1. Paul BelfrageFysiksimuleringar p gymnasietHur man kan anvnda fysiksimuleringar p gymnasietAv: Paul Belfrage Handledare: Tobias Sonestedt 1(9)

2. Paul BelfrageFysiksimuleringar p gymnasietJag heter Paul Belfrage och jobbar p Malm Borgarskola. Jag r utbildad lrare inom MaNO,datavetenskap och snart gymnasielrare i fysik. I min praktik har jag anvnt webbresursenPhET som bestr av fysiksimuleringar gjorda i Java och Flash. Jag kommer att redogra frfrdelar och nackdelar med dessa simuleringar och visa fem exempel p simuleringar somman kan anvnda p fysiklektionerna p gymnasiet. Jag nmner ven vilka systemkrav somsimuleringarna har. 2(9) 3. Paul Belfrage Fysiksimuleringar p gymnasietHur man kan anvnda fysiksimuleringar p gymnasiet ............................................................. 1Av: Paul Belfrage Handledare: Tobias Sonestedt ...................................................................... 1Introduktion ................................................................................................................................ 4Mlgrupp .................................................................................................................................... 4Pedagogisk id............................................................................................................................ 4Physics Education Technology .................................................................................................. 4Hur man hittar sidan ................................................................................................................... 4Fysiksimuleringar....................................................................................................................... 4 Fy A........................................................................................................................................ 5 Energy Skate Park .............................................................................................................. 5 The Moving Man................................................................................................................ 6 Forces in 1 Dimension........................................................................................................ 6 Forces in 1 Dimension........................................................................................................ 7 FyB ......................................................................................................................................... 7 Faradays Electromagnetic Lab .......................................................................................... 7 Nuclear Physics .................................................................................................................. 8 Frdelar med simuleringarna ................................................................................................. 9 Nackdelar med simuleringarna............................................................................................... 9Systemkrav ................................................................................................................................. 9 3(9) 4. Paul Belfrage Fysiksimuleringar p gymnasietIntroduktionMnga minns fysik som det kanske trkigaste och/eller svraste mnet p gymnasiet. En deltror att det beror p den strikta formen med teorigenomgngar, styrda laborationer ochfljande prov. Jag skulle vilja ge lrare och elever an mjlighet till att till sig fysik p ettannorlunda stt. Jag minns mnga av mina laborationer som styrda, med lite tid att stta sig ini vad man skulle gra, frst och kunna.MlgruppMin mlgrupp r gymnasielrare som undervisar i FyA och FyB och deras elever.Pedagogisk idAtt med datorsimuleringar f gymnasieelever att frst fysik. Kanske ngra undrar vad kostardetta att gra? Eller vem ska gra alla simuleringar? Svaret r det r gratis och det finns redangjort!Physics Education TechnologyI Boulder ligger University of Colorado. Hr har de ett projekt som de kallar The PhysicsEducation Technology (PhET).De skriver sjlva p sin webbplats1:The Physics Education Technology (PhET) project is an ongoing effort to provide an extensivesuite of simulations for teaching and learning physics and chemistry and to make theseresources both freely available from the PhET website and easy to incorporate into classrooms.The simulations are animated, interactive, and game-like environments in which students learnthrough exploration. In these simulations, we emphasize the connections between real lifephenomena and the underlying science and seek to make the visual and conceptual models thatexpert physicists use accessible to students.Our team of scientists, software engineers and science educators uses a research-basedapproach in our design incorporating findings from prior research and our own testing tocreate simulations that support student engagement with and understanding of physics concepts.Jag har anvnt denna webbplats i min fysikpraktik fr att prva hur elever, som lser Fysik B,tycker om fysiksimuleringar. Eleverna uppskattade verlag simuleringarna.Hur man hittar sidanDet r vldigt enkelt att hitta webbplatsen. Man ppna www.google.com och skriver phet.Den frsta lnken i skresultatet r den rtta.FysiksimuleringarJag har valt ut fem datorsimuleringar frn PhET. Tre som passar att anvnda i Fy A och tvtill Fy B kursen. Jag kommer inte att i detalj i texten tala om allt man kan gra med varjesimulering. Testa sjlv! Om man vill se ett litet smakprov kan man klicka p filmikonerna tillhger om varje simulerings rubrik.1http://phet.colorado.edu/new/about/index.php4(9) 5. Paul Belfrage Fysiksimuleringar p gymnasietP simuleringens webbsida fr man reda p vilka omrden simuleringen tcker, vilka andrasimuleringar som har liknade innehll och exempel p inlrningsml. Om man vill kan lrarebidra med ider och planering till simuleringen. Till vissa av simuleringarna finns det sdanaplaneringar utlagda p webbsidan.Varje simuleringsfnster ser olika ut. Men generellt kan man sga att det finns en del dr manser en visualisering av ngot fysikfenomen. I sidorna (oftast till hger) finns det reglage,knappar och ibockningsrutor som anvndaren kan ndra olika parametrar.Beroende p elevernas mognad och kunskap kan man gra laborationen dr simuleringen skaanvndas vldigt fri eller med styrd planering. Man kan dock rkna med att eleverna vill testaandra simuleringar, lsa e-post eller surfa p Internet istllet. Detta kan man undvika genomatt ladda ner simuleringen i frvg och stnga anslutningen till Internet. Hela webbplatsenmed alla simuleringarna kan ocks laddas ner.2Fy AEnergy Skate Park3Nr man ppnar programmet se man en skateboardkare som ker upp och ner fr en U-formad ramp. Saker som eleverna kan underska r:Energi och dess bevarandeKinetisk energiPotentiell energiFriktionEleverna kan bygga sinaegna banor genom att dra ivre vnstra hrnet dr detstr Drag to add Track.Man kan spara sina egnabanor genom att vlja File -> SaveOm man vljer Tests imenyn kan man ta framfrdigbyggda banor.Med Bar Graph kananvndaren studera hur den Anvndaren kan byta till mnen, Jupiter, kinetiska och potentiella jorden eller yttre rymden fr att prva vadenergin varierar. Man kan som hnder nr gravitationen r stor eller med grafer studera Energi liten. position och Energi tid2http://phet.colorado.edu/new/get_phet/index.php3http://phet.colorado.edu/new/simulations/sims.php?sim=Energy_Skate_Park5(9) 6. Paul BelfrageFysiksimuleringar p gymnasietThe Moving Man4Eleverna fr flytta en person lngs en linje. Hur ser position, hastighet och acceleration ut?Eleverna kan pausa och lngsamt studera de olika kurvorna efter sjlva experimentet. Hurrrde sig personen nr kurvorna sg ut p ett vist stt? Man kan knyta an till derivata medhjlp av de olika kurvorna. Saker som eleverna kan underska r: Position Hastighet Acceleration Genom att dra mannen stter man igng inspelningen av mannen s position, hastighet och acceleration. Man kan pausa och stta igng inspelningen av mannens vrden hr Man kan studera mannen rrelser i efterhand genom att dra hr Hr zoomar man i grafernaForces in 1 Dimension5Hr fr eleven putta p olika tunga formal p en plan yta med friktion. Hur mycket mste manputta fr att f ett freml av en viss massa att flytta p sig? Hur ser hastigheten ochaccelerationen ut samtidigt? Hur skulle det bete sig om fremlet var p mnen?Saker som eleverna kan underska r: Krafter Position Hastighet Acceleration4http://phet.colorado.edu/new/simulations/sims.php?sim=The_Moving_Man5http://phet.colorado.edu/new/simulations/sims.php?sim=Forces_in_1_Dimension6(9) 7. Paul Belfrage Fysiksimuleringar p gymnasiet6Forces in 1 DimensionHr fr eleven putta p olika tunga formal p en plan yta med friktion. Hur mycket mste manputta fr att f ett freml av en viss massa att flytta p sig? Hur ser hastigheten ochaccelerationen ut samtidigt? Hur skulle det bete sig om fremlet var p mnen?Saker som eleverna kan underska r:KrafterPositionHastighetAccelerationGenom att hlla ner och dravnster musknapp, flyttarman skpet. Du kan manstudera krafterna.Man kan studera kraften,acceleration, hastighet ochposition i efterhand hr.FyBFaradays Electromagnetic Lab7Eleverna kan vlja mellan fem flikar: Stavmagnet, spole, elektromagnet, transformator ochgenerator. De kan flytta olika delar fr att studera vad som hnder med en voltmeter ellergldlampa nr en magnet rr sig nra en spole. Saker som eleverna kan underska r:Faradays lagMagnetiskt fltMagnetInduktion6http://phet.colorado.edu/new/simulations/sims.php?sim=Forces_in_1_Dimension7http://phet.colorado.edu/new/simulations/sims.php?sim=Faradays_Electromagnetic_Lab7(9) 8. Paul Belfrage Fysiksimuleringar p gymnasietDet finns fem delexperiment idenna simulering:Stavmagnet, spole,elektromagnet, transformatoroch generatorTill varje delexperiment kandu stlla in olika saker i hgrasidanDu interagerar med objektengen hatt vnsterklicka och dra idetta fnsterNuclear Physics8Denna laboration r omjlig att gra i klassrummet. S hr erstter simuleringen helt denvanliga laborationen. Eleven fr fyra flikar att vlja mellan: o Alfa strlning: De studerar sannolikheten att en Bly-207-krna ska snderfalla. o Fission: De skjuter en neutron p en Uran-235 krna o Kedjereaktion: De prvar med olika mycket Uran- 235 och 238. Vad hnder om man anvnder en behllare? o Krnkraftverk: Eleverna ser hur kedjereaktioner skapar energi. De kan styra reaktionerna med styrstavar. Det finns fyra delexperiment i denna simulering Till varje delexperiment kan du stlla in olika saker i hgra sidan Du interagerar med objekten gen hatt vnsterklicka och dra i detta fnster8http://phet.colorado.edu/new/simulations/sims.php?sim=Nuclear_Physics 8(9) 9. Paul BelfrageFysiksimuleringar p gymnasietFrdelar med simuleringarnaEleverna behver inte plocka fram en massa delar. Eleverna kan gra simuleringen medhandledning p lektionen eller hemma hur mnga gnger som helst. De kan gra egnaexperiment utan att riskera att gra snder ngot. De kan repetera simuleringen nr de vill.Nackdelar med simuleringarnaMan kan inte ta i delarna till laborationen. Dock r det inte meningen att eleverna endastska fr simuleringar istllet fr laborationer i ett klassrum. Simuleringarna r p engelska,vilket kan vara svrt fr vissa elever. Det finns mjligheter att verstta simuleringar tillsvenska. Det krver en del tid, men krver ingen programmeringsfrmga.9 10Simuleringarna r delvis tillrttalagda. Felkllorna blir frre d simuleringen inte kan g isnder p samma stt som delar i ett vanligt experiment. ven mtfel blir frre.SystemkravP varje simulerings webbsida finns det lngst ner vilka systemkrav som simuleringen krver.I princip r det Java och Flash som krvs. Man ska kunna kra simuleringarna p Windows98SE / 2000 / XP. Jag har ven testat Vista och det jag har testat har fungerat. venMacintosh och Linux stds.119http://phet.colorado.edu/web-pages/publications/phet-translation.htm10 http://phet.colorado.edu/web-pages/publications/phet-translation-deployment.htm11 http://phet.colorado.edu/new/tech_support/index.php#q29(9)