yužitie počítačom podporovaného experimentu v témach …...dráha, čas, rýchlosť, ich jednotiek, vymedzenia vzťahov na ich výpočet a riešenia (aplikačných) fyzikálnych

Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť / Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ

Mgr. Eduard Skonc

Využitie počítačom podporovaného experimentu v témach fyziky o pohybe

telesa

Osvedčená pedagogická skúsenosť edukačnej praxe

Prešov 2013

Vydavateľ: Metodicko-pedagogické centrum, Ševčenkova 11, 850 01 Bratislava

Autor OPS: Mgr. Eduard Skonc

Kontakt na autora:

Základná škola s materskou školou 367/7 Kapušany

Hlavná 367/7, 082 12 Kapušany

[email protected]

Názov OPS: Využitie počítačom podporovaného experimentu v témach fyziky o pohybe telesa.

Rok vytvorenia OPS:

2013

VI. kolo výzvy

Odborné stanovisko vypracoval:

PaedDr. Iveta Štefančinová, PhD.

Za obsah a pôvodnosť rukopisu zodpovedá autor. Text neprešiel jazykovou úpravou.

Táto osvedčená pedagogická skúsenosť edukačnej praxe bola vytvorená z prostriedkov národného projektu Profesijný a kariérový rast pedagogických zamestnancov. Projekt je financovaný zo zdrojov Európskej únie.

Kľúčové slová počítačom podporovaný experiment, počítačom podporované meranie, modelovanie fyzikálneho javu, rovnomerný pohyb, nerovnomerný pohyb, dráha telesa, rýchlosť telesa, grafická závislosť, zmena dráhy telesa v priebehu času

Anotácia

Osvedčená pedagogická skúsenosť predstavuje návrh uplatnenia počítačom podporovaného experimentu vo vyučovaní fyziky na stupni ISCED2 v témach o pohybe telesa. Charakterizuje možnosti, podmienky a výhody uplatnenia danej výskumno – experimentálnej techniky. Gro OPS sú výstupy z experimentov a modelov realizovaných na vyučovacích hodinách vo forme obrázkov z pracovnej plochy počítača a opis priebehu experimentov a tvorby modelov, ktoré sú pre učiteľa návodom pre efektívnu aplikáciu tejto osvedčenej didaktickej techniky.

OBSAH

ÚVOD ............................................................................................................................................................ 5

1 CHARAKTERISTIKA VYUŽITIA POČÍTAČOM PODPOROVANÉHO EXPERIMENTU 7

1.1 Kompetencie žiaka .......................................................................................................................... 10

1.2 Kompetencie pedagóga ................................................................................................................. 11

1.3 Materiálno technické vybavenie ............................................................................................... 11

1.4 Prínosy OPS ........................................................................................................................................ 12

2 OPIS VYUŽITIA PPE V TÉMACH O POHYBE TELESA ........................................................... 13

2.1 Aplikácia experimentov a modelov do vyučovacích hodín ........................................... 13

2.2 Experimenty a modely a ich uskutočnenie ........................................................................... 14

ZÁVER ........................................................................................................................................................... 27

ZOZNAM BIBLIOGRAFICKÝCH ZDROJOV ...................................................................................... 28

ÚVOD

Edukačný proces vo vyučovaní fyziky z ktorého vychádza táto osvedčená pedagogická skúsenosť (OPS) stavia na týchto kľúčových prvkoch: orientácia na rozvoj kľúčových kompetencií užitočných ako pre uplatnenie žiaka v spoločnosti tak aj pre jeho každodenný osobný život – zahŕňajúci všetky kľúčové kompetencie dané Štátnym vzdelávacím programom pre ISCED 2 a spôsobilosti požadované v predmete fyzika, taktiež na rozvoj vyšších kognitívnych funkcií, tvorivosti, preferovanie neintencionálnych vyučovacích metód, aktívne učenie sa, to všetko s preferenciou výskumno – experimentálnej metódy. Pre realizáciu uvedeného procesu využívame v predmete fyzika na našej škole aj počítačom podporovaný experiment aktuálne v celkoch o teplote a zmenách skupenstva a témach o pohybe telesa. Táto OPS nadväzuje na osvedčenú pedagogickú skúsenosť publikovanú v druhom kole výzvy pre publikovanie OPS realizovanej Metodicko – pedagogickým centrom Bratislava, ktorá sa venovala opisu využitia počítačom podporovaného experimentu v celkoch o teplote a premenách skupenstva. Obsahu predchádzajúcej pedagogickej skúsenosti sme priradili aj funkciu námetu resp. postupu pre zavedenie počítačom podporovaného experimentu vo fyzike na stupni ISCED2. Táto OPS ponúka opis možného „ďalšieho kroku“ v rozširovaní jeho uplatnenia, rozvíjaní žiackych a učiteľských zručností a skúseností pri jeho uplatňovaní. V predkladanej OPS si kladieme následovné ciele: stručne charakterizovať samotný edukačný nástroj, ktorým je počítačom podporovaný experiment (PPE) a determinanty jeho využívania; predstaviť našu pedagogickú skúsenosť s využívaním PPE v témach o pohybe telesa formou podrobného opisu aplikácie špecifických funkcií PPE. Očakávaným rámcovým prínosom je predstavenie námetu pre žiaka i učiteľa efektívneho edukačného procesu, ktorý spĺňa školou, rodičmi, žiakmi a spoločnosťou aktuálne požiadavky naň kladené. OPS je určená predovšetkým pedagogickým zamestnancom v kategórii učiteľ, podkategórii učiteľ pre ISCED 2 vyučujúci predmet fyzika. PPE nachádza nielen na danom stupni využitie aj vo vyučovaní chémie, biológie, geografie, techniky,... Jej obsah môže byť nápomocný aj učiteľom týchto predmetov. Primárnou cieľovou skupinou sú žiaci na stupni ISCED2. Súčasný Štátny vzdelávací program neurčuje rozdelenie tém resp. tematických celkov do jednotlivých ročníkov, priradenie obsahu OPS do ročníka je teda závislé na konkrétnom Školskom vzdelávacom programe. V našej edukačnej praxi vyučujeme celok Sila a pohyb, ktorému prislúcha využitie PPE opísané v OPS, v 8. ročníku základnej školy.

6

7

1 CHARAKTERISTIKA VYUŽITIA POČÍTAČOM PODPOROVANÉHO EXPERIMENTU Počítačom podporovaný experiment vnímame najmä ako súčasť nezámernej výskumno - experimentálnej metódy. V našej praxi ho kombinujeme, resp. striedame s tradičnými pomôckami a prístrojmi. Osvedčuje sa to ako vhodná stratégia v efektívnom rozvoji čo najviac univerzálnych vedomostí, no najmä psychomotorických zručností žiaka. Uplatnenie PPE popísané v OPS realizujeme pomocou technického systému PASCO so softvérom pre spracovanie výsledkov merania a modelovanie DataStudio 1.9.8r9 Data Collection & Analysis Software. Pri vyučovaním využívame tieto módy PPE resp. uvedeného počítačového programu: 1) Zobrazenie a spracovávanie výsledkov reálneho merania v aktuálnom čase a mieste experimentu a to v týchto podobách: graf zmeny hodnoty meranej fyzikálnej veličiny v priebehu času, zobrazenie okamžitej hodnoty fyzikálnej veličiny v simulácii stupnice a ručičky „analógového“ meradla alebo displeja s číselnými hodnotami „digitálneho“ meradla.

Obrázok 1. Zobrazenie merania zmeny fyzikálnej veličiny v priebehu času a jej okamžitej

hodnoty Prameň: vlastný návrh

2) Modelovanie grafu binárnej relácie dvoch fyzikálnych veličín z hodnôt týchto veličín zadaných do tabuľky

8

Obrázok 2. Zobrazenie modelu závislosti y = f (x) vytvoreného pomocou tabuľky

Prameň: vlastný návrh 3) Modelovanie grafu binárnej relácie dvoch fyzikálnych veličín z hodnôt týchto veličín generovaných predpisom matematickej funkcie

Obrázok 3. Zobrazenie modelu závislosti y = f (x) vytvoreného pomocou predpisu matematickej funkcie

Prameň: vlastný návrh

9

Spomenieme aj jednu dôležitú špecifickú funkciu programu, ktorú je možne uplatniť vo všetkých troch prípadoch a ktorú občasne využívame. Softvér umožňuje „preložiť“ graf získaný z nameraných hodnôt alebo modelovaný graf krivkou grafu niektorej z tzv. elementárnych funkcií a zobraziť hodnoty konštánt takto modelovanej elementárnej funkcie. Ak graf získaný z meraní blízko korešponduje s grafom elementárnej funkcie (grafy sa významne prekrývajú), môžeme tak ľahko zistiť napr. rýchlosť rovnomerného pohybu, ktorá predstavuje smernicu v príslušnom grafe lineárnej funkcie alebo (na vyššom stupni vzdelávania) hodnotu zrýchlenia rovnomerne zrýchleného pohybu pomocou konštanty v predpise mocninovej funkcie. Využitím tejto funkcie pri grafoch pre nerovnomerný pohyb môžeme pomocou „priblíženia“ sa ku grafu lineárnej funkcie určiť priemernú rýchlosť tohto pohybu resp. exponovať priemernú rýchlosť nerovnomerného pohybu ako rýchlosť rovnomerného pohybu, ktorým by teleso prešlo tú istú dráhu a za rovnaký čas, ako pri danom nerovnomernom pohybe.

Obrázok 4. Aplikácia „priblíženia“ ku grafu lineárnej funkcie v modeli vytvorenom pomocou hodnôt zadaných do tabuľky


10

Obrázok 5. Aplikácia „priblíženia“ ku grafu mocninovej funkcie v grafe vytvorenom pomocou nameraných hodnôt


1.1 Kompetencie žiaka

Využitie PPE na vyučovacej hodine je z kľúčových kompetencii daným Štátnym vzdelávacím programom (ŠVP) pre ISCED 2 zamerané na rozvoj primárne: spôsobilosti uplatňovať základ matematického myslenia a základné schopnosti poznávať v oblasti vedy a techniky; spôsobilosti v oblasti informačných a komunikačných technológii (ŠPU, 2011). Z rámcových žiackych kompetencii predmetu fyzika, ale aj z ostatných predmetov v rámci vzdelávacej oblasti Človek a príroda sa pri aplikácii počítačom podporovaného experimentu koncentrujeme na spôsobilosti: trénovať schopnosť sústredene pracovať a trpezlivo sa dopracovať k výsledku; uskutočniť a vyhodnotiť experiment (experiment, ktorý demonštruje resp. simuluje určitý jav, alebo dáva odpoveď na určitú otázku), v rámci neho samostatne formulovať a overovať hypotézy; byť otvoreným k novým objavom, vedeckým a technickým informáciám; vedieť sa učiť, komunikovať a spolupracovať v tímoch; diskutovať a viesť diskusiu o odbornom probléme; v jednoduchých prípadoch predpovedať, čo sa v určitej situácii stane, rozhodnúť, či za určitých okolností je daný jav možný alebo nie, odhadovať; byť otvorený získavaniu a využívaniu rôznych, aj inovatívnych postupov, formulovať argumenty a dôkazy na obhájenie svojich výsledkov; prezentovať a obhajovať výsledky svojej činnosti (Lapitková, 2009). Špecifické vedomosti, zručnosti a postoje žiaka pre jednotlivé témy, ktoré rozvíjame, popíšeme v kapitole 2 vo výkonovom štandarde pre príslušné témy.

11

Obsahové zameranie našich úloh (fyzikálnych úloh), ich výsledkov a diskusií, ktoré tieto výsledky prinášajú zahŕňajú aj prvky z dopravnej a environmentálnej výchovy a z oblasti ochrany zdravia a života, čo sú tri z hlavných prierezových tém vymedzených ŠVP. 1.2 Kompetencie pedagóga V tejto podkapitole uvádzame už len špecifické kompetencie súvisiace výlučne s použitím PPE na vyučovacích hodinách fyziky. Univerzálnejší – z nášho pohľadu „ideálny“ - kompetenčný profil pedagóga je publikovaný v predchádzajúcej osvedčenej pedagogickej skúsenosti spomínanej v úvode. Pedagóg má vedieť: ovládať prácu s operačným systémom počítača na užívateľskej úrovni, vzhľadom na jazykové prostredie dostupných softvérov využívaných v počítačom podporovanom experimente ovládať na mierne pokročilej úrovní niektorý zo svetových jazykov (angličtina, nemčina, ruština, francúzština, španielčina,...), aplikovať heuristicku, problémovú a výskumno – experimentálnu metódu do vyučovania, zostaviť zapojenie meracej techniky pre získavanie hodnôt príslušnej fyzikálnej veličiny (prepojiť fyzické prostredie experimentu a počítača), v špecializovanom počítačovom programe nastaviť (aj súčasne) zobrazenie výsledku merania okamžitej hodnoty fyzikálnej veličiny a zobrazenie priebehu zmeny hodnôt fyzikálnej veličiny v závislosti od času formou grafu, pomocou funkcie snímania hodnôt z grafu zobraziť hodnoty usporiadanej dvojice zodpovedajúcej ľubovoľnému bodu grafu, modelovať grafy pomocou hodnôt zadávaných do tabuliek a hodnôt generovaných predpisom matematickej funkcie, implementovať počítačom podporovaný experiment do štruktúry a obsahu vyučovacej hodiny. Získať špecifické kompetencie v oblasti využívania počítačom podporovaného experimentu dnes stále umožňujú programy kontinuálneho vzdelávania pedagógov. 1.3 Materiálno technické vybavenie V našej praxi ešte stále vzhľadom na obmedzené hmotné prostriedky využívame „len“ frontálny experiment. Škola aktuálne disponuje jednou sadou potrebných pomôcok. Neumožňuje nám to účasť všetkých žiakov v procese merania, avšak pri spracovaní dát z meraní sú všetci žiaci už plne zapojení. Pre čo najviac efektívne a užitočné uplatnenie počítačom podporovaného experimentu je optimálne disponovať viacerými sadami pomôcok – jedna sada pre skupinu 2-4 žiakov. Pomôcky, ktoré sú používané v prezentovaných experimentoch a modeloch: hardvér – osobný počítač, ultrazvuková sonda na meranie vzdialenosti sondy a telesa s dosahom 8 metrov (umožňuje aj citlivejšie meranie s dosahom do 2 metrov pri použití stabilnej dráhy), rozhranie medzi sondou a osobným počítačom (zariadenie, ktoré spojí príslušnú sondu s USB portom počítača); softvér – operačný systém počítača, tabuľkový editor, program určený pre realizáciu počítačom podporovaného experimentu - program, ktorého funkciami sú zobrazenie okamžitej hodnoty meranej fyzikálnej veličiny (čiselnej hodnoty a jednotky) a zobrazenie zmeny hodnoty meranej veličiny v priebehu času (doby exprimentu) formou grafu a tabuľky, modelovanie grafu binárnej relácie hodnôt dvoch fyzikálnych veličín na základe tabuľky alebo matematickej funkcie; trojrozmerné pomôcky: stopky, pásmo; internetové pripojenie (nie nevyhnutne), projekčná technika –

12

zobrazenie obrazovky počítača na plátno, prípadne interaktívna tabuľa, tiež „učiteľský“ tablet. 1.4. Prínosy OPS Uplatnenie PPE, ktorého opisu sa táto OPS venuje, umožňuje: Efektívnejšiu, rýchlejšiu realizáciu experimentu a okamžité spracovanie a zobrazenie dát. Tým sa dostáva viac priestoru (času) pre ich analýzu, syntézu a hodnotenie, interdisciplinárne uplatnenie poznatkov, zahrnutie širšieho obsahového štandardu resp. jeho prehĺbenie, zahrnutie prierezových tém a pod. Obsah prezentovaných modelov a experimentov má propedeutický charakter k učivu o priebehu grafov elementárnych funkcií (lineárna, mocninová, ...). Vďaka počítačovej technike sú všetky informácie a metodické postupy ľahko archivované – pripravené pre opätovné použitie, evalváciu či sprostredkovanie medzi žiakmi a učiteľmi, alebo pre generovanie digitálnych učebných zdrojov, ktoré možno žiakom sprístupniť aj dištančne napr. cez internetovú stránku školy alebo rôzne edukačné portály. Uplatnenie prostriedkov, ktoré stavajú na IKT je v súčasnosti aj silným katalyzátorom osvojovania poznatkov a zručností i motivácie u žiaka. PPE stavia na neintencionálnej výskumno – experimentálnej, problémovej a heuristickej metóde, prenáša tak aktivitu na žiaka. Paralelným efektom je zvýšenie vnútornej motivácie žiakov, podpora neformálnej autority pedagógov, trvácnosť vedomostí a zručností.

13

2 OPIS VYUŽITIA PPE V TÉMACH O POHYBE TELESA Kapitola prináša praktický opis realizovaných experimentov a modelov a návrh ich implementácie do vyučovacích hodín. To za účelom čo najjednoduchšej prípravy a realizácie experimentov a modelov a tiež zdôvodnenia (cieľa) ich aplikácie.

2.1 Aplikácia experimentov a modelov do vyučovacích hodín

Súčasťou tém o pohybe telesa je v našom vzdelávacom štandarde okrem definície veličín dráha, čas, rýchlosť, ich jednotiek, vymedzenia vzťahov na ich výpočet a riešenia (aplikačných) fyzikálnych úloh na stanovenie rýchlosti, dráhy i času pohybu telesa, aj grafické znázorňovanie závislosti týchto veličín a získavanie informácii z týchto grafov, riešenie úloh pomocou dát zadaných graficky. Vzdelávací štandard tomu prislúchajúci je následovný: Obsahový štandard: priebeh zmeny dráhy telesa v priebehu času pri rovnomernom pohybe, priebeh zmeny dráhy telesa v priebehu času pri nerovnomernom pohybe, odčítanie okamžitých hodnôt a zmien hodnôt dráhy a času z grafu závislosti s = s (t) pre rovnomerný a nerovnomerný pohyb, výpočet rýchlosti rovnomerného pohybu telesa na základe príslušného grafu, výpočet priemernej rýchlosti nerovnomerného pohybu telesa na základe príslušného grafu, rozdiel medzi rovnomerným a nerovnomerným pohybom dopravných prostriedkov vo vzťahu k ekologickej a ekonomickej preprave, rozdiel medzi rovnomerným a nerovnomerným pohybom človeka vo vzťahu optimálnemu energetickému výdaju a zdravému pohybu. Výkonový štandard: (kognitívne ciele) žiak má vedieť na základe tvaru grafu (lineárny a nelineárny) závislosti s = s (t) rozlíšiť či znázorňuje pohyb telesa rovnomerný alebo nerovnomerný, priradiť bodu grafu usporiadanú dvojicu hodnôt dráhy a času, v grafe priradiť časovému rozdielu dráhový rozdiel a naopak, na základe hodnôt získaných z grafu vypočítať rýchlosť rovnomerného pohybu telesa a priemernú rýchlosť nerovnomerného pohybu telesa, porovnať rýchlosti telies, ktorých grafy popisujúce ich pohyb ležia v jednej súradnicovej sústave (na základe strmosti grafu alebo rozdielu dráhy vykonanej za rovnaký čas); (psychomotorické ciele) žiak má vedieť pomocou vstupných zariadení počítača a funkcie snímania hodnôt z grafu určiť usporiadanú dvojicu hodnôt prislúchajúcu bodu grafu; (hodnoty a postoje) žiak má vedieť popísať rozdiel medzi rovnomerným a nerovnomerným pohybom dopravných prostriedkov vo vzťahu k ekologickej a ekonomickej preprave a rozdiel medzi rovnomerným a nerovnomerným pohybom človeka vo vzťahu optimálnemu energetickému výdaju a zdravému pohybu, argumentovať v prospech ochrany zdravia a životného prostredia.

Experimenty a modely popísané v nasledujúcej podkapitole realizujeme na štyroch vyučovacích hodinách prislúchajúcim štyrom témam. Máme tak dostatočný priestor pre realizáciu experimentu, prácu s modelom - spracovanie a využitie dát.

Experimenty aplikujeme spravidla vo fáze hodiny expozičnej (pričom plnia aj úlohu motivácie). Modely zase slúžia pri fixácii vedomostí a zručností a ich verifikácii.

Návrh rozdelenia – uplatnenia experimentov a modelov pri jednotlivých témach:

14

Téma č. 1: Dráha rovnomerného pohybu telesa – experiment č. 1, modely č. 1 a 2. Téma č. 2: Dráha nerovnomerného pohybu telesa – experiment č. 2 , model č. 3 a 4. Téma č. 3: Rýchlosť rovnomerného pohybu telesa – experiment č. 3, modely č. 1 a 2. Téma č.4: Priemerná rýchlosť nerovnomerného pohybu telesa – experiment č. 4, modely č. 3 a 4. Prezentované modely obsahujú otázky a úlohy ako k téme „dráha“ tak aj k téme „rýchlosť“. Učiteľ si ich môže selektovať podľa aktuálneho zaradenia modelu k téme. Respektíve: Po získaní zručností v tvorbe modelov je jednoduché a časovo nenáročne vytvoriť modely obdobné, ako tie ktoré prezentujeme a prispôsobiť ich pre efektívne rozvíjanie požadovaných vedomostí a zručností. v konkrétnej problematike.

2.2 Experimenty a modely a ich uskutočnenie

Fyzikálne experimenty resp. modely sú prezentované v nasledovnej štruktúre: i) názov a stručná charakteristika, ii) podrobný popis priebehu experimentu – tvorby modelu a tiež popis skúseností s jeho aplikáciou, iii) obrázok z pracovnej plochy, na ktorej je vyobrazený výsledok merania / modelu v podobe číselných hodnôt a grafov, iv) otázky a úlohy pre žiakov k danému zobrazeniu, v) komentár k úlohám a otázkam poukazujúci na javy z obsahového štandardu a ciele obsiahnuté vo výkonovom štandarde. Zadanie otázok úloh je viazané na výsledky merania, ktoré pravdepodobne nebudú totožné. Učiteľ si tak môže – musí zadania prispôsobiť. Za týmto účelom uvádzame aj komentár, ktorý ozrejmujú význam jednotlivých úloh, umožní tak ich jednoduchšiu adaptáciu. Taktiež zadanie otázok úloh môže prevyšovať obsahový a výkonový štandard Štátneho vzdelávacieho programu. Riešenie úlohy a jeho hodnotenie už dnes nemusí byť v rámci školy štandardizované. Odvíja sa od obsahu vzdelávacieho štandardu predmetu jednotlivých škôl. Je teda možné a vhodné, aby si každý pedagóg adaptoval obsah otázok a úloh a nároky na ich riešenie do podmienok vlastnej školy. Telesom, ktorého pohyb skúmame je v každom experimente samotný žiak. Konfrontuje sa tak zakaždým s výsledkami merania, ktoré sa ho bezprostredne týkajú, čo má silný motivačný charakter. Taktiež získava výsledky, ktoré môžu byť pre neho užitočné alebo zaujímavé. Takýto prístup je pre našu prax príznačný a veľmi osvedčený z hľadiska motivácie žiaka, aplikácie poznatkov, prepojenia prostredia školy a reálneho života. Postava – osoba žiaka alebo situácie, problémy z jeho každodenného života sú súčasťou mnohých našich praktických meraní, výpočtov, laboratórnych prác, fyzikálnych úloh. Experiment č. 1: Meranie zmeny dráhy telesa v priebehu času pri rovnomernom pohybe Priebeh experimentu a didakticky komentár: Pomocou sondy pre meranie zmeny dráhy telesa v priebehu času skúmame priebeh tejto závislosti (s = s (t)) pri rovnomernom pohybe viacerých žiakov. Sonda prakticky meria zmenu vzdialenosti telesa od sondy v priebehu času. Z tohto dôvodu upozorníme žiakov na to, aby vykonávali pohyb priamočiary. Priamočiary pohyb vykonávajú žiaci vo všetkých nasledujúcich experimentoch. Pre presný záznam a jednoduché odčítanie z grafu je vhodné, aby bola sonda na začiatku merania umiestnená tesne pri telese, ktorého dráhu pohybu skúmame. Prostredie používaného počítačového programu nastavíme na zobrazenie grafu závislosti s = s (t). Žiak, ktorého pohyb skúmame, sa postaví tesne k sonde.

15

V momente uvedenia sa žiaka do pohybu spustíme záznam merania (tlačidlom „štart“). Odhadneme (alebo presne označíme) dosah sondy a meranie ukončíme, keď žiak dosiahne hranicu dosahu prípadne skôr, ak zozbierame pre skúmanie a popis požadovaného javu dostatočné dáta. Tento postup opakujeme s viacerými žiakmi (2 - 4). Žiakov požiadame, aby vykonávali pohyb približne stálou rýchlosťou, ktorá je typická pre ich bežnú chôdzu. Zvyčajne (ako je to zrejmé aj zo zobrazenia nášho merania) dosiahneme aj bez zvláštneho usmernenia rôzny nárast dráhy žiaka v priebehu času. Program je štandardne nastavený tak, že automaticky zobrazuje grafy všetkých meraní do jednej súradnicovej sústavy. Môžeme tak porovnať zmenu dráhy pohybu jednotlivých žiakov. V prípade potreby je možne zobraziť – selektovať jeden alebo viacero grafov. Počas merania môže dôjsť k vybočeniu žiaka z oblasti snímanej sondou, čo sa prejaví výraznou odchýlkou časti hodnôt. Ak k tomu dôjde, túto časť grafu vylúčime z ďalšieho popisu, resp. je možne farebne zvýrazniť len určitú časť grafu, ktorú budeme následne analyzovať. Selektovať vhodnú časť grafu môžeme aj nastavením intervalov na osiach grafu. Pre presné odčítanie hodnôt z grafu môžeme použiť funkciu snímania hodnôt z grafu.

Obrázok 6. Grafy závislosti s = s (t) vytvorené pomocou nameraných hodnôt

Prameň: vlastný návrh Otázky a úlohy k zobrazeniu na obr. 6: 1) Ktorý zo žiakov prešiel za prvé tri sekundy najväčšiu dráhu? 2) akú dráhu prešiel „zelený“ žiak za 2,2 sekundy? Akú dráhu prešiel „modrý“ žiak za 7,2 s? 3) Za aký čas prešiel „červený“ žiak dráhu 2 m, 4 m? Komentár: úlohy 1 – 3 sú zamerané na rozvoj schopnosti priradiť na základe bodu grafu času prislúchajúcu dráhu a dráhe prislúchajúci čas; v úlohe 2 poukazujeme sa to, že „zelený“ žiak prešiel rovnakú dráhu ako „modrý“ žiak za oveľa kratší čas, aj porovnaním

16

sledovaných pohybov žiakov propedeuticky smerujeme k definovaniu fyzikálnej veličiny rýchlosť. Pre nasledujúce úlohy môžeme vybrať jeden z grafov - optimálne ten, ktorého body najviac incidujú s jednou priamkou, teda popisuje závislosť s = s (t) pre rovnomerný pohyb. Môžeme upraviť intervaly hodnôt na osiach a dosiahnuť tak jemnejšie delenie hodnôt a presnejšie odčítanie:

Obrázok 7. Selekcia z grafov závislosti s = s (t) vytvorených pomocou nameraných hodnôt

Prameň: vlastný návrh Otázky a úlohy k zobrazeniu na obr. 7 a 6: 1) Akú dráhu prešiel „modrý“ žiak za 2., 3., 4. sekundu pohybu? 2) Jedná sa o rovnomerný pohyb telesa? 3) V akom časovom intervale sa „zelený“ žiak pohyboval rovnomerným pohybom? Komentár: v úlohe 1 chceme poukázať na to, že každému rovnakému časovému intervalu (1 sekunda) prislúcha približne rovnaký prírastok dráhy, čím smerujeme k definícii rovnomerného pohybu telesa pomocou veličín dráha a čas – t. j. „pri rovnomernom pohybe prejde teleso za časovú jednotku vždy rovnakú dráhu“, rozvíjame tiež schopnosť priradiť pomocou bodov v grafe časovému intervalu prislúchajúci dráhový interval; v úlohe 2 formulujeme záver na základe výsledkov v úlohe 1 a dávame ho do súvislosti s lineárnym priebehom závislosti s = s (t) – t. j. príslušným grafom je priamka; v úlohe 3 fixujeme poznatky získané v úlohe 2 označením rovnomerného pohybu žiaka na základe rýdzo lineárnej časti grafu. Experiment č. 2: Meranie zmeny dráhy telesa v priebehu času pri nerovnomernom pohybe

17

Priebeh experimentu a didakticky komentár: Pomocou sondy pre meranie zmeny dráhy telesa v priebehu času skúmame priebeh tejto závislosti (s = s (t)) pri nerovnomernom pohybe viacerých žiakov. Prostredie používaného počítačového programu nastavíme na zobrazenie grafu závislosti s = s (t). Meranie realizujeme so žiakmi obdobne ako v predchádzajúcom experimente č. 1. V tomto prípade vyzveme žiakov, aby počas pohybu menili svoju rýchlosť, prípadne na krátky čas zastavili, znovu sa pohli a podobne. Aj pri tomto meraní sme znovu bez špeciálnej požiadavky na pohyb žiakov dosiahli rôzny nárast dráhy u jednotlivých žiakov. Všetky merania zobrazujeme do jednej súradnicovej sústavy. Pre podrobnejšie skúmanie závislosti s = s (t) pri nerovnomernom pohybe znovu môžeme vybrať – osamostatniť jeden z grafov. V našom prípade sme si zvolili ten, v ktorom je zrejmý nárast aj pokles rýchlosti.


Prameň: vlastný návrh Otázky a úlohy k zobrazeniu na obr. 8: 1) Ktorý zo žiakov prešiel za prvé dve sekundy najväčšiu dráhu? 2) Akú dráhu prešiel „červený“ žiak za 6,5 sekundy? 3) akú dráhu prešiel „zelený“ žiak za 3,4 sekundy a za 4,4 sekundy? 4) Za aký čas prešiel „červený“ žiak prvý meter svojej dráhy a za aký čas prešiel druhý meter svojej dráhy? Komentár: v úlohe 1 na základe bodov grafu porovnávame hodnoty dráhy – znovu propedeuticky smerujeme k definícii rýchlosti; v úlohách 2 a 3 trénujeme čítanie informácii z grafu – priradenie bodu grafu dvojicu hodnôt dráhy a času; v úlohe 3 chceme na základe hodnôt dráhy identifikovať pokoj telesa a poukázať na súvis daného stavu s približným plató v grafe; v úlohe 4 poukazujeme na to, že rovnakú dráhu prešiel žiak za rôzny čas, čím smerujeme k charakteristike nerovnomerného pohybu, taktiež znovu trénujeme priradenie intervalu dráhy príslušný časový interval prípadne naopak.

18

Obrázok 9. Selekcia z grafov vytvorených pomocou nameraných hodnôt


Otázky a úlohy k zobrazeniu na obr. 9: 1) Akú dráhu mal prejdenú „červený“ žiak po 2,5 sekundy a akú po 5 sekundách? 2) Akú dráhu prešiel žiak v časovom intervale od t = 4 s po t = 6 s a od t = 6 s po t = 8 s? 3) Jedná sa celkovo o rovnomerný alebo nerovnomerný pohyb? 4) V ktorom časovom intervale sa žiak pohyboval rovnomerným pohybom? Komentár: v úlohe 1 exponujeme, že za rovnaký časový interval prešiel žiak rôznu dráhu, čím definitívne smerujeme k definícii nerovnomerného pohybu – t. j. „pri nerovnomernom pohybe prejde teleso za časovú jednotku rôzne dráhy“; v úlohe 2 chceme ukázať zmenšujúci sa prírastok dráhy za rovnaký časový interval (čo ozrejmuje spomaľovanie telesa); v úlohe tri formulujeme záver na základe výsledkov v úlohe 1 a 2 a dávame ho do súvislosti s nelineárnym priebehom grafu závislosti s = s (t); v úlohe 4 syntetizujeme poznatky o tvare krivky grafu závislosti s = s (t) pri rovnomernom a nerovnomernom pohybe. Experiment č. 3: Stanovenie rýchlosti telesa z grafu merania závislosti s = s (t) pri rovnomernom pohybe Priebeh experimentu a didakticky komentár: Pomocou sondy pre meranie zmeny dráhy telesa v priebehu času zobrazíme priebeh tejto závislosti (s = s (t)) pri rovnomernom pohybe dvoch až troch žiakov. Prostredie používaného počítačového programu nastavíme na zobrazenie grafu danej závislosti. Všetky merania zobrazujeme do jednej súradnicovej sústavy. Meranie realizujeme so žiakmi obdobne ako v predchádzajúcich experimentoch. Jednotlivcov zúčastnených v meraní požiadame, aby vykonávali približne rovnomerný pohyb, každý rôznou rýchlosťou (napr. typickou pre ich „rýchlu chôdzu“). Vzhľadom na túto požiadavku často dosiahneme – ako vidíme na obrázku 10 –

19

v prvých okamžikoch pohybu pohyb rovnomerne zrýchlený. Tomu príslušnú časť grafu nezahŕňame v úlohách resp. ju vylúčime farebným označením zvyšnej časti grafu alebo nastavením intervalov na osi x a y viď obrázok 11.



Obrázok 11. Selekcia z grafov vytvorených pomocou nameraných hodnôt


20

Otázky a úlohy k zobrazeniu na obr. 10 a 11: 1) Ktorý zo žiakov sa pohyboval väčšou rýchlosťou? Svoju odpoveď zdôvodni bez výpočtu rýchlosti. 2) Teraz vypočítaj rýchlosť rovnomerného pohybu „červeného“ a „zeleného“ žiaka. 3) Akú dráhu by prešiel „zelený“ žiak za 10 sekúnd? Komentár: v úlohe 1 môžeme dospieť k riešeniu na základe porovnania dráh v ľubovoľnom spoločnom čase, výsledok dávame do súvislosti so „strmosťou“ grafu; v úlohe 2 na základe zvolených časových intervalov a k nim prislúchajúcich dráhových intervalov vypočítame rýchlosti žiakov, môžeme pri tom pre potvrdenie rovnomernosti pohybu vybrať rôzne časové intervaly, resp. často rôzni žiaci si vyberajú rôzne časové intervaly; v úlohe 3 na základe vypočítanej hodnoty rýchlosti a zadaného času „extrapolujeme“ hodnotu dráhy. Experiment č. 4: Stanovenie priemernej rýchlosti telesa z grafu merania závislosti s = s (t) pri nerovnomernom pohybe Priebeh experimentu a didakticky komentár: Identicky ako v experimente č. 3 pomocou sondy pre meranie zmeny dráhy telesa v priebehu času zobrazíme priebeh tejto závislosti (s = s (t)) teraz pri nerovnomernom pohybe dvoch až troch žiakov. Prostredie používaného počítačového programu znovu nastavíme na zobrazenie grafu danej závislosti a všetky merania zobrazujeme do jednej súradnicovej sústavy. Uskutočníme meranie so žiakmi obdobne ako v predchádzajúcich experimentoch. Zúčastnených žiakov požiadame, aby vykonávali nerovnomerný pohyb – môžu zrýchľovať, spomaľovať, zastaviť – a znovu sa pohnúť...



21

Otázky a úlohy k zobrazeniu na obr. 12: 1) Ktorý zo žiakov mal väčšiu priemernú rýchlosť po šiestich sekundách pohybu? Svoje tvrdenie over výpočtom priemernej rýchlosti v čase t = 6 s. 2) Napr. v ktorom časovom intervale mal vyššiu priemernú rýchlosť „červený“ žiak a v ktorom „zelený“ žiak? 3) V ktorom momente mali obaja žiaci rovnakú priemernú rýchlosť? 4) Urči u oboch žiakoch priemernú rýchlosť celého zaznamenaného pohybu. 5) Diskutuj s vodičmi a mechanikmi automobilov a skúmaj rozdiel v spotrebe paliva pri rovnomernom a nerovnomernom pohybe auta. 6) Uváž svoje vlastné skúsenosti, diskutuj so športovými trénermi a športovcami a skúmaj rozdiel v energii vydanej človekom a v možnostiach podania vytrvalostného výkonu, ak sa človek pohybuje (beží, chodí) rovnomerným a nerovnomerným pohybom. Komentár: úlohy 1 – 3 sú viazané na priebehy závislosti s = s (t), ktorých grafy sa pretínajú, ak k tomu nedôjde je potrebné úlohy patrične modifikovať; úlohu 1 riešime na základe porovnania dráh v príslušnom čase a vymedzením príslušných časových intervalov a nim prislúchajúcich dráhových intervalov záver overíme výpočtom; v úlohe 2 a 3 postupom overeným v úlohe 1 porovnáme priemerné rýchlosti žiakov (úloha 2 je divergentná); v úlohe 4 známym postupom vypočítame priemerné rýchlosti oboch žiakov pre celé trvanie pohybu; v úlohách 5 a 6 napĺňame hodnoty a postoje popísané vo vzdelávacom štandarde – riešenie úlohy by malo poukázať na to, že rovnomerný pohyb automobilov môže znamenať úsporu paliva, tým ekonomické a ekologické jazdenie, taktiež na to, že aj pre človeka je z hľadiska „úspory energie“ či vytrvalosti, optimálny pohyb rovnomerný (riešenie úloh nemusí byť jednoznačné, je vhodné aby súčasťou riešenia bola aj diskusia zahŕňajúca rôzne možnosti riešenia, rozdielne situácie a pod.) Modely pre rovnomerný pohyb: Modelovanie grafu zmeny dráhy telesa v priebehu času pri rovnomernom pohybe telesa pomocou tabuľky a predpisu matematickej funkcie Model č. 1: Modelovanie pomocou tabuľky. Postup a didaktický komentár: V mnohých programoch pre spracovanie výsledkov počítačom podporovaného merania je možné aj umelo modelovať grafy funkcií resp. aj všeobecne – binárnych relácii dvoch fyzikálnych veličín pomocou tabuľky. Zvolíme teda túto funkciu programu, pri spustení ktorej sa nám automaticky zobrazí tabuľka, do ktorej zadávame usporiadané dvojice číselných hodnôt a súradnicová sústava pre modelovaný graf. Pri zadávaní hodnôt do tabuľky sa graf automaticky generuje, čím môžeme hneď sledovať výsledok nášho modelovania a overovať či obsahuje javy, ktoré sledujeme. V našom programe je možné zadať resp. zobraziť jednu tabuľku a jeden graf, viacero tabuliek a k nim prislúchajúce samostatné grafy (obrázok 13) alebo, ako je to na obrázku 14, grafy generované z viacerých tabuliek kombinovať do jedného súradnicového systému. V tomto našom modeli sme aplikovali poslednú možnosť a „modelovali pohyb“ dvoch telies – chodcov pohybujúcich sa rovnomerným pohybom, po rovnakej trajektórii s rôznym momentom začiatku pohybu a rovnakým miestom štartu. Hodnoty času v tabuľke sú v minútach a dráhy v metroch. Žiakom prezentujeme daný model a riešime otázky a úlohy, ktoré sú dané.

22

Obrázok 13. Možnosti zobrazenia tabuľky a grafu


Obrázok 14. Možnosti zobrazenia tabuľky a grafu. Modelovanie grafov závislosti s = s (t) pre rovnomerný pohyb telies pomocou hodnôt z tabuľky


Otázky a úlohy k zobrazeniu na obr. 14: 1) Akú dráhu prešiel „červený“ chodec za 2 minúty? 2) Akú dráhu prešiel takisto za dve minúty „zelený“ chodec? 3) Za aký čas svojho pohybu prešiel dráhu 500 m „červený“ a „zelený“ chodec? 4) Jedná sa o pohyby rovnomerné či nerovnomerné? 5) Ktorý z chodcov sa pohyboval väčšou rýchlosťou? 6) Vypočítaj rýchlosti oboch chodcov. 7) Za aký čas a v akej ako vzdialenosti od štartu dostihol „zelený“ chodec „červeného“? Komentár: v úlohe 1 - 3 priradzujeme času príslušnú dráhu alebo naopak, v úlohe 2 a 3 už musíme vzhľadom na časový posun začiatku pohybu „zeleného“ chodca oproti začiatku pohybu „červeného“ chodca brať do úvahy nie hodnotu času, ale správny

23

časový interval (uvedenú situáciu môžeme interpretovať následovne: „pohyb chodcov sme začali sledovať – zaznamenávať v momente, keď vyrazil „červený“ chodec, „zelený“ chodec vyrazil po 1 minúte od momentu, v ktorom sme začali zaznamenávať pohyb chodcov“); v úlohe 4 identifikujem druh pohybu (rovnomerný pohyb) na základe tvaru grafu; v úlohe 5 a 6 môžeme na základe strmosti grafu a výpočtom porovnať rýchlosti chodcov; v úlohe 7 identifikujeme dané hodnoty na základe spoločného bodu uvedených grafov (priamok). Model č. 2: Modelovanie pomocou predpisu matematickej funkcie. Postup a didaktický komentár: Uplatnenie modelovania grafu uvedeným spôsobom umožňuje jeho veľmi rýchle zobrazenie s jednoduchým určením rýchlosti pohybu, nastavenie počiatočnej dráhy (interpretujeme ako dráhu, ktorú malo prejdené teleso v momente, keď sme začali sledovať jeho pohyb). Resp. ľahko vytvoríme graf, rovnomerného pohybu telesa so zvolenou rýchlosťou. Zvolíme príslušnú funkciu programu, pri spustení ktorej sa nám automaticky zobrazí okno v ktorom sa nachádza riadok „definícia funkcie“ a súradnicová sústava pre modelovaný graf. Do riadku pre definíciu funkcie zadáme v tomto prípade predpis lineárnej funkcie napr. v tvare y = 130x+200 a potvrdíme tlačidlom „akceptovať“. Následne sa automaticky generuje graf. Jednoduchou zmenou smernice a koeficientu môžeme meniť priebeh grafu. Môžeme tým samozrejme tiež hneď sledovať výsledok nášho modelovania a overovať či obsahuje javy, ktoré sledujeme. Graf si môžeme upraviť, pre lepšie (presnejšie, názornejšie) odčítanie potrebných hodnôt nastavením intervalov na osiach. V tomto našom modeli sme vytvorili priebeh závislosti s = s (t) s nenulovou počiatočnou dráhou – túto situáciu sme ešte doteraz nerozoberali. Ako pohybujúce sa teleso sme označili auto idúce po diaľnici. Hodnoty času v tabuľke sú v hodinách a dráhy v kilometroch.

Obrázok 15. Modelovanie grafov závislosti s = s (t) pre rovnomerný pohyb telies pomocou hodnôt zadaných predpisom matematickej funkcie


24

Otázky a úlohy k zobrazeniu na obr. 15: 1) Akú dráhu malo prejdené auto v momente, keď sme začali zaznamenávať jeho pohyb? 2) Akú dráhu prešlo auto počas prvých dvoch hodín nášho záznamu. Akú dráhu prešlo teleso počas 3. a 4. hodiny nášho záznamu? 3) Jedná sa o rovnomerný pohyb auta? 4) Vypočítaj rýchlosť pohybu automobilu pomocou hodnôt získaných z grafu. 5) Cestoval vodič povolenou rýchlosťou? Komentár: v úlohe 1 určujeme tzv. počiatočnú dráhu telesa; v úlohe 2 určujem zmenu dráhy telesa počas záznamu pohybu s ohľadom na jeho počiatočnú dráhu, taktiež poukazujeme na to, že za rovnaký časový interval prešlo teleso rovnakú dráhu čím exponujeme, že sa jedná o pohyb rovnomerný, čo potvrdzujeme aj tvarom čiary grafu, závery sú riešením úlohy 3; v úlohe 4 počítame rýchlosť rovnomerného pohybu auta na základe údajov z grafu, výsledok použijeme v úlohe 5 pre hodnotenie zodpovednosti vodiča, na čo môžeme nadviazať diskusiu o vzťahu medzi bezpečnosťou v premávke a najvyššími povolenými rýchlosťami. Modely pre nerovnomerný pohyb: Modelovanie grafu zmeny dráhy telesa v priebehu času pri nerovnomernom pohybe telesa pomocou tabuľky a predpisu matematickej funkcie Model č. 3: Modelovanie pomocou tabuľky. Postup a didaktický komentár: Modelovanie grafu (pohybu, javu) pomocou tabuľky uplatňujeme v našej praxi pri nerovnomernom pohybe najčastejšie v prípade, ak chceme modelovať pohyb telesa zložený z viacerých rovnomerných pohybov rôznymi rýchlosťami so zahrnutím aj pokoja telesa a pod. (obr. 16). Pri tvorbe modelu technicky postupujeme rovnako ako v modeli č. 1. Hodnoty času v tabuľke sú v h a dráhy v km.

Obrázok 16. Modelovanie grafov závislosti s = s (t) pre nerovnomerný pohyb telies pomocou hodnôt z tabuľky


25

Otázky a úlohy k zobrazeniu na obr. 16: 1) Akú dráhu malo teleso prejdenú na začiatku záznamu jeho pohybu? Akú dráhu malo prejdenú po prvých troch hodinách a potom po ďalších troch hodinách? 2) Jedná sa o rovnomerný alebo nerovnomerný pohyb telesa? 3) V ktorých časových intervalov sa teleso pohybovalo rovnomerne? 4) Charakterizuj pohybový stav v čase od t = 3 h s po t = 5 h. 5) Vypočítaj priemernú rýchlosť telesa pre celý záznam jeho pohybu. 6) Vypočítaj rýchlosť pohybu telesa v čase a) od t = 0 po t = 3 h, b) od t = 5 h po t = 10 h. Komentár: úloha 1 je zameraná na priradenie časovému intervalu dráhový interval a zároveň na poukázanie na nerovnomernosť pohybu telesa; v úlohe 2 môžeme stanoviť odpoveď na základe výsledkov v úlohe 1 alebo na základe celkovo nelineárneho tvaru krivky grafu; v úlohe 3 aplikujeme výlučne poznatok o tvare grafu závislosti s = s (t) pre rovnomerný pohyb; v úlohe 4 na základe nulového prírastku dráhy v danom časovom intervale identifikujeme pokoj telesa a dávame ho znovu do súvislosti s plató v grafe; úlohy 5 a 6 sú zamerané na výpočet rýchlosti – môžeme vyzdvihnúť rozdiel v ich riešení, ktorým je to, že v úl. 6 na rozdiel od úl. 5 možno zvoliť viacero časových a k nim prislúchajúcich dráhových intervalov pre výpočet rýchlosti; v úlohe 6 rôznymi výsledkami rýchlosti tiež potvrdzujeme nerovnomernosť pohybu. Model č. 4: Modelovanie pomocou predpisu matematickej funkcie. Postup a didaktický komentár: Pri nerovnomernom pohybe sme danú funkciu programu využili na modelovanie grafu závislosti s = s (t) rovnomerne zrýchleného pohybu. Používame ho ako príklad nerovnomerného pohybu. Technicky potupujeme rovnako ako v modeli č. 2. Do riadku pre definíciu funkcie zadáme v tomto prípade predpis mocninovej funkcie napr. y = x2, pričom musíme použiť tvar zapisu: y = x^2. Hodnoty času nech sú v sekundách, dráhy v metroch.

Obrázok 17. Model vytvorený pomocou hodnôt generovaných matematickou funkciou Prameň: vlastný návrh

26

Otázky a úlohy k zobrazeniu na obr. 17: 1) Akú dráhu malo prejdenú teleso v čase t = 2 s, t = 4 s, t = 6 s? 2) Jedná sa o pohyb rovnomerný alebo nerovnomerný? 3) Vypočítaj priemernú rýchlosť nerovnomerného pohybu v rámci celého zobrazeného záznamu pohybu. 4) Vypočítaj priemernú rýchlosť pohybu v čase t = 1 s, 2 s, 3 s, 4 s, 5 s, .... 10 s. Ako sa zmenila rýchlosť telesa vždy po jednej sekunde pohybu? Komentár: cieľom úlohy 1 a 2 je znovu identifikovať nerovnomerný pohyb telesa na základe prírastku dráhy a tiež tvaru krivky grafu; úloha 3 je zameraná na výpočet priemernej rýchlosti v rámci celého pohybu; úloha 4 je zameraná na výpočet priemernej rýchlosti telesa po 1, 2, 3, 4,... 10 sekundách pohybu telesa, potvrdiť nerovnomernosť pohybu meniacou sa (narastajúcou) rýchlosťou a taktiež objaviť pravidelný konštantný prírastok rýchlosti poukazujúci na rovnomerne zrýchlený pohyb (samotný pojem „rovnomerne zrýchlený pohyb“ alebo aj fyzikálnu veličinu zrýchlenie nespomíname keďže nie je súčasťou nášho vzdelávacieho štandardu, riešením tejto úlohy však k danému druhu pohybu propedeuticky smerujeme).

27

ZÁVER

Osvedčenú pedagogickú skúsenosť sme koncipovali najmä ako pokračovanie predchádzajúcej publikácie z druhého kola výzvy realizovanej Metodicko – pedagogickým centrom Bratislava, ktorá opíše aplikáciu PPE v tematickom celku fyziky na stupni ISCED2 Sila a pohyb. No zároveň sme sa snažili poskytnúť dostatok informácii o aplikácii PPE, aby OPS predstavovala aj samostatný ucelený zdroj technických a metodických poznatkov pre učiteľa. Charakterizovali sme počítačom podporovaný experiment a kompetenčné a materiálno technické determinanty jeho použitia. Tieto informácie smerujú k pedagógom, ktorí túto stratégiu prípadne nepoznajú resp. nemajú skúsenosti s jej využívaním. Poskytli sme elementárne informácie, ktoré sú „nutné a z nášho pohľadu postačujúce“ pre rozhodnutie sa pre využívanie PPE vo vyučovaní. V druhej časti OPS, ktorá popisuje realizáciu experimentov a modelov pomocou PPE a ponúka námet pre ich implementáciu do vyučovacej hodiny, oslovujeme pedagógov, ktorí danú stratégiu poznajú, využívajú ju prípadne v iných tematických celkoch. Respektíve tým, ktorí PPE využívajú pri daných témach ponúkame možnosť inšpirovať sa našou (osvedčenou) pedagogickou skúsenosťou spočívajúcou v obsahu vzdelávacieho štandardu, v obsahu úloh, postupoch realizácie experimentov. Kombináciou, varírovaním obsahu experimentov a modelov, resp. obmenou podmienok realizácie si môže každý pedagóg vytvoriť vlastnú platformu učebného zdroja v podobe zobrazenia výsledkov merania, čo už nechávame na jeho individuálnu tvorivosť. Takmer „neobmedzené“ možnosti ponúka v tomto smere popísané modelovanie fyzikálnych javov. Po oboznámení sa s matematickými a technickými možnosťami programu a získaní zručnosti v tvorbe modelov, tak môže učiteľ ľahko tvoriť podklady pre pracovné listy, didaktické testy a pod.

28

ZOZNAM BIBLIOGRAFICKÝCH ZDROJOV

1. DEMKANIN P. a kolektív 2006. Počítačom podporované prírodovedné laboratórium. Knižničné a edičné centrum FMFI UK. Bratislava 2006. ISBN 80- 89186-10-6

2. KONÍČEK, L. 2006. Počítačem podporované experimenty v přírodních vědách. Ostravská univerzita v Ostravě. Ostrava 2006.

Internetové zdroje

1. ŠPÚ 2011. ŠVP pre 2. stupeň základných škôl (ISCED2). Profil absolventa. [cit. 2013-10-10] dostupné na: <http://www.statpedu.sk/sk/Statny-vzdelavaci-program /Statny-vzdelavaci-program-pre-2-stupen-zakladnych-skol-ISCED-2/Profil- absolventa.alej>

2. LAPITKOVÁ V. a kolektív 2009. Štátny vzdelávací program fyzika. Štátny pedagogický ústav. Bratislava 2009. [cit. 2012-04-24] dostupné na: <http://www.statpedu.sk/files/documents/svp/2stzs/isced2/vzdelavacie_oblasti/ fyzika_ isced2.pdf>

Documents

yužitie počítačom podporovaného experimentu v témach …...dráha, čas, rýchlosť, ich jednotiek, vymedzenia vzťahov na ich výpočet a riešenia (aplikačných) fyzikálnych