physlet/applets/hirsch.html oldalon a reakcióidő és a fékúttal kapcsolatos feladat a mindennapi közlekedésben előforduló veszélyekre is felhívja a figyelmet.
Változtatható a reakcióidő, az autó kezdősebessége, lassulása, az őz helye. Nekem az is tetszik a programban, hogy a mozgás út-idő és a sebesség-idő grafikonjait folyamatában is kirajzolja.

A http://www.schulphysik.de/java/physlet/applets/mausphysik1.html oldalon többféle mozgás út-idő grafikonját rajzolja ki a program. Ezeket kivetítve sokféle kérdésen keresztül elemezhetjük a mozgásokat, számíthatjuk pl. a mozgás során megtett utat, stb.

Szabadesés

Órán elvégezzük a hagyományos kísérleteket, s azok kiegészítésre használok számítógépet. Mivel nem tudunk elég nagy magasságokból mérni az órán, ezért csak a mérési eredményeket dolgozzuk fel. Itt is kiválóan használható az Excel a mérési eredmények feldolgozására, hasonlóan az előzőekben leírtakhoz.

Fizikatörténet - Galileo Galilei

Galileo Galilei munkásságáról diák-kiselőadást hallgatunk meg, amit vagy kiegészíthetünk Galileiről, Pisa-ról kivetített képekkel, vagy az előadást tartó diák készíti PowerPointban, s kivetíti. A mozgás hely-idő és sebesség-idő grafikonjának bemutatásához az alábbi weboldalról is választok feladatot, pl. http://www2.lehrer-online.de/physik/kinematik/kinematik/a08.html Galileire is utal az az animáció, ahol beállítható, hogy legyen-e légellenállás. Ez magyarázatot ad arra is, hogy mért esik le gyorsabban a gombóccá összegyűrt papír, mint a papírlap.
Ezeket a webes animációkat csoportos foglalkozáson is jól lehet használni, ha van erre megfelelően kialakított 5-6 számítógéppel ellátott terem.

Önálló tanulás, az IKT interaktív használata

A diákok motiválására, az érdeklődésük felkeltésére, illetve az érdeklődő tanulók tudásának további mélyítésére az előző évben készítettem egy saját weblapot, ami elérhető a http://www.deakf-szeged.sulinet.hu/~pkati/ címen. Ide felteszek feladatokat, a kísérletező kedvű tanulóknak érdekes kísérleteket, fizikai témájú weblapokra hivatkozó linkgyűjteményt, tájékozódást versenyekről. A linkek között szerepelnek azok az oldalak is, amiket az órán használok. Erre felhívom a figyelmet, s így ha olyan interaktív oldalt használunk, ami a diákoknak érdekes, ezt délután az iskolában, vagy otthon még bővebben tanulmányozhatják. Természetesen a feladatmegoldásokat beadó diákokat ötössel jutalmazom.

Az IKT eszközök nagy segítséget nyújthatnak a természettudományos érdeklődés és gondolkodás fejlesztésében. Motiváló hatású lehet, fontos része az önálló ismeretszerzésnek, kutatásnak. Érdemes próbálkozni az IKT eszközök alkalmazásával a tananyag feldolgozása során, mert az ilyen órákon kreatívabbak a diákok, aktívabbak az órákon, jobban megértik a tananyagot.

A nem informatika szakosok sokszor bonyolultnak érzik a számítógép használatát, sokan idegenkednek tőle. Igaz, hogy én informatikát is tanítok, ezzel részben könnyebb a helyzetem - minden osztályomban van 2 tanuló, akik szünetben segítenek, behozzák a bőröndöt, s a számítógép, a kivetítő és az ernyő összeállításban segítenek. Ezzel ők is tanulnak, s a tanóra kezdetekor már minden működik. Javaslom, hogy ha van ötletük a kollégáknak a számítógép alkalmazásához, akkor próbálkozzanak bátran. Néhány óra használat után, még ha sok idő el is megy az előkészületekre, látva, hogy a diákok értékelik az új technológiák alkalmazását, motiválhatóbbak, eredményesebbek, bizonyára szívesen fogják használni korunk e hatékony eszközét.

Csatlakozz hozzánk!

Ajánljuk

European Schoolnet Academy Ingyenes online tanfolyamok tanároknak
School Education Gateway Ingyenes tanfolyamok és sok más tanárok számára
All you need is code Minden a kódolás tanulásához
eBiztonság Minősítés Minősítési rendszer oktatási intézményeknek