Počítačem podporované experimenty ve výuce

Transkript

1 Počítačem podporované experimenty ve výuce Naše škola se od března letošního roku stala partnerem projektu Podpora inovativních metod a forem výuky přírodovědných předmětů na základních školách, jehož řešitelem je Ostravská univerzita v Ostravě. Cílem projektu je vybavit školu zařízením pro počítačově podporované experimenty a tím rozvíjet zájem žáků o přírodovědné předměty, posílit funkční ICT gramotnost a zvýšit kvalitu a efektivitu vzdělávání žáků v přírodovědných předmětech. Projekt je realizován od března 2012 do prosince Ještě před samotnou realizací projektu, jsme využili možnost a čidla jsme si zapůjčili z Ostravské univerzity v Ostravě. A jak vypadá samotná práce počítačem podporovaných experimentů? Tak o tom si nyní něco povíme. Existuje několik měřících systému např. Pasco, Vernier, EdLaB a další. My jsme využívali systém EdLaB s možností připojení čidel Vernier. Měřící systém EdLaB se připojuje k PC pomocí USB připojení a jeho úkolem je převést hodnotu napětí na číslicově (binárně) vyjádřenou hodnotu. Do této řídicí jednotky je možné současně zapojit až 6 analogových čidel a 2 konektory slouží pro připojení digitálních čidel. Pomocí této jednotky je také možné ovládat a řídit jednoduché počítačem podporované experimenty např. jednoduché krokové motorky apod. Součástí měřícího systému je i software, který zaznamenané hodnoty znázorňuje v grafech, v tabulce a okamžité hodnoty. V současné době je ve vývoji nový zdokonalený software, který již umožňuje autodetekci čidel, možnost pozastavit experiment a řadu dalších vylepšení. Realizované experimenty v hodinách fyziky Elektrolýza kuchyňské soli Elektrolýza je rozklad kuchyňské soli NaCl pomocí elektrického proudu na kationt sodíku Na + a aniont chloru Cl -. Žáci 9.A Anna Plšková, Lukáš Tatarin, Petr Sosna

2 Tání krystalické látky Cílem bylo určit teplotu tání krystalické látky thiosíranu sodného a na grafu si ukázat časový průběh tání. Tání je děj, kdy se mění skupenství látky z pevného na kapalné. V okamžiku, kdy se látka zahřeje na teplotu tání, dochází k rozpadu krystalové mřížky a teplota látky se po určitou dobu nemění. Teplo, které látka přijímá, se spotřebuje na rozpad vazby. Jakmile všechna látka roztaje, začne teplota opět stoupat a látka je již v kapalném skupenství. Intenzita hluku Cílem úlohy bylo změřit intenzitu hluku pomocí čidla hlukoměru. Toto čidlo je jedno z mála čidel, které se nemusí připojovat k PC, hodnota se ukazuje přímo na displeji čidla. Hádejte, kdo umí více zakřičet? Paní učitelka, nebo někdo z žáků? Ze dvou chlapců na fotografii vyhrál Tomáš Kocián (vlevo) před Petrem Sosnou (vpravo).

3 Průběh střídavého proudu Žáci 9.B si připravili experimentální úlohu: Grafické znázornění průběhu střídavého proudu. K realizaci tohoto experimentu je zapotřebí generátor střídavých kmitů a čidlo ampérmetr. 9.B A. Nábělková, L. Tatarin, P. Kubánek Průběh střídavého proudu - sinusoida Změna frekvence Střídavý proud se sinusovým obdélníkovým průběhem. Střídavý proud se sinusovým trojúhelníkovým průběhem.

4 Elektromotor V rámci projektu Motor M jsme obdrželi sadu Merkur, ze které žáci sestrojili elektromotor. Pomocí otáčkoměru jsme měřili počet otáček elektromotoru a pomocí infrateploměru teplotu elektromotoru. Stavebnice Merkur Měření počtu otáček Grafický záznam průběhu teploty Měření teploty infrateploměrem látky se při průchodu el. proudem zahřívají (40 C) Ostatní realizované experimenty ve výuce Změna teploty, koncentrace CO 2, tepové frekvence vzhledem k zátěži organismu Žáci 8. roč. v rámci předmětu VKZ zpracovávali prezentace na téma Pohybové aktivity jejichž součástí bylo i měření se sadou EdLaB. Žáci pracovali ve skupinách po 3, z nichž jeden cvičil, druhý měřil čas a třetí asistoval při práci s čidly. Úloha byla pro žáky zajímavá, jen do toho cvičení se jim moc nechtělo.

5 Fotografie z měření Žáci 8.A Patrik Žídek, Jarek Pola, Jan Válek Grafický záznam: koncentrace CO 2, tělesná teplota Závěr: Při zátěži lidského organismu dochází ke spotřebě energie. To se projevuje nárůstem tělesné teploty, zvýšením tepové frekvence. Po ustálení fyzické námahy již nedochází k dalšímu nárůstu těchto hodnot. Totéž můžeme pozorovat i u výdeje CO 2. Tento jev se začne projevovat po cca 3 minutě pravidelné zátěže. Zároveň experiment prokázal, že množství spotřebované energie je přímo úměrné zvýšené produkci CO 2. Tato přímá úměra neplatí pro nárůst teploty organismu. Lidský organismus se v důsledku pravidelné zátěže přizpůsobí a při zvýšené námaze nedochází k tak vysokému nárůstu sledovaných hodnot jako u osob netrénovaných. Vlastnosti půdy V pracovních činnostech v 6. Ročníku jsme probírali vlastnosti půdy. Jednotlivé skupiny měli za úkol přinést vzorek půdy ze zahrady a pak jsme pomocí ph metru měřili ph vzorku. Jednotlivé výsledky jsme pak zapsali do tabulky a porovnali. Obr. Realizace experimentu Obr. Grafický záznam z měření (nahoře teplota, dole ph) A co připravujeme? S žáky 8.A třídy zpracováváme projekt Význam zateplení budov. V projektu jsme využili řídicí jednotku EdLaB a čidla CO2, O2, vlhkoměr, barometr, infrateploměr a analogová čidla pro měření intenzity hluku a síly větru. Žáci byli rozděleni do 4 skupin a po dobu jednoho týdne měřili zadané hodnoty. V současné době naměřená data analyzujeme a zpracováváme. Po skončení projektu Vás s výsledky seznámíme. S žáky 9. ročníku připravujeme jednoduchý popis realizovaných počítačem podporovaných experimentů a jejich následnou prezentaci na okolních školách a to jak na základních, tak v případě zájmů i středních školách. Držte nám teda palce, ať se vše podaří. Mgr. Monika Halšková