Libor Koníček Katedra fyziky Přírodovědecká fakulta

Prezentace na téma: "Libor Koníček Katedra fyziky Přírodovědecká fakulta"— Transkript prezentace:

1 Možnosti ICT ve výuce přírodovědných předmětů počítačem podporované experimenty
Libor Koníček Katedra fyziky Přírodovědecká fakulta Ostravská univerzita v Ostravě

2 Obsah Úvod Možnosti počítačem podporovaných experimentů
Příklady experimentů Měřicí systémy a software Čidla a jejich vlastnosti Závěr

3 Úvod Zkušenosti ze zahraničí
Zkušenosti z mezinárodních projektů – ComLab, ComLab 2 Zvýšení přírodovědné a počítačové gramotnosti žáků Zaměření na aktivitu žáka

4 Úvod Cílové zaměření vzdělávací oblasti Člověk a příroda (RVP ZV 2007)
Vzdělávání v dané vzdělávací oblasti směřuje k utváření a rozvíjení klíčových kompetencí tím, že vede žáka k: zkoumání přírodních faktů a jejich souvislostí s využitím různých empirických metod poznávání (pozorování, měření, experiment) i různých metod racionálního uvažování potřebě klást si otázky o průběhu a příčinách různých přírodních procesů, správně tyto otázky formulovat a hledat na ně adekvátní odpovědi způsobu myšlení, které vyžaduje ověřování vyslovovaných domněnek o přírodních faktech více nezávislými způsoby posuzování důležitosti, spolehlivosti a správnosti získaných přírodovědných dat pro potvrzení nebo vyvrácení vyslovovaných hypotéz či závěrů

5 Možnosti počítačem podporovaných experimentů
Reálná laboratoř (CBL – Comuter Based Laboratory, MBL – Microcomputer Based laboratory) Vzdálená laboratoř (Remote Laboratrory) Virtuální laboratoř (Virtual Laboratory)

6 Možnosti počítačem podporovaných experimentů
Měření časových závislostí Měření rychlých dějů Měření pomalých dějů Současné měření několika veličin Zobrazení vzájemné závislosti veličin Univerzální nástroj – různá čidla Fyzika, chemie, biologie – mezipředmětové vztahy, integrace

7 Příklady experimentů Měření teploty plamene svíčky
t1 = 472°C t2 = 851°C t3 = 715°C

8 Příklady experimentů Měření časových závislostí – měření změny teploty vody

9 Příklady experimentů Měření časových závislostí – měření změny teploty vody Přínos pro žáky: Současné měření více hodnot Okamžitá možnost porovnání naměřených hodnot Formulování nových výzkumných hypotéz – co se stane, když… Formulování závěrů

10 Příklady experimentů Měření časových závislostí – měření změny koncentrace plynů ve vzduchu

11 Příklady experimentů Měření časových závislostí – měření změny koncentrace plynů ve vzduchu

12 Fotosyntéza Příklady experimentů
Měření časových závislostí – měření změny koncentrace plynů ve vzduchu Fotosyntéza

13 Fotosyntéza Příklady experimentů
Měření časových závislostí – měření změny koncentrace plynů ve vzduchu Fotosyntéza

14 Příklady experimentů Titrační křivka – časová změna pH

15 Příklady experimentů Závislost intenzity hluku na vzdálenosti od zdroje zvuku

16 Měřicí systémy a software
UIA/UIB ISA sběrnice Coach Lab II Připojení na sériový port (USB) 6 vstupů pro čidla Maximální vzorkovací frekvence 100 kHz ULAB Připojení USB, autonomní (zdroj, displej)

17 Měřicí systémy a software
ISES Zásuvná karta do ISA (PCI) sběrnice Vnější panel 4 vstupy a 2 výstupy Autodetekce čidel Maximální vzorkovací frekvence 63 kHz

18 Měřicí systémy a software
CMC-S3 Připojení na paralelní port 6 vstupů pro čidla Sběrnice na liště – analogové a digitální vstupy a výstupy Max. vzorkovací frekvence 100 kHz eProDas – USB, levné

19 Měřicí systémy a software
EdLaB Připojení na USB 6 vstupů pro čidla Sběrnice na liště – analogové a digitální vstupy a výstupy Max. vzorkovací frekvence 100 kHz

20 Čidla a jejich vlastnosti
Rozsah čidla Charakteristiky převodu – přesnost Princip funkce Konstrukce čidla – mechanická odolnost, odolnost vůči chemikáliím Možnosti připojení Široká nabídka čidel pro biologii, fyziku, chemii Různé systémy - Vernier, Pasco, CMA, Log It,…

21 Čidla a jejich vlastnosti
Měření teploty – nejčastěji měřená veličina - biologie, fyzika, chemie, zeměpis Rozsah čidel: Polovodičový -20 °C až 120 °C Termočlánkový -200 °C až 1400 °C Infračervený -20 °C až 400 °C

22 Čidla a jejich vlastnosti
Příklad výběru čidel Vernier pro biologii: CO2-BTA, CO2 Gas Sensor - čidlo oxidu uhličitého Kč O2-BTA O2 Gas Sensor - kyslíkové čidlo Kč SPR-BTA Spirometer – spirometr Kč BPS-BTA Blood Pressure Sensor - měřič tlaku krve Kč

23 Čidla a jejich vlastnosti
Příklad výběru čidel Vernier pro chemii: PH-BTA pH Sensor - čidlo kyselosti Kč CON-BTA Conductivity Probe - elektroda pro měření vodivosti Kč

24 Čidla a jejich vlastnosti
Příklad výběru čidel Vernier pro fyziku: BAR-BTA Barometer - barometr Kč RH-BTA Relative Humidity Sensor - čidlo relativní vlhkosti vzduchu Kč DFS-BTA Dual-Range Force Sensor - siloměr se 2 rozsahy Kč MD-BTD Motion Detector - sonar - čidlo polohy a pohybu Kč LS-BTA Light Sensor - luxmetr - čidlo intenzity světla Kč

25 Čidla a jejich vlastnosti
Příklad výběru čidel Vernier pro fyziku: STS-BTA Surface Temperature Sensor - bodové teplotní čidlo 971 Kč IRT-BTA Infrared Temperature Sensor - infračervené (bezdotykové) teplotní čidlo Kč TCA-BTA Thermocouple – termočlánek Kč TMP-BTA senzor Stainless Steel Temperature Probe - nerezové teplotní čidlo Kč

26 Závěr Přínos pro žáky Pro učitele?
Metody – založené na konstruktivismu Formy – skupinové vyučování Fyzika, chemie, biologie – mezipředmětové vztahy, integrace – využití v běžných vyučovacích hodinách