szmtgp, fizika, tehetsggondozs - users.itk.ppke.hu fizika, tehetsggondozs 1 szmtgp, fizika,...
Post on 06-Feb-2018
235 views
Embed Size (px)
TRANSCRIPT
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