Univerzita Karlova v Praze, Matematicko-fyzikální fakulta. Dílny Heuréky Sborník konference projektu Heuréka. Prometheus

Transkript

1 Univerzita Karlova v Praze, Matematicko-fyzikální fakulta Dílny Heuréky 2005 Sborník konference projektu Heuréka Prometheus

2 Dílny Heuréky 2005 Sborník konference projektu Heuréka (Náchod, ) Editor sborníku: Doc. RNDr. Leoš Dvořák, CSc. Projekt Heuréka byl v roce 2005 podpořen rozvojovým projektem MŠMT ČR Heuréka II rozvoj aktivizujících forem vzdělávání učitelů fyziky, projektem World Year of Physics 2005: Teachers and Universities Together to meet new challenges in science education podpořeným UNESCO a evropským programem Science On Stage. Tato podpora umožnila i vydání tohoto sborníku. 1. vydání Leoš Dvořák za kol., 2006 ISBN

3 Obsah Úvod... 5 Z. Broklová: Denní tisk ve fyzice... 7 M. Burda: Blikátko M. erná: Svíka ve fyzice M. esal: Astronomická kuchaka aneb nkolik pokus z astronomie Z. Drozd: Zkoumáme vzduch L. Dvoák: Pokusy se zvukovou kartou S. Gottwald: Smyslové hrátky M. Jílek: Trhání vody J. Koupil: Zkoumáme vlastní oko R. Kusák: Fyzika v karate G. Planinši: Single water-drop G. Planinši: Colour LED light mixer Z. Polák: Teplo a teplota Z. Rakušan: Bavíme fyzikou J. Reichl: Fyzika v lékaství A. Schwabacher, V. Pazdera: Jednoduchý spektroskop J. Vinter: Logaritmické pravítko M. Zoubek: Lego a RoboLab ve fyzice P. Žilavý: Tajemství ochranného kolíku Autoi píspvk

4 Dílny Heuréky 2005

5 Úvod Úvod Projekt Heuréka možná ani není nutno píliš pedstavovat. ada uitel fyziky již o nm slyšela na rzných konferencích a semináích vnovaných fyzikálnímu vzdlávání i pi jiných píležitostech. Takže snad staí pipomenout, že v Heuréce se uíme a zkoušíme, jak uit fyziku netradin. Tak, aby ji nebylo nutno vykládat jako soubor fakt, pouek a vzorc, které je teba se našprtat, ale aby si z ní žáci a studenti co nejvíc objevili sami. Taková výuka je pro vtšinu žák zajímavjší a víc jim dá. Podobné metody i prvky metod (a už jim íkáme heuristické, konstruktivistické i jinými odborn znjícími termíny) samozejm v praxi používá i ada uitel, kteí o Heuréce nevdí nebo se na ní z jakýchkoli dvod nepodílejí. Myslet si, že pouze náš projekt je tím jediným spravedlivým, který spasí výuku fyziky u nás, by byla megalománie. Nehled na to, že o dobrých a vynikajících uitelích fyziky mimo Heuréku víme. A konec konc, celý projekt se vyvinul zdola, od uitel, nikoli od akademických teorií. Snad ale není neskromné konstatovat, že Heuréka je projektem zajímavým a pínosným. Mimo jiné i proto, že nabízí uitelm a dalším pracovníkm prostor pro neformální spolupráci. Zkušenost ukázala, že uitelé fyziky velice oceují možnost dát se dohromady. Scházet se, vymovat si zkušenosti, radit se o problémech a vzájemn se inspirovat svými nápady. Píležitostí je k tomu v semináích a dalších akcích Heuréky dost, jak se lze pesvdit na webových stránkách [1]. A tak asi není divu, že parta kolem Heuréky se už rozrostla na asi osmdesát lidí, vtšinou uitel a budoucích uitel fyziky. Dodávat, že lví podíl na úspšném rozvoji Heuréky má obrovský elán a energie, kterou do ní vkládá její zakladatelka Irena Koudelková, je pro ty, co ji znají, nošením díví do lesa. Projekt ale nyní žije a rozvíjí se i díky práci mnoha dalších lidí. Rst potu úastník a s ním spojené rozdlení seminá Heuréky do nkolika ad vedl k hledání cest, jak zachovat kontakt všech, kdo na projektu participují. Jednou z odpovdí jsou spolené velké semináe Heuréky, které se od roku 2002 každoron konají na Jiráskov gymnáziu v Náchod. Co do potu a spektra úastník je lze oznait za malé konference i dokonce konference s mezinárodní úastí. Konference v záí 2005, jíž se týká tento sborník, se zúastnilo 74 úastník, z toho šest ze Slovenska a po jednom z Holandska a ze Slovinska. Jinak si ovšem náchodské konference stále zachovávají neformální charakter: spíme ve tídách ve spacích pytlích, o jídlo se stará každý sám. Navíc nejde o klasickou konferenci s pednáškami a postery. Program má formu dílen, vedených samotnými úastníky projektu. V roce 2005 jich bylo již 17, ímž jsme se asi piblížili rozumnému maximu toho, co jde od pátku veer do nedle odpoledne stihnout. Každá dílna trvala hodinu a pl a nkolikrát se opakovala: dv z dílen dvakrát, dv tikrát, 13 dílen tyikrát. Každý úastník, pokud nebyl sám vedoucím, mohl stihnout až devt dílen. Dílny byly vtšinou vnovány experimentm, ale jak uvidíte i z tohoto sborníku, neplatí to výlun. Program doplnilo vystoupení Michala Zoubka o tvorb Školního vzdlávacího programu na jejich škole a veerní demonstrace zajímavých optických experiment, které nám ukázal dr. Gorazd Planinši z University of Ljubljana ze Slovinska. Námt z jednotlivých dílen je ada a i když vtšinou tžko mže jít o experimenty zcela nové, jejich provedení, metodika i návaznost zahrnují mnoho pvodních nápad. Nápad a zkušeností, jichž by bylo škoda nevyužít. Ovšem ne vše si každý zapamatuje v prbhu dílny, ne vždy se podaí navštívit všechny dílny, které by lovk chtl (jak už bylo eeno, tento handicap mají pedevším vedoucí dílen), ne všichni lidé z Heuréky vždy mohou do Náchoda pijet a hlavn pro si schovávat nápady jen pro úastníky projektu? Takže bylo 5

6 Dílny Heuréky 2005 logické, když se Heuréka ped piblížila standardním konferencím i tím, že asi ped rokem vydala první sborník píspvk [2] (pokrývající dokonce dva roníky konference). Jedna vlaštovka prý jaro nedlá. Dv nejspíš také ne, ale pece jen te, v pedjaí 2006, se klube na svt sborník druhý. I ten je krokem vped tím, že je striktn recenzovaný. V minulém [2] jsem ješt coby editor píspvky vícemén neformáln recenzoval sám, nyní byli recenzenty pracovníci fyzikálních kateder a ústav MFF (vetn katedry didaktiky fyziky). Za jejich nezištnou pomoc, která pomohla zkvalitnit adu píspvk, jim patí mj veliký dík. Co ješt dodat? Možná to, že Heuréka se snaží nehrát si jen na vlastním píseku. Že je otevena nápadm eských uitel, je patrné i z tohoto sborníku. Inspiraci, pouení a možnosti spolupráce navíc hledáme i mimo eskou kotlinu. Host ze vzdálenjšího zahranií jsme sice zatím mli jenom pár ale o tom, že je náchodské konference zaujaly, se lze pesvdit ze dvou zpráv [3], [4]. Nejen proto, že informace o Heuréce v mezinárodním asopise potší, doufáme, že mezinárodní spolupráci se nám podaí rozvíjet i nadále. Když už pišla e na budoucnost: Heuréka pokrauje i v roce V plánu je ada seminá a dalších akcí, opt vetn spolené konference v Náchod. Tištné sborníky budeme asi vydávat spíš s dvouletou periodou, ale rozhodn budeme hledat cesty, jak nápady z dílen Heuréky zprostedkovat širšímu okruhu zájemc. Na závr je mi milou povinností podkovat všem, kdo ke zrodu tohoto sborníku pispli: Iren Koudelkové, bez níž by Heuréka prost nebyla. Zdekovi Polákovi, který coby lokální organizátor vnuje náchodským setkání vždy obrovský kus práce a díky nmuž se tam cítíme jako doma. Všem vedoucím dílen, bez jejichž píspvk by v tomto sborníku byly jen bílé stránky. Ve Koudelkové, která na sebe vzala nelehký úkol komunikovat s autory i recenzenty a zajistit, aby opravdu všichni dodali své píspvky. Jiímu Dvoákovi, který provedl konenou pípravu pro tisk. A v neposlední ad dr. Jan Vláškové z nakladatelství Prometheus, jejíž pomoc výrazn prospla už minulému sborníku [2]. Vím, že pro mnohé z té spousty námt na následujících stránkách najdete ve své výuce využití, pípadn že vás budou inspirovat k novým nápadm. Vám i vašim žákm do toho uení a vyuování peji hodn radosti z fyziky, poznání a objevování. V Praze, v únoru 2006 Leoš Dvoák Literatura [1] [2] Dílny Heuréky Sborník konferencí projektu Heuréka. (Náchod, , ) Ed.: L. Dvoák. Prometheus, Praha ISBN X [3] Swinbank E.: Reporting from a mattress in Nachod In: Physics Education 40, No. 1, (January 2005) p. 5 [4] Planinši G.: Teachers share experiment know-how. In: Physics Education 41, No. 1, (January 2006) p

7 Z. Broklová: Denní tisk ve fyzice Denní tisk ve fyzice Zdeka Broklová KDF MFF UK Praha Abstrakt V píspvku jsou uvedeny rzné možnosti, jak využít obsah denního tisku (se zamením na bžné celoplošné noviny) v hodinách fyziky na základních a stedních školách, možný pesah tchto aktivit do dalších oblastí a výhody a nevýhody použití novin ve výuce. Tento píspvek vychází z výzkum a vzorových aktivit publikovaných v Anglii a USA, zahrnuje nápady a myšlenky diskutované bhem dílen, ale vtšina zde popsaných aktivit nebyla vyzkoušena pímo se studenty. Úvod aneb nedocenné možnosti novin Napadlo Vás nkdy vzít noviny, které jste si peetli ráno u snídan, do hodiny fyziky jako uební pomcku? Samozejm první, co asi napadne každého je, že pi nkterých pokusech je teba chránit stoly ped ušpinním, a k tomu se staré noviny skvle hodí. Také papír, na kterém jsou tištné, má spoustu zajímavých vlastností. Ale napadlo Vás využít texty a obrázky? A to ne njaký ojedinlý speciální lánek otištný pi njaké zvláštní píležitosti, ale pokusit se zužitkovat opravdu tém každý jejich kousek. Nedávno jsem etla lánek o tom, jak používají noviny na nkterých základních školách ve Velké Británii [1]. Protože m to zaujalo, zaala jsem po podobných aktivitách více pátrat a zjistila, že to není až tak ojedinlé a že využít se dají i zdánliv zcela nefyzikální ásti jako reklamní stránky a televizní program. Protože jsem ale neslyšela o nikom, kdo by to dlal v echách, rozhodla jsem se seznámit s tmito nápady uitele, kteí se nebojí zkoušet nové vci tedy Vás, co se zapojujete aktivn do projektu Heuréka. Tak tedy vznikla uvedená dílna. Aby nedošlo k njaké mýlce, ješt jednou pedem upozorním, že níže uvedené aktivity i diskuze se zabývají tím, jak využívat zprávy, lánky, obrázky, reportáže, vtipy, inzerci, prost textový obsah novin v hodinách fyziky. Protože posun k on-line vcem (hrám, nákupm, informacím, i zpravodajství) je stále vtší, nebráním se ani použití lánk a zpráv z internetových zpravodajských server. V tomto píspvku nejprve popisuji aktivity, které jsem vyetla i vymyslela a následn prezentovala bhem dílen v Náchod nebo byly vytvoeny v prbhu nich. Strun nasti- uji i njaké další jako malý bonus, že se protete tímto textem. Naleznete zde aktivity pro žáky 6. tíd i dokonce mladší, ale i aktivity, jež mají co íci a nauit maturanty i dosplé. Konkrétní doporuený vk u nich není uvádn, protože o vhodnosti zaazení rozhoduje i konkrétní materiál z novin, který k dané aktivit použijete, a také vysplost a schopnosti student samotných. V druhé ásti píspvku jsou uvedeny výhody a nevýhody (i úskalí) použití tchto aktivit (jedná se o výsledky diskuzí bhem dílen doplnné argumenty uvádnými v literatue). Pokud vám tedy vrtá v hlav otázka, pro se vbec do neho takového pouštt, peskote pímo na tuto ást. Úplný seznam mých inspiraních zdroj uvádím na konci lánku. Protože se rzné varianty jednotlivých aktivit vyskytují vtšinou ve více zdrojích, neuvádím konkrétní zdroj u každé aktivity. 7

8 Dílny Heuréky 2005 Nápady na konkrétní aktivity Následující tídní aktivit vzniklo pro úely této dílny, a proto nebude dokonalé. Vím ale, že alespo trochu usnadní orientaci ve velmi rznorodých nápadech. Dílny byly zam- eny na to, jak použít noviny místo uebnice a jak vést studenty k rozumnému pístupu k nim. Pesto jsem do lánku zaadila i velice strunou zmínku o dalších možnostech využití novin - vyhledávání a práci s informacemi a aktivity vedoucí k pochopení fungování médií (tedy i novin) ve spolenosti. 0. Je v novinách fyzika? Trochu provokativní otázka, když tvrdím, jak se noviny dají bájen používat ve fyzice, že? Ale nevte všemu, co slyšíte nebo tete. Takže pokud jste se dílny nezúastnili, díve, než budete pokraovat ve tení tohoto lánku dál, vytáhnte noviny, je úpln jedno jaké, a zjistte odpov na uvedenou otázku experimentáln (tedy metodou, kterou má fyzika v oblib). Hledejte cokoli, co má njakou souvislost s fyzikou, a nebojte se popustit uzdu své fantazii. Touto aktivitou dílna zaínala. Její úastníci po asi 10 minutách hledání byli pekvapeni, co všechno se jim podailo nalézt. Snad v každých novinách najdete pedpov poasí, dobu východu a západu Slunce, televizní program, který úzce souvisí s asem, a njakou tu katastrofu, která souvisí bu s ádním pírody nebo selháním techniky. Ale také nap. technické informace o novém typu auta, zdražování plynu a elektiny s sebou pineslo mnoho více i mén seriózních lánk o tom, jak ušetit na vytápní domu i jak efektivn používat elektrické spotebie, astronomové velmi asto hlásí nové objevy. Tento výet by mohl být velmi dlouhý. Myslím si, že po této zkušenosti, už nelze estn prohlásit, že fyzika je nepotebná a že se s ní dosplý lovk nikdy nepotká. Tuto aktivitu lze využít pi suplovaných hodinách i v jiných hluchých asech. Lze z ní udlat i soutž kdo najde lepší fyziku, nebo u menších dtí a pokud máte více kus stejného výtisku, kdo najde díve délku dne, nejdelší dnešní film,... Krom získání zkušenosti, že fyzika opravdu není nepotebná, se studenti mohou také uit prezentovat nalezené materiály spolužákm (ve vtších i menších skupinkách), dále je zpracovávat (vytvoit nástnku, pipravit si referát, napsat recenzi, ) nebo nalezené lánky využijete v nkteré z následujících aktivit. 1. Aktivity vycházející z obsahu uiva aneb noviny místo uebnice Slovní zásoba V novinách se asto vyskytují cizí slova, odborné termíny, zkratky, obas i njaké odborné zpsoby zápisu. Zvlášt mladší studenty mžeme požádat, aby se pokusili vysvtlit daný pojem na základ kontextu nebo aby posoudili, zda je použit správn. Pozn.: Jak používat noviny na prvním stupni ZŠ pi výuce tení najdete v uvedené literatue. Pevádní jednotek Nauit se pevádt jednotky asu a správn pracovat s asovými údaji, dá alespo na za- átku poádn zabrat. Využití píklad z reality mže dát tomuto lopotní smysl. Ze zaátku lze pracovat s televizním i rozhlasovým programem a poítat délky jednotlivých program, spoítat as, který je celkov vnován zpravodajství/pouení/zábav, prmrnou 8

9 Z. Broklová: Denní tisk ve fyzice délku veerního filmu... Od toho je už jen malý krek k diskuzi o volb vhodných program a vysílacích kanál, ale to bychom se už dostali do jiné škatulky. Ve chvíli, kdy poítání s pesností na minuty je už pro studenty hrakou, lze pizvat na pomoc rzné sportovní výsledky od atletiky po formule a trápit se s milisekundami. Nkteré výsledkové listiny udávají asy všech sportovc, takže mžeme poítat nap. o kolik se náš oblíbený borec opozdil za vítzem, ale nap. u formulí bývá uveden as vítze a u ostatních závodníku pouze jejich zaostání, takže jejich celkový as se lze dozvdt pouze dopoítáním. A pro? Teba proto, že chceme zjistit, zda náš oblíbenec, který sice nevyhrává, se alespo v prbhu jednotlivých závod zlepšuje. Úlohy o pohybu Sportovní stránky pímo vybízejí k formulaci rzných jednoduchých úloh o pohybu. I když jejich zdánlivou jednoduchost mže dost zkomplikovat netradiní a dlouhé zadání. Místo obecného popisu následují dv konkrétní ukázky otázek: Otázky ke lánku o 10. roníku bžeckého závodu Mattoni Grand Prix v Praze uveejnném nap. na portálu dne a v deníku Metro dne : - Za jak dlouho po vítzi dobhli do cíle eští bžci? - Bžel rychleji vítz mužského nebo vítzka ženského závodu? - Dokázal bys vedle bžc jet stejn rychle na kole nebo by bylo teba jet autem? - Kolikátá by skonila vítzka mezi ženami v mužském závod, pokud by dokázala ubhnout i delší tra stejnou rychlostí? A naopak, jak by dopadl vítz muž mezi ženami? Pozn.: Muži bželi 10 km, ženy 5 km, lánek obsahoval asy prvních pti bžc a bžky a asy reprezentant naší republiky. Otázky k výsledkm závodu formule 1 Grand Prix Itálie, která se jela (k dispozici máme popis prbhu závodu, výsledkovou listinu, parametry okruhu v Monze, údaje o nejrychlejším zajetém okruhu a nkteré údaje z loského roku, lánek byl dosti obsáhlý): - Než se pustíš do dalších úloh, vyhledej a ozna si v lánku údaje o asech jednotlivých jezdc a údaje o závodu (poet kol, délku okruhu). - Kdo závod vyhrál a v jakém ase? Jaký byl as M. Schumachera? Jaké byly prmrné rychlosti tchto dvou jezdc? Jaký byl jejich prmrný as na jedno kolo? - Kolikátý by skonil loský vítz v letošním závod? - Kdo zajel nejrychlejší kolo v letošním závod? Pokud by jel všechna kola takto rychle, kolikátý by skonil a jaký by byl rozdíl mezi jeho asem a asem vítze? (Pozn.: Práce s asy v ádu hodin s pesností na milisekundy dlá nkteré zdánliv jednoduché výpoty mnohem složitjšími.) Plošné jednotky a veliiny na jednotku plochy K práci s plošnými jednotkami lze využít nap. stránky s plošnou inzercí. Nkteré noviny uvádjí cenu za 1 cm 2 reklamy, takže je možné pomocí pravítka urit, kolik který podnik zaplatil za reklamu. V nkterých novinách je zase uvedena cena za inzerát, který zabírá ½, ¼, stránky. Takže se naskýtá otázka, co je levnjší podat si jeden vtší inzerát nebo dva menší? A od této otázky se dopracovat k pedstav vztažení veliiny na jednotkovou plochu v našem pípad je tou veliinou cena. Velmi podobné úlohy lze formulovat pi využití inzertní rubriky prodej byt nkteré ceny jsou uvedeny za celý byt, nkteré za 1 m 2 takže opt je nutno ešit problém porov- 9

10 Dílny Heuréky 2005 nání cen. A otázka, pro se ceny srovnateln velkých byt v nkterých pípadech velmi liší, nás opt mže velmi lehce zavést k úpln jinému, také dležitému tématu. Teplota S teplotou se potkáme v pedpovdi poasí. Mžeme spoítat prmrnou teplotu na území R nebo na území Evropy. Také se mžeme zamit na hledání maxima, minima nebo mediánu. Dležitjší je ale otázka, co nám takto spotená ísla íkají. Mají njaký smysl? Mžeme porovnat pedpovdi poasí z rzných novin a diskutovat o zdrojích nalezených rozdíl, ovovat pedpovdi, vytváet grafy, Netradiní jednotky V nkterých zprávách z anglosaských zemí zstanou uvedeny jednotky u nás nepoužívané (míle, palce, stopy, libry, stupn Fahrenheita, ). Toho by byla škoda nevyužít! Fyzikální jevy Nkdy lze opravdu noviny použít místo uebnice. O blížícím se zatmní Slunce (probhlo ) psaly snad všechny noviny a nkteré doplnily tuto zprávu i vysvtlením, jak k zatmní dochází. Pokud studenti danou látku neprobírali, je možné je požádat, aby se pokusili jev vysvtlit na základ lánku (místo na základ vysvtlení v uebnici). Pokud už byla látka probrána, lze vysvtlení noviná zkontrolovat i vylepšit nap. nártkem, vhodnjšími formulacemi, Protože v záí tohoto roku peplavali kanál La Manche ti eši, na zpravodajském portálu byl uveejnn lánek s radami pro jeho budoucí pokoitele, ve kterém se píše o zrádných proudech, které mohou plavbu urychlit, ale také prodloužit o desítky hodin (to už to plavec ale velmi pravdpodobn vzdá). Pi vysvtlování, jak je to možné, lze zmínit jak soustavu souadnou, tak skládání rychlostí. Opt mohou vysvtlení na základ pedchozích znalostí hledat studenti sami. Inspirace k experimentování a diskuzím Amerití vdci vymysleli batoh, který vyrábí elektinu hlásá lánek z ( V lánku ale nenajdeme ani zmíneku o tom, jak batoh funguje prý základem je houpavá chze. Takže vzhru do vymýšlení, diskutování (nap. i o otázce, pro je tak dležité, že batoh musí být tžký), experimentování. Na základ lánku lze vybídnout studenty k vytvoení nártku, ale i fungujícího modelu. A co teprve otázka: odkud se ta energie bere, nevyrobili náhodou Ameriané perpetuum mobile? I když se nám podaí najít obrázek konstrukce uvedeného batohu v jiném asopise (v našem pípad v internetovém archívu asopisu ABC), tak vysvtlení jeho principu dá také zabrat. 2. Jak pistupovat k novinám V dnešní dob je dležité nauit se, že ne všechno, co je v novinách (ale i jinde) napsáno, musí být nutn pravda, že obas se autoi lánku snaží nkteré informace zámrn zamlet i zamlžit nebo že se nám snaží podsunout ješt nco, co není pímo uvedeno v lánku. Nkdy jde opravdu o cílenou snahu autora, nkdy spíše o projev jeho neprofesionality. Proto bychom nemli pi tení novin (ale i poslechu televize a rozhlasu) vypínat mozek, ale spíše být stále ve stehu a porovnávat tené/slyšené s tím, co známe odjinud, a aktivn vyhledávat podezelá místa. íkejme této dovednosti teba kritické tení nebo racionální pístup k médiím, to není až tak dležité. 10

11 Z. Broklová: Denní tisk ve fyzice Následující aktivity se snaží nastartovat pemýšlecí procesy pi tení novin. Aktivity jiného typu, kterými lze ozejmit nkteré principy spojené s pedáváním informací (vznik fámy, principy manipulace a mnoho dalšího) najdete v doporuené literatue [2]. Rád bych se zeptal ješt na K této aktivit potebujete úpln libovolný lánek (ideální není krátká nkolikaádková zpráva, lepší je lánek dlouhý nkolik odstavek). Úkol je úpln jednoduchý. Vymyslete ti (nebo i více, záleží na délce a obsahu lánku) otázky, které nejsou ve lánku zodpovzeny a které byste rádi položili autorovi lánku a/nebo lovku, o kterém se v lánku píše (byl s ním udlán rozhovor, poskytl informace, ). A co s otázkami? Mžeme se na n pokusit odpovdt sami nebo si odpovdi nkde nalézt. Mžeme diskutovat o tom, pro práv tato informace v lánku chybí (i když asi astým dvodem bude nedostatek místa na otištní všech podrobností nebo že to autora lánku prost nenapadlo i informaci nesehnal). Ale mžeme vybrané otázky (zejména ty, na které se nám nepodailo nalézt odpovdi, nebo které se týkají názor autora lánku) odeslat do redakce novin a ekat, co se stane. Možností je mnoho. Fakt nebo názor? Všimli jste si nkdy, jak mnoho lidí asto zapomíná ped svými názory íkat: Já si myslím, že a vydávají tak (i nechtn) své domnnky za fakta? Umíme vbec rozlišovat ovené údaje od názor? Zkusme si to! Sáhnte po novinách, zvolte si nkterý delší lánek a oznate rznými barvami to, co je podáno jako fakt, co je podáno jako názor autora lánku a co jako názor nkoho jiného. A potom si lánek pette ješt jednou a u každého faktu se ptejte (teba jen sami sebe), odkud to asi autor ví, kde je možné si údaje ovit. U názor se zase mžeme podrobnji zabývat tím, zda jsou njak založeny na uvedených faktech. U píležitosti této aktivity také mžete prozkoumat kvalitu rubriky Komentáe, která neslouží k nestrannému informování tená o dní ve svt, ale práv k uveejnní názoru novin (i spíše redaktor nebo majitele) na toto dní. I když nejspíše neobjevíme žádnou zásadní chybu, lánek psal profesionál, mžeme pemýšlením získat cenné zkušenosti, které zužitkujeme pi vlastní tvorb text. Poznámka: Možná Vás napadá, že aktivity v této ásti spadají spíše do eštiny a ne do fyziky. Pro byste je mli tedy dlat ve fyzice? Teba proto, že dovednosti, které si v nich studenti vyzkoušejí, jsou užitené pro život. Ale také proto, že práv v pírodních vdách, tedy i fyzice, se lidé asto ptají: A odkud to víme? Jak to dokázat? Nebo si to jenom myslíme, ale zatím to není potvrzené?. A úpln nejlepší se mi zdá, pokud by se podailo nadchnout eštináe pro spolupráci tak, aby se aktivity prolínaly pedmty. Výstižný titulek Konkrétní ukázka: Pedstavte si, že v novinách objevíte lánek s titulkem Šebrle pojede do Temelína (portál idnes, ) nebo jiný s názvem Olympionici chválili Temelín (portál idnes, ). Zkuste uhodnout, o em se v lánku píše a jakou roli v nm hrají sportovci a jakou jaderná elektrárna. A te teprve pijde as si lánky peíst a zodpovdt následující otázky: Trefili jste se do obsahu lánku? Shrte hlavní myšlenku lánku jednou vtou. Odpovídá nadpis obsahu? Pro asi autor zvolil zrovna takový nadpis? Splnil se jeho zámr? Vidíte v tom njaké ponauení do života? 11

12 Dílny Heuréky 2005 Pro zvdavé: první lánek by se dal shrnout: Po úspšné sezón se sportovec R. Šebrle rozhodl odpoívat a cestovat. (Krom lázní, Floridy, zajede i k elektrárn nebo že by vliv sponzora?) a ten druhý EZ uspoádal sportovní odpoledne pro dti z obce Temelín, kterého se zúastnili i nkteí známí sportovci. (Zde autor píliš nezastírá, že názory sportovc mohou být ovlivnny penzi, které sportovci dostávají od sponzora.) Co by mla obsahovat zpráva o objevu i výzkumu Noviny obas informují i o nových objevech nebo probíhajících vdeckých výzkumech. Je zajímavé se zamyslet, jaké údaje by mohly být v lánku uvedeny. Sepište jejich seznam bu s celou tídou na tabuli nebo nechte nejprve vytvoit seznamy menší skupinky a teprve potom vytvote seznam spolený. V této první fázi není píliš vhodné njak jednotlivé nápady hodnotit i tídit. Seznam údaj (výbr): kdo, kdy a co objevil, jaká metoda byla pi výzkumu použita, jak dlouho výzkum trval, jak to mže být prospšné, jaká to pináší rizika, jak to souvisí s již známými fakty, kde je možné se pouit podrobnji, co již daný lovk nebo tým objevil v pedchozí dob, obrázek nebo schéma, kolik to stálo a kdo to platil, ml by mít poutavý výstižný titulek, lánek by ml být srozumitelný, informace o vztahu autora lánku k dané problematice, odkazy na použité zdroje informací Seznam bude asi pomrn obsáhlý, v krátké zpráv nemže být uvedeno vše. Nechme tedy studenty, a vyberou 5-6 nejdležitjších vcí (za sebe nebo spolen), které by rozhodn nemly chybt. A te už je pda pipravena pro porovnání s novináskou praxí. Najdte píslušné lánky, kolik z dležitých údaj skuten obsahují? Jsou v nich i njaké další vci z našeho seznamu nebo i mimo nj (obohate si seznam)? Zkuste napsat kritiku daného lánku nebo naopak lánek lepší. Také mžeme se studenty diskutovat o rozdílu mezi vdeckou zprávou a novinovým lánkem, jak se liší v obsahu, cílech a obvyklých tenáích. Nebo mžete pokraovat následující aktivitou. Porovnání více zpráv Tato aktivita mže navazovat na pedcházející nebo ji lze zaadit samostatn. Je teba dopedu najít lánky, které informují o stejné vci, uveejnné v rzných novinách i asopisech (nap. o objevu seismické aktivity na Marsu použity byly lánky ze server idnes, TK a eské poboky BBC) a udlat z nich kopie, aby studenti mohli pracovat samostatn nebo v menších skupinách. Nechme studenty lánky peíst a porovnat. Návrhy úkol a otázek: Porovnej uvedené lánky postupn podle zajímavosti a poutavosti stylu, kterým je napsán, vhodnosti zvoleného nadpisu, množství a hodnovrnosti uvedených informací, vhodn zvolených obrázk, Který lánek bys vybral jako nejlepší a pro? Zkus najít dvody, pro se lánky liší. Dá se v nich vystopovat opisování noviná navzájem od sebe? A mnoho dalších. Životopisné a historické lánky Takové lánky lze použít v libovolné pedcházející aktivit i jako dokreslení historické doby nebo doplnk uebnice. Jejich výhodou je, že na rozdíl od zpráv a reportáží nestárnou tak rychle a lze si je schovávat do zásoby. Proto je uvádím samostatn. Lze vybídnout studenty, aby se vžili do situace daného fyzika a pokusili se sepsat ást jeho deníku i dopis od nj, ve kterém by se snažili vystihnout jeho názory a pohled na vc. Nebo se pokusili zachytit, jak dané období vidl obyejný lovk i odprce daného vdce, napsali novinový lánek z té doby, apod. Napomže to pochopení doby, ve které došlo k objevu. 12

13 Z. Broklová: Denní tisk ve fyzice V Náchod nám jako ukázka posloužil asi dvoustránkový lánek o roli R. Oppenheimera pi vývoji atomových zbraní v USA (Respekt. 34/2005) krom výše uvedených možností je zde otázka morální zodpovdnosti vdc za vlastní objevy zcela oividná. 3. Obrázky, fotografie aneb jeden obrázek vydá za mnoho slov Dobrý obrázek mže nahradit dlouhé vysvtlování. Navíc nkteí lidé mají spíše grafickou pam (a není jich zase tak málo) a obrázek si zapamatují mnohem snáze než to, co slyšeli (nebo etli). A to už ani nemluvím o barevných, zajímavých, pekvapivých nebo vtipných obrázcích. Ty se pamatují skoro samy. A pokud je doplníme i njakou tou fyzikou, máme velkou šanci, že spolen s obrázkem uvízne v pamti student i kousek z ní. K tmto úelm lze použít jak fotografie doprovázející lánky, tak grafiku (vtšina novin zamstnává zruného kreslíe). Velmi vdné jsou vtipy, komiksy, karikatury, Co s nimi mžeme dlat? Použít je jako motivaci pi zaátku nového tématu, nechat studenty, a v nich fyziku sami najdou a vysvtlí, ale teba je použít i jako zadání úlohy, sou- ást písemky nebo inspiraci k vlastnímu experimentování. Speciální skupinu obrazového materiálu tvoí tzv. infografika, tj. nártky a schémata, které vysvtlují njaký jev. U webového zpravodajství mžeme obas najít i animace. Podobné obrázky jsou uvedeny i v uebnicích, takže by mly být pro studenty pomrn srozumitelné (nehled na to, že by mly být srozumitelné i široké veejnosti), takže je lze použít místo uebnice i jiného materiálu speciáln pipraveného pro výuku a chtít po studentech, aby pevyprávli obrazové vysvtlení. Zajímavým materiálem, který mžete také z novin získat, jsou rzné grafy a už s fyzikální i jinou tématikou. V novinách najdete velké množství rzných typ graf koláové, sloupcové,, což umožuje ukázat studentm, jak interpretovat informace zobrazené práv v tchto typech graf. Co posloužilo jako ukázka v Náchod: - motivaní fotografie: fotografie noní oblohy ozáené blesky, fotografie mostu, který se zítil následkem hurikánu - obrázek mládte hrocha, jak plave ve vod - jeho tlo bylo díky optickým efektm tak deformované, že šlo jen tžko poznat, o jaké zvíe jde, lze diskutovat a kreslit obrázky chodu paprsk - u obrázku dvou malých chlapc zrcadlících se v kaluži vody na jednom moskevském námstí bylo obtížné už jenom poznat, že jde o odraz z kaluže, zajímavou otázkou, která vznikla pímo na díln bylo, kde musel stát fotograf, aby tuto fotografii vytvoil, když se sám ve vod nezrcadlí ani nevrhal nikam stín - fotografie technika mícího teplotu asfaltu ped zaátkem závod formule 1 propak to asi dlá a jak? - infografika velmi aktuální byl vznik hurikánu a tsunami, ale podailo se najít i teba schéma proudní vzduchu v místnosti, píkladem je samozejm již zmínná pedpov poasí, když jsou piktogramy umístné pímo na mapce R nebo Evropy - komiksy s Garfieldem používá ve svých hodinách (i písemkách) již nkolik let Jarda Reichl a má rozsáhlou sbírku tch, které fyziku obsahují, ale fyzika se dá najít i u jiných autor, konkrétn v Náchod byly ukázky z tvorby P. Kantorka - obrázek auta, které nadskoilo na nerovné vozovce asi o pl metru, pímo vybízí k otázce, jak asi muselo jet rychle - fotografie klenbového oblouku, který byl vytvoen ze starších monitor, zase mže inspirovat k (možná trošku nechtnému) experimentování 13

14 Dílny Heuréky a krásnou ukázkou, že fyziku lze najít opravdu úpln všude, je fotografie, kterou našel Zdenk Polák dv ženy si na ní pipíjejí ped letištm a jedna sklenika krásn zobrazuje nápis PRAHA nad letištní halou (obraz je zmenšený a pevrácený), myslím, že ani fotograf netušil, jak krásn zachytil, že fyzikální zákony prost fungují. 4. Vyhledávání informací Dležitou dovedností je i schopnost vyhledat si potebné informace, i umt z lánku vybrat to podstatné. Pedpokládám, že obzvlášt aktivní hledání faktických chyb bude u student velmi oblíbené. Aktivity smující tímto smrem jsem ale zámrn do dílny nezaadila (peci jenom do 90 minut dílny se vejde jen omezený poet nápad), takže tuto skupinu uvádím, aby se na ni nezapomnlo. Jako inspiraci zde uvedu aktivitu z USA (podrobnji viz [3]), byla sice použita pro chemii, ale to není až tak vzdálený obor. Studenti si bhem roku vedli jakési deníky, do kterých si mli zaazovat lánky vystižené z novin nebo zapsat poznámky o zprávách odvysílaných v televizi i rozhlasu, které mly njakou vazbu na chemii. Ale také si sem mohli zaazovat další materiály jako etikety z potravin, apod. Ke každé chemikálii mli vyhledat na internetu nebo v encyklopediích, co nejvíce údaj a hlavn mli ovit a pípadn doplnit vci uvedené v lánku/zpráv. Uitel tyto deníky prbžn kontroloval a radil studentm, jak si ho vést lépe. Studenti o zajímavých nálezech a výsledcích referovali v hodinách svým spolužákm a dále s tímto materiálem pracovali. Co je možná pro nás zajímavé je fakt, že tato tída dopadla v prmru asi o 8% lépe v závreném hodnocení než pedchozí tída, která takto s médii nepracovala. To sice mže být dáno i jinými faktory (jak uvádjí v závru i sami autoi uvedeného výzkumu), pesto mi tento nápad pišel zajímavý a inspirativní, proto ho zmiuji i zde. 5. Já, noviná V rámcových vzdlávacích programech je zaazeno prezové téma Mediální výchova, v jejímž rámci by mli studenti pochopit mimo jiné princip fungování médií jak vzniká lánek od sbru údaj po sazeskou práci, ale i jak funguje financování pomocí reklamy [4, 5]. To nejlépe studenti pochopí, pokud si to vyzkouší. Opt uvedu pro inspiraci jen jeden vytený píklad, tentokrát z Anglie (viz [1]). Studenti byli motivováni k tomu, že se pokusí napsat lánek do místních novin. Na tomto projektu spolupracovalo nkolik uitel rzných pedmt. Pro lánek zvolili téma aktuální v té dob v jejich mst zacházení s odpady. Školu navštívil zástupce mstského zastupitelstva, který studenty seznámil s plánem na sbr, tídní komunálního odpadu a s tím, jak by se ml chovat každý oban. Potom byla do školy pozvána novináka daných novin, aby studentm ekla, jak to v novinách chodí. Studenti se rozdlili do menších pracovních skupinek a každá si zvolila svj úkol vybrat vhodný nadpis a titulky jednotlivých ástí, napsat text lánku, vytvoit vhodný obrazový doprovod k lánku (fotografie a obrázky), ov- it údaje, Na lánku aktivn pracovala (a obas i bouliv diskutovala) celá tída. Když byl lánek hotový, zaslali ho studenti i s návrhy na nadpisy a grafiku do redakce novin. Jejich odmnou byla dvojstrana nedlního vydání, na které byl otištn nejenom tento lánek, ale i profesionální reportáž o tom, co studenti dokázali. Možná vám tento píklad pijde trošku moc v našich mítkách, ale pro stát v kout? 14

15 Z. Broklová: Denní tisk ve fyzice 6. Mezipedmtové aktivity Protože novinái nerespektují dlení poznatk na jednotlivé vyuovací pedmty, mohou se noviny stát ideálním materiálem pro projekty, ve kterých se prolíná více pedmt. Asi není teba zdrazovat tsnou vazbu na výuku rodného jazyka a literární gramotnosti obecn, i možnost uplatnit cizí jazyky (nap. pi ovování údaj pevzatých ze zahranií). Jak rozumn pracovat s médii by mly uit žáky asi hlavn základy spoleenských vd (i výchova k obanství), takže i s tmito uiteli je dobré navázat spolupráci. Popsané aktivity také vyžadují od student nco víc než jen poslouchat a pijímat informace, takže jimi mžeme rozvíjet i další dovednosti komunikovat, spolupracovat, hodnotit,.. Pro (ne)používat noviny ve škole Na pedchozích stranách jsou popsány rzné aktivity, ale ráda bych se ješt v tomto píspvku uvedla zamyšlení nad tím, pro vbec noviny používat a na jaká úskalí bychom mohli narazit. Jedná se o souhrn výsledk dílen a údaj uvádných v literatue. Zanu pozitivn: 1. Pro ano Chtjí to po nás viz rámcové vzdlávací programy a prezové téma Mediální výchova [4 str. 73, 5 str. 93]. Pozn.: Tady jsme dokonce mírn ped oficiálními dokumenty, protože v RVP je zmínno, jak toto prezové téma zaadit nap. do biologie i jinam, ale fyzika zde uvedená není. To ale asi není nejlepší dvod, lze najít njaké další? Média jsou hlavním zdrojem informací v celoživotním uení, a proto je teba se je nauit rozumn používat. To je dovednost i spíše umní, které se nedá pedat teoreticky, ale musí se prakticky nacviit. Navíc toto umní se bude urit velké vtšin student v život hodit a budou ho používat. Noviny jsou z reálného svta a života, nejedná se o sterilní uebnice, o jejichž vztahu k realit mžeme leckdy s úspchem pochybovat. Píklady uvedené v novinách se nejspíš opravdu staly, uitel si je nevymyslel, aby ukázal užitenost fyziky. Údaje, fakta, zprávy a další obsah novin je pro lidi zajímavý nebo dležitý, jinak by si peci noviny nekupovali a neetli, takže pokud je v novinách i fyzika, nemže být nezajímavá a nepotebná. Už ze své podstaty je obsah novin erstvý, aktuální. A navíc lánky píšou profesionálové tak, aby byly poutavé i srozumitelné pro co nejširší veejnost. U menších (ale možná i starších) student mže atraktivnost zvtšovat i fakt, že se jedná o vc z dospláckého svta. Noviny mohou pomoci pochopit i mnohé z jemnjších vcí, které se také vdy týkají. Vci jako vztah vdy a spolenosti, role vdy a její omezení, vdeckou etiku, 2. Pro ne lánky nerespektují osnovy, takže je nutné vhodné lánky pracn vyhledávat. Vymyslet a pipravit takovou aktivitu dá práci a je nutné tomu vnovat mnoho asu navíc. To je sice pravda, ale jsou i jiné dvody než lenost? Informace uveejnné v novinách mohou být neúplné, zkreslené nebo zcela špatn. Na rozdíl od uebnice text novin peliv nepeetlo nkolik povolaných lidí, aby odstranili 15

16 Dílny Heuréky 2005 jeho nedostatky. Noviná typicky není odborníkem na dané téma. To vše sice mžeme obrátit v klad, ale nutnost být stále na pozoru tu je. Noviny chtjí upoutat (aby si je lidi koupili), proto mohou být nkteré zprávy píliš pompézní i nabubelé. Na stránce s našim peliv vybraným lánkem bude i spousta dalších vcí, které mohou odvrátit pozornost student úpln nežádoucím smrem. A pokud pracujeme jen s výstižky i kopiemi, ztrácí se autenticita materiálu. Noviny bývají ernobílé a tištné na nepíliš kvalitním papíe. Mohou být tedy po grafické stránce pro studenty neatraktivní. Navíc bhem asu žloutnou a tisk bledne, což znesnad- uje jejich skladování. Noviny stojí peníze. Obzvláš pokud bychom potebovali výtisk stejného ísla pro každého studenta ve tíd (nebo dvojici), mže se otázka penz stát problémem. Na druhou stranu možná by byli vydavatelé ochotni poskytnout školám neprodané starší kusy. Je krásné, že noviny jsou ze skuteného života, že mžeme hovoit o tom, jak se spolenost a život pesouvají do tíd, ale pozor na vstup politiky i náboženství. Mnoho novin bu patí nebo se oteven hlásí k njaké politické stran i jiné ideologii. Nemže se tedy stát, že když vnujete hodinu jednomu konkrétnímu plátku, budete naení rodii, pívrženci jiných novin, z podsouvání politických názor jejich dtem? Pár myšlenek ze svta Z výzkum vnujících se využití novin ve školách, m zaujalo, že noviny jsou uvádny mnohem mén asto jako zdroj informací jak studenty, tak jejich uiteli než teba televize a internet [1]. Zdá se, že jejich hodnotu lidé spíše podceují. V USA je nkolik regionálních deník, které se vnují tomu, aby uitelm pomohli pi využívání práv jejich novin ve škole [6-8]. Nap. nabízejí dostatený poet kus novin pro celou tídu zdarma nebo za velmi sníženou cenu, uveejují (bu na svých internetových stránkách nebo jako zvláštní bulletin) nápady na rzné aktivity, které jde s daným konkrétním výtiskem ve tíd dlat. Závr Uvedený výet aktivit i myšlenek urit není kompletní, ale mohl by být pro nkoho z vás inspirací, jak udlat své hodiny zase trochu jiné. Návrhy aktivit jsou založeny vtšinou pouze na zkušenosti z dílen, nezkoušela jsem je na reálných studentech, proto se je nebojte pozmnit podle svých zkušeností a uitelského citu. Pokud se mi podailo nkoho zaujmout natolik, že nco vyzkouší v praxi, budu velmi ráda za krátkou zprávu, jak to dopadlo. Užitené odkazy Zpravodajské servery: Lidové noviny - Mladá fronta DNES Právo - Veerník Praha - TK Respekt

17 Z. Broklová: Denní tisk ve fyzice Další asopisy: asopis ABC Instantní astronomické noviny - Ostatní média: eský rozhlas zde lze stáhnout nahrávky nkterých poadi jejich pepisy, za speciální zmínku stojí poad Meteor (sobota, Ro 2, 8-9 hod., scénáe lze stáhnout ze stránek Ro) a internetová stanice eský rozhlas Leonardo, jejíž cílem je popularizovat vdu ( eská televize - zejména poad Popularis (nkteré díly lze zde dokonce stáhnout, BBC od novin po rozhlas (poslech i po internetu), lze najít jak nahrávky starších poad, tak zajímavé lánky, provázáno s anglickými stránkami BBC Zdroje [1] Jarman R., McClune B.: Learning with newspapers, ve sborníku: Braund M., Reiss M. (2004): Learning science outside the classroom, RoutledgeFalmer, London. [2] Pike G., Selby D. (2001): Hry a cviení pro globální výchovu II, Praha, Volvox Globator [3] Ghaffari S. (2004): Using Media And Other outsider Sources To Engage Students In Chemistry Classroom Activities, ARCO Journal 10/2004, str , dostupné online [cit ] [4] Výzkumný ústav pedagogický (2004): Rámcový vzdlávací program pro gymnaziální vzdlávání - pilotní verze, TAURUS, Praha [5] Výzkumný ústav pedagogický (2005): Rámcový vzdlávací program pro základní vzdlávání [6] NIE - Newspapers in Education, najdete zde rzné píruky (vtšinou pímo ke stažení), jak lze využívat noviny v hodinách (stránky patí novinám Yakima-Herald z Washingtonu), pro tento píspvek byla inspirací hlavn brožurka: Newspapers Maintain the Brain [7] Každý týden nové aktivity, které mžete dlat se tídou v návaznosti na svtové dní, odkazy na rzné lánky a dostupné dokumenty k tématu, poznámky pro uitele [8] - rozcestník, pipravené materiály pro využití rzných (hlavn amerických) novin ve vyuování, aktivity jsou pipravovány pravideln pro každé íslo nebo jednou za týden, naleznete zde archívy pipravených materiál, nápad i odkaz [9] Píruka pro novináe stední a východní Evropy, Lidové noviny, Praha, Boyd A (1995): Píruka pro novináe:zpravodajství v rozhlase a televizi, Centrum nezávislé žurnalistiky, Praha - dv útlé knížeky, ve kterých se mžete velmi tivou formou pouit o tom, jak by noviná ml pracovat 17

18 Dílny Heuréky 2005 Blikátko Miroslav Burda Stední prmyslová škola a Vyšší odborná škola technická, Sokolská 1, Brno Abstrakt Píspvek popisuje stavbu jednoduchého blikátka na nepájivém kontaktním poli a popis, jak funguje. Text je uren pro tenáe, kteí mají jistou pedstavu, co to asi je kondenzátor nebo dioda, ale jsou zaáteníky v praktické elektronice. Micí pístroj a souástky Seznámení s micím pístrojem Míme pomocí dvou vodi (micích sond). erný vodi znamená minus, což elektronici asto znaí jako zem, a vždy se zapojuje do zdíky COM. ervený vodi znamená plus a zapojuje se do ostatních zdíek, podle toho, co chceme mit. Napíklad, když chceme po mení naptí mit proud, musíme vodi pepojit z napové do proudové zdíky. Pi pepínání rozsah platí, že DC znamená stejnosmrný proud nebo naptí, AC znamená stídavý proud nebo naptí. Seznámení se souástkami Poznámka k napájení: byly zvoleny dv tužkové AA baterie v držáku + klipsna na propojení s nepájivým kontaktním polem. Je to levnjší než obvyklá 4,5 V baterie (viz níže) a propojení je snadné. I u klipsny na držáku na baterie platí, že erný vodi znamená minus a ervený vodi plus. Celé sestav budeme nadále íkat pouze baterie. U elektrolytického kondenzátoru a svítivé diody LED znaí plus delší nožika. LED diodu zapojujeme v propustném smru (delší nožika ke kladnému pólu baterie) vždy sériov s ochranným rezistorem (pi naptí baterie 3V vyhoví 150 ), jinak ji velmi rychle zniíme. Obr.. 1: Vlevo zobrazení oznaení nožiek tranzistoru a znaka tranzistoru, vpravo schéma zapojení nepájivého kontaktního pole. 18

19 M. Burda: Blikátko Použitý tranzistor je typu NPN, pi pohledu zepedu (na rovnou plošku, nožiky dol) je kolektor (C) vlevo, báze (B) uprosted a emitor (E) vpravo, viz obr..1 vlevo. K bázi tranzistoru pipojujeme rovnž vždy ochranný rezistor (podle zapojení, ale aspo 100 ), jinak hrozí i tranzistoru rychlé zniení. Seznámení s nepájivým kontaktním polem Je teba si dobe uvdomit, které dírky jsou vodiv spojené a které ne, jinak se pi stavb obvod nebudeme stait divit. U použitého typu platí (postaveno na šíku), že vnitní dírky jsou spojené svisle (uprosted je mezera) a vnjší vodorovn viz obr.. 1 vpravo. Rozpiska souástek a ceny 2x rezistor 150 (ve schématech znaeno 150R) po 1,- K 2x rezistor 10 k (ve schématech znaeno 10K) po 1,- K 2x rezistor 20 k (pro pípravné úkoly) po 1,- K 2x kondenzátor 1000 F (ve schématech znaeno 1000M) po 2,50 K 2x tranzistor BC 337 po 1,50 K (pro dané úely vyhoví i další tranzistory, nap. BC 547) 2x svítivá dioda LED, prmr 3 mm, ervené po 1,50 K 2x tužková baterie 1,5 V jak se zadaí od 6,- do 30,- K za kus 1x držák na baterie za 6,- K 1x klipsna za 3,- K 1x nepájivé kontaktní pole za 130,- K Ceny s výjimkou baterií jsou uvedeny podle stavu v záí 2005 v GM electronic v Brn [4]. Trocha terminologie: Pro další text potebujeme nkolik pojm: Klopný obvod se nazývá klopný proto, že se peklápí mezi dvma rznými stavy, v našem pípad mezi rozsvcováním a zhasínáním LED diod. Monostabilní neboli jednostabilní je klopný obvod tehdy, když v jednom svém stavu (LED svítí) setrvává, ve druhém stavu (LED nesvítí) je vždy pouze uritou dobu od pipojení baterie. Monostabilní klopný obvod se také nazývá asova. asova se mu íká proto, že doba setrvání v nestabilním stavu (LED nesvítí) se dá nastavit a použít k mení asu. Astabilní neboli nestabilní je klopný obvod tehdy, když ani v jednom svém stavu nesetrvává v našem pípad se ob LED diody stídav rozsvcují a zhasínají. Astabilní klopný obvod popsaný dále autor nazval blikátko. Úkoly: Pro kontrolu pi samostatné práci jsou níže v textu uvedeny oekávané výsledky a u složitjších zapojení i vysvtlení, pro pracují tak, jak pracují. Vaše mení se mže od 19

20 Dílny Heuréky 2005 ideálních hodnot lišit (v jednotkách procent), protože souástky, micí pístroj i baterie jsou vyrábné s uritou tolerancí. Pípravné úkoly: 1. Zmte naptí na jednotlivých rezistorech 10 k a 20 kzapojených sériov a paraleln. Zmte proudy, které v obou pípadech rezistory prochází. 2. Zmte naptí na nabitém kondenzátoru (kondenzátor nabijeme tak, že ho asi na jednu sekundu spojíme s baterií, dáváme pitom pozor na polaritu delší nožika = plus.) 3. Zapojte uzavený obvod z nabitého kondenzátoru a vtšího rezistoru (20 k) a mte protékající proud. Jak se zmní situace, když pipojíme místo 20 k rezistor 10 k? Jak se zmní situace, když místo jednoho nabitého kondenzátoru (1000 F) pipojíme dva stejné nabité paraleln zapojené kondenzátory (každý 1000 F)? 4. Zapojte do série LED a ochranný rezistor (150 ) a pipojte je ke zdroji naptí. LED by mla svítit. Zmte naptí na LED bhem svícení. Stavba blikátka 5. Zapojte obvod podle obr. 2 vlevo. Baterii pipojujte až jako poslední. LED by mla svítit. Zmte naptí mezi nožikami tranzistoru (všechny možnosti) a zapište si je. Obr.. 2: Vlevo schéma pro úkol. 5, vpravo schéma pro úkol. 6 (asova). 6. Zapojte obvod podle obr. 2 vpravo (asova). LED by se mla rozsvítit s jistým zpoždním po pipojení baterie. Zmte naptí na kondenzátoru po rozsvícení LED a porovnejte ho s naptím báze-emitor na tranzistoru. ím nastavíte zpoždní rozsvícení LED vzhledem k okamžiku pipojení baterie? 7. Zapojte obvod podle obr.. 3 (na nkteré vodivé spoje se mohou hodit nap. sponky do sešívaky). Jde o dva asovae z pedešlého úkolu zapojené za sebou. Zapojení postavte pokud možno symetricky. Popište innost zapojení a pokuste se ji vysvtlit. 8. Zapojte obvod podle obr.. 4. Všimnte si pitom, že oproti obr.. 3 staí zmnit zapojení kondenzátoru C2. Opt popište innost zapojení a pokuste se ji vysvtlit. Jak lze zmnit dobu blikání LED1 a LED2? Na obr.. 5 je totéž zapojení jako na obr.. 4, jen nakreslené jinak, aby vynikla symetrie zapojení. Na obr.. 6 na konci lánku je fotografie hotového blikátka v akci. 20

21 M. Burda: Blikátko Obr. 3: Dva asovae za sebou. Obr.. 4: Blikátko. Obr.. 5: Totéž blikátko jako na obr.. 4, ale nakreslené symetricky. 21

22 Dílny Heuréky 2005 ešení: 1. Pedpokládejme, že naptí na baterii je 3 V, což zvlášt u nových baterií nemusí být pravda, mžeme se potkat i s hodnotou 3,4 V. Potom pi sériovém zapojení je na 10 k(20 krezistoru naptí 1 V (2 V). Obvodem pitom prochází proud 0,1 ma. Pi paralelním zapojení je na obou rezistorech naptí baterie a 10 k(20 krezistorem prochází 0,3 ma (0,15 ma). Jist není teba pipomínat, že naptí se mí paraleln (vedle rezistoru) a proud se mí sériov (za nebo ped rezistorem) a že u micího pístroje musíme zastrit micí sondy do správných zdíek. 2. Tsn po nabití bude na kondenzátoru stejné naptí jako na baterii, tj. cca 3 V, potom se bude postupn zmenšovat. 3. Protékající proud bude exponenciáln klesat. Pi nižší hodnot rezistoru potee obvodem vtší proud a kondenzátor se díve vybije. Pokud místo jednoho nabitého kondenzátoru zapojíme paraleln dva, chovají se jako jeden s dvojnásobnou kapacitou a budou se vybíjet déle. 4. Pokud LED nesvítí, zkontrolujte vodivost všech spoj a pípadn otote polaritu LED. Naptí na ervené diod bude kolem 1,7 V, pro jiné barvy lze zkontrolovat hodnotu naptí podle [1]. 5. U BE = 0,66 V; U CE = 0,06 V; U BC = 0,63 V. Podrobný popis chování tranzistor lze najít ve [3]. 6. Po pipojení baterie se kondenzátor nabíjí. Bhem nabíjení je tranzistor uzaven a LED nesvítí. Kondenzátor C1 se nabije až na naptí, které, pivedeno mezi bázi a emitor, otevírá tranzistor. Po otevení tranzistoru tee proud obvodem kolektor-emitor a LED svítí. Naptí na kondenzátoru je po rozsvícení LED stejné jako naptí mezi bází a emitorem tranzistoru. Po zkratování kondenzátoru (nap. kouskem drátku) naptí báze-emitor poklesne, tranzistor se uzave a celý dj se opakuje. Zpoždní rozsvícení LED proto dosáhneme pomalejším nabíjením kondenzátoru: bu zvýšením jeho kapacity nebo zvtšením odporu rezistoru R2 (zvtšovat R2 však nejde do nekonena, pi velkých odporech R2 ádu Mby již proud do báze nebyl dostatený k otevení tranzistoru). 7. Po pipojení baterie se zane nabíjet kondenzátor C1. Tranzistor T1 je uzaven až do nabití C1 (viz ešení pedchozí úlohy). LED1 tedy nesvítí. Pesto jí prochází malý proud 1, který nabíjí C2 a spolu s proudem jdoucím pes R4 otevírá tranzistor T2. LED2 proto svítí. Po nabití C1 se oteve T1 a rozsvítí LED1. V okamžiku otevení tranzistoru T1 je pes nj také spojen (+) pól kondenzátoru C2 se zemí (záporným pólem baterie). Na (-) pólu kondenzátoru (spojeném s bází tranzistoru T2) se proto (vzhledem k nabití C2) objeví záporné naptí vi zemi opané, než je poteba k otevení T2. Tranzistor T2 se proto uzave a LED2 zhasne. Proud jdoucí pes R4 zane nabíjet C2 v opané polarit než byl pedtím 2. Po nabití C2 na naptí pibližn 0,7 V se tranzistor T2 opt oteve a LED2 rozsvítí. Doba nabíjení C1 urila okamžik zhasnutí LED2. Proto mžeme íct, že levý asova ovládal pravý. 8. Nyní se oba asovae ovládají navzájem. Vysvtlení je podobné jako u pedchozí úlohy (rozmyslete si sami), podrobnjší komentá lze najít ve [2]. Dobu svícení LED2 lze ovlivnit hodnotami R2 a C1. Podobn dobu svícení LED1 lze ovlivnit hodnotami R4 a C Tento proud je tsn po pipojení baterie tak velký, že na okamžik rozsvítí LED1. Potom klesá podle toho, jak se nabíjí C2. Kondenzátor se nabije jen na naptí, které oteve tranzistor T2 (asi 0,7 V) a proto mu to nevadí. 22