szmtgp, fizika, tehetsggondozs - users.itk.ppke.hu fizika, tehetsggondozs 1 szmtgp, fizika,...

Szmtgp, fizika, tehetsggondozs

1

Szmtgp, fizika, tehetsggondozs

Brces Gyrgy

Tartalomjegyzk

...........................................................................................................................................

BEVEZETS ........................................................................................................................ 2

ALKALMAZSI TERLETEK ................................................................................................. 3

ISMERETKZVETTS ......................................................................................................... 4

PROBLMAELEMZS ......................................................................................................... 7

Euler-mdszere, tmegpont mozgsegyenletnek megoldsra ...................................... 7

Mdostott Euler-mdszer ................................................................................................... 8

Vletlen folyamatok .............................................................................................................. 9

Clprogramok matematikai, fizikai problmk elemzshez ........................................ 10

JAVA alkalmazsok ........................................................................................................... 10

SZMTGP ISKOLAI KSRLETEKBEN ............................................................................ 11

Grafikus kalkultor s adatgyjtk .................................................................................. 14

Egyni fejlesztsekhez eszkzk ........................................................................................ 15

Tblagpek, okostelefonok otthoni, iskolai ksrletezsben ........................................... 16

GPS alkalmazsok fizika rkon ...................................................................................... 17

Video analizl s modellez program ............................................................................. 18

Ksrletek hangkrtya hasznlatval ............................................................................... 18

INFORMATIKAI ESZKZKHZ KAPCSOLD KSRLETEK, FELADATOK ........................... 19

Szmtgp, fizika, tehetsggondozs

2

BEVEZETS

A szmtgpek s az Internet megjelense a huszadik szzad utols vtizedeiben

alapjaiban megvltoztatta az emberisg lett szoksaiban, a klnbz munkafolyamatok

vgzsben s a tanulsi formkban is. A szmtgpek megjelensvel egytt j, modern

informatikai rendszerek (eszkzk) kifejlesztsnek lehettnk rszesei. Ezek az eszkzk

krnyezetnkben mindentt jelen vannak, ers hatst gyakorolnak az oktatsra.

Ezzel prhuzamosan ltalnosan megfigyelhet volt a termszettudomnyok s ezen

bell a fizika irnti rdeklds nagymrtk cskkense. A termszettudomnyi trgyak,

gy a fizika tananyaga is ennek megfelelen talakult, talakul. A tanulsi mdszerek, az

ismeretszerzs mdjai az Internet megjelensvel gykeresen megvltoztak. Felersdtek

pldul azok a tendencik, amelyek a gyakorlati alkalmazsoknak az iskolai tananyagba trtn

integrlst szorgalmazzk. A fizikt tant tanr szmra is gyakran kihvst jelent ezeknek az

j alkalmazsoknak a tananyagba trtn beptse.

A felsoktatsba bekerl hallgatk tbbsgnek fizika ismeretei jelentsen cskkentek

azokhoz az idszakokhoz kpest, amikor mg az egysges felvteli rendszer mkdtt. Az

emelt szint rettsgi bevezetsvel a fizika szakokon elrelps tapasztalhat a hallgatk

gimnziumbl hozott tudsban. Ezt nagyszm, klnbz felmrs (pl.

kritriumdolgozatok) igazoljk. A felsoktats ennek nyomn sok esetben alkalmazkodott a

megvltozott krlmnyekhez. Pldul a j ismeretekkel rendelkez, klnsen tehetsges

hallgatk sok szakon eleve emelt-szint kurzusokon kezdhetik meg tanulmnyaikat.

A kzpiskolba bekerl tanulk iskoltl, osztlytpustl fgg krnyezetben s

raszmban tanuljk a fizikai matematikai s szmtstechnikai ismereteket. A szaktanrok

hamar szreveszik, hogy mely tanulk azok, akik az tlagosnl is jobban rdekldnek egyes

terletek irnt. Differencilt formban, egyni kpessgekhez igaztva, az Internetet s a

szmtgpekben rejl klnbz lehetsgeket nagymrtkben lehet alkalmazni a

tanulk rdekldsnek felkeltsre, magasabb szint ismeretek megszerzsre. Gyakori,

hogy a fizika irnt klnsen fogkony hallgatk matematikbl s informatikbl is

tehetsgesek. A szmtgp knlta lehetsgeket pedig mindhrom trgy tantsa kapcsn ki

lehet hasznlni. A szmtgp, az Internet, a mobil eszkzk, a szmtgpes ksrletezs,

s a klnbz technolgik ha megfelel mdon beptjk ket a tananyagba j

sznfoltot jelenthetnek az iskolai fizikban.

Ehhez szeretnnk tleteket, megoldsi lehetsgeket knlni. Bemutatni azokat a

terleteket s ltez alkalmazsi formkat, amelyek a fizika s informatika terlett egyarnt

rintik. Kln kiemelve s jellve azokat a lehetsgeket, amelyek az rdekld, tehetsges

dikjaink szmra egyarnt jelenthetik mindkt terleten az ismereteik bvtst.

Szmtgp, fizika, tehetsggondozs

3

ALKALMAZSI TERLETEK A fizikn bell a szmtgphez s az Internethez ktd mdszerek kapcsn a tanr

szmra alapveten fontosak a kvetkez krdsek:

Milyen mdon ossza fl a rendelkezsre ll idt (tananyagot) a ksrletek, az elmleti anyag, a feladatmegolds s a gyakorlati, technikai rdekessgek kztt?

Mennyi id jusson a tudomnyterlet alaptrvnyeire, amelyek tbb vtizedre is biztos, stabil tudst jelenthetnek?

Mennyi idben tantson olyan technikai ismereteket, amelyek ma ugyan fontosnak tnhetnek, de esetleg nhny v mlva mr teljesen hasznlhatatlan ismeretet

jelentenek?

Tantson-e olyan praktikus ismereteket, amelyek idtllak ugyan, de a hagyomnyos tananyagokban tbbnyire nem szerepelnek

Milyen mrtkben, mire, hogyan hasznlja a szmtgpet, az Internetet s azokat a vrhatan rvid lettartam oktatsi mdszereket, amelyek specilis informatikai

eszkzkre plnek.

A videk, multimdis anyagok, szimulcik bemutatsa nem ptolja a tnylegesen megfigyelhet jelensgekbl, a megfoghat ksrleti sszelltsokbl szrmaz

tapasztalatokat.

A szmtgp s Internet iskolai alkalmazsainak lehetsgei szinte hatrtalanok. Az utbbi

vekben megjelen, mobil-eszkzkhz kthet iskolai felhasznlsokkal is (pl. GPS, digitlis

fnykpezgp, tablet-PC, mobil-telefon) egyre tbb tanulmny foglalkozik. Az albbi

tblzatban feltntettk azokat a jellegzetes alkalmazsokat, amelyek viszonylag jl

elhatrolhat mdon megklnbztethetk egymstl. A tanrn, szakkrn, versenyre

trtn felkszts sorn brmelyik terletrl vlaszthatunk olyan alkalmazsokat,

amelyekkel alapveten j ismereteket tudunk tadni a tanulinknak.

Szmtgp, Internet a fizika tantsban

Alkalmazsi terlet

(kulcsszavak)

Szmtstechnikai httr (eszkz) Szksges ismeretek

Ismeretkzvetts:

multimdia, jelensgek bemutatsa,

Internet, adatbzisok hasznlata, tvoktats

program, vide-fjl, CD,

DVD, interaktv tbla, tbla-PC,

Internet csatlakozs

Clprogram hasznlatnak ismerete.

Problmaelemzs:

feladatmegolds,

interaktv programok s szimulcik,

VRML, 3D megjelents,

Virtulis Laboratrium

program, JAVA-script, JAVA, FLV,

SWF.

Programnyelv ismerete.

Clprogram hasznlatnak ismerete.

Szmtgp ksrletekben:

mrs, adatgyjts, kirtkels,

jtkkonzolok a ksrletezsben,

mozgsok nyomkvetse,

ksrletezs GPS-szel,

hangkrtya, USB-mikroszkp,

stroboszkpikus-, nagysebessg-

fnykpezs,

kpek, videk analizlsa.

Interfsz+szenzor:

Vektoroszkp, CBR, CBL,

Vernier-, Leybold-eszkzk,

vide-digitalizl, stb.

Feldolgoz-programok:

Videopoint, Webcam-Laboratory,

Audacity, stb.

Programnyelv ismerete.

Hardver alapismeretek.

Clprogram hasznlatnak ismerete.

Szmtgp-fizika:

Szmtgphez, rszegysgekhez

kapcsold fizikai feladatok, ksrletek.

Szmtgp-alkatrszek,

tartozkok.

Szmtgp, fizika, tehetsggondozs

4

ISMERETKZVETTS Az Ismeretkzvetts cmsz azokat az alkalmazsokat takarja, amelyeket a

multimdia, valamint az Internet, mint informcis forrs jelentenek. A multimdis programok

ltalban men ltal vezrelhetk. Az Interneten trtn keress, megjelents is automatikus,

egyik lpsbl kvetkezik a msik.

Az aktulis, iskolai fizika tananyaghoz kapcsoldan szmos olyan feladatot

megfogalmazhat, amelyhez a dikoknak az Interneten kell anyagot gyjtenik.

Egy-egy, a fizikhoz kapcsold tmakr feldolgozsa elads formjban. E munka

keretben a tanulknak klnbz prezentci-kszt programokat is meg kell ismerni,

hasznlatukat megtanulni. Ez lehet egy egyszer Word, PowerPoint, vagy OpenOffice

program. Az eladshoz sszegyjttt szveg s multimdia-elemeket a szerkeszt programba

elhelyezve a vetts kimeneti formtuma klnbz lehet (pl. pdf, ppt, wmf). A kitztt

feladatok kztt szerepelhetnek olyanok is, amelyekben a dikok ltal ksztett kpeknek,

videknak kell megjelennie az elads anyagban. A kpek, videk szerkesztshez szmos

ingyenes program hasznlhat. Tapasztalat szerint a dikok nagy tbbsge e programok

hasznlatt ltalban rvid id alatt elsajttja

Multimdis krnyezetben hasznlt gyakori fjl-tpusok, szerkesztk, lejtszk

tpus

kiterjeszts

szerkeszt, (lejtsz) program

szveg

txt, doc, html, mht, ps, pdf, dvi

WORD, OpenOffice, Adobe Acrobat, Ghostscript,

Ghostview, Acrobat Reader

kp

jpg, tiff, raw, bmp, gif

GIMP, PaintShop Pro, Adobe Photoshop, Paint

(Irfanview)

hang

wav, mp3

Audacity

vide

avi, mpg, di