K ö r n y e z e t i f i z i k a. Szeidemann Ákos Tata, Eötvös József Gimnázium

Környezeti fizika a középiskolában

- gondolatébresztő ötletek Szeidemann Ákos Tata, Eötvös József Gimnázium

Témaválasztás Þ Egy fizikatanár felelőssége Þ Doktori iskola Þ Környezeti nevelés

Környezeti fizika szakkör Þ Modern fizika

Atomcsill / Környezeti fizika a középiskolában Szeidemann Ákos - 2009. április 16.

Felmérés Þ Milyen kérdésekre kerestem a választ? 2 Csak én gondolom fontosnak ezt a témát? 2 Csak én tartom érdekesnek ezt a témát? 2 Milyen előképzettsége van a diákoknak? 2 Attitűd + két téma (Coriolis-erő, napenergia) Þ Mintavétel: 2 200 középiskolás (15-20/iskola) 2 14-19 évesek Þ Érdemes néhány kérdést részletesebben

vizsgálni!



Kérdőív 1. Úgy érzem, hogy a mindennapokban környezettudatosan élek. (3,41) 2. A környezeti fizika hétköznapi jelenségekkel (3,75) foglalkozik – jobb lenne, ha ilyenekről tanulnánk. 3. A Coriolis-erő az északi féltekén jobbra eltérítő tehetetlenségi erő. (33,15 % jó) 4. A Napból a Föld felszínére Magyarországon átlagosan egy évben … energia érkezik. (69,1 % jó) 5. Ha lenne iskolánkban környezeti fizika szakkör, szívesen járnék. (2,85) 6. Rajzolja le a passzát szélrendszert! (Néhány nyíllal jelölje a jellemző szélirányt!) (kb. 15 % jó) Atomcsill / Környezeti fizika a középiskolában Szeidemann Ákos - 2009. április 16.

Kérdőív 7. Ha többet tudnék a napcella működéséről, könnyebben döntenék leendő otthonomban az alkalmazásáról. (3,73) 8. A kád lefolyójában a víz Magyarországon mindig az óramutató járásával egyirányú forgásba jön. (43,6 % A) 9. Csak az emelt szintű csoportokba járó diákok tanuljanak környezeti fizikát, mert túl speciális téma. (3,69) 10. Szívesen vennék részt olyan fizika órán, amely a szabadban mutatja be a jelenségeket. (4,57) 11. Örülnék, ha iskolánk energiaellátásában helyet kapnának a „szelíd” (pl. nap,szél) energiák. (3,59) 12. Hogy érzi, az Ön iskolájában milyen mértékben modern az oktatás a környezeti fizikai témák tekintetében? Maximum 4-5 mondattal válaszoljon! Atomcsill / Környezeti fizika a középiskolában Szeidemann Ákos - 2009. április 16.

Eredmények és (egy lehetséges) értelmezésük Þ Prekoncepció:

érdeklődés van ↔ előzetes tudás hiányos Þ a Coriolis-erő tekintetében igaz Þ a napenergia téma jobban a köztudatban van Þ érzik a diákok a környezeti fizikában rejlő

lehetőségeket ☺ Atomcsill / Környezeti fizika a középiskolában Szeidemann Ákos - 2009. április 16.

A környezeti fizika témája Þ zaj és zajvédelem Þ környezeti anyagtudomány Þ környezeti sugárzások Þ környezeti áramlások

(Coriolis-erő) Þ az energetika környezeti vonatkozásai (napenergia) Atomcsill / Környezeti fizika a középiskolában Szeidemann Ákos - 2009. április 16.

A környezeti fizika művelésének színterei Þ alapóra (nemcsak fizika) Þ emelt szint Þ szakkör Þ jeles napok (pl. a Nap napja) Þ diákkonferenciák (Veszprém, Szolnok, MÜTF) Þ akadályverseny (több helyen népszerű – Tatán is tervben van…) Þ egyéb (pl. ökofalu – Agostyán, tábor; ELTE fizika tanösvény) Atomcsill / Környezeti fizika a középiskolában Szeidemann Ákos - 2009. április 16.

Környezeti fizika szakkör Þ megalakulás Þ összetétel minden évfolyamból → univerzális témák (?) → egymástól tanulás/projektmunka

Þ célok elméleti és gyakorlati problémák tesztelése (tananyag kialakítása)

Þ tematika (nem biztos, hogy ez a célravezető) első félév – elméleti bevezetés, második félév – gyakorlati alkalmazások, kísérletek, mérések illetve azok előkészítése


Érintett témáink Þ

a napenergiáról 2

Þ

a napenergia hasznosítása 2

Þ

spektrum közvetlen, közvetett

napkollektor méretezés 2 2 2

tájolás, dőlésszög jellemző veszteségek hatásfok

gyorsuló koordináta-rendszerek Þ környezeti áramlások Þ


Második félév Þ jelenleg

napenergiás aszaló / tervezés, építés 2 látogatás a Kármán laboratóriumban 2

(csoportos mérések)

Þ kilépés a szakkör kereteiből 2 2

Szolnok a Nap napja Atomcsill / Környezeti fizika a középiskolában Szeidemann Ákos - 2009. április 16.

Napenergiás aszaló Þ ötlet: Agostyán + sörkollektor (Juhász Edina TDK dolgozata) Þ célok 2 szakköri mérések 2 néhány alapfogalom alapórai elmélyítésének lehetősége (energia, teljesítmény, hatásfok – évfolyamfüggő, többször elővehető példa! …) 2 egészséges táplálkozás Þ építés szakasza Atomcsill / Környezeti fizika a középiskolában Szeidemann Ákos - 2009. április 16.

Sörkollektor működése


Az aszaló fizikája


Az aszaló fizikája Þ sugárzási teljesítmény Þ hőmérsékletmérés több ponton Þ a napkollektoros gyümölcsszárító párologtató kapacitása (szabad vízfelületen) Þ az egyes gyümölcsök vízleadási sebessége Þ mennyiség / idő (kapacitás) Þ megtérülési idő Þ tájolás, dőlésszög Þ páralecsapódás, rágcsálók

Forrás: Ökológiai Intézet a Fenntartható Fejlődésért Alapítvány 1997


Környezeti áramlások Þ Coriolis-erő – inercia-rendszer (?) Þ hétköznapi fizika Þ földrajz érinti, illetve használja, a fizika nem (Ezért sem alakul ki a komplex természettudományos szemlélet…)


Tapasztalatok Þ forgó rendszer „hatása” Þ Foucault-inga Þ nagy tengeri és légköri áramlások 2 2

ciklonok Passzát-szélrendszer

Þ a Falkland-i céltévesztés Þ folyók aszimmetrikus partmosása (pl. Duna, Volga)

Þ lefolyó, trükkök az Egyenlítőn Þ Coriolis-erő a dobósportokban Atomcsill / Környezeti fizika a középiskolában Szeidemann Ákos - 2009. április 16.

A Coriolis-hatás FC=-2m(Ω x u) Þ A D/L=Ωf L/U relatív eltérülés nő a távolsággal (közel állandó sebességek mellett).

Þ Egyre nagyobb L távolságokon, U=10 m/s sebességre (közepes szélességeken) U

L

D

L 1km 10 km 100 km 1000 km

D/L 0,5% 5% 50% 500%

a Coriolis-hatás kicsi a Coriolis-hatás jól mérhető a Coriolis-hatás fontos a Coriolis-hatás dominál

Þ A nagy léptékű tartományok nem inerciarendszerek! Atomcsill / Környezeti fizika a középiskolában Szeidemann Ákos - 2009. április 16.

Vizsgálatok a Kármán laborban Þ tornádó-modell Þ hideg- és melegfront Þ szoliton Þ a Coriolis-erő hatása – ciklonok kialakulása Þ belső hullámok – holt víz Atomcsill / Környezeti fizika a középiskolában Szeidemann Ákos - 2009. április 16.

Tornádó Halász Gábor Természet Világa, 138, 443-446 (2007).


Hidegfront


Szoliton

Þ sekély vízben, nagy A Þ nagy stabilitás Þ nem lineáris Þ cunami Atomcsill / Környezeti fizika a középiskolában Szeidemann Ákos - 2009. április 16.

Ciklonok

Þ baroklin instabilitás Þ szennyezések terjedése Þ kaotikus viselkedés Atomcsill / Környezeti fizika a középiskolában Szeidemann Ákos - 2009. április 16.

„Holt víz”

Þ belső hullámok Þ éles határfelület Þ terjedési sebesség Þ rezonanciagörbe Atomcsill / Környezeti fizika a középiskolában Szeidemann Ákos - 2009. április 16.

Napsütő egyszerű, lényeges effektust mutat be, látványos, nevelés (környezeti, technikai), otthon is


Egy fecske nem, de több talán … Þ Baranyai Klára (Budapest/Berzsenyi)

– gejzírek fizikája és más környezeti problémák (fizika-földrajz szakkör) Þ Gallai Ditta (Budapest/BME angol két tan.)

– fizika a szabadban Þ Döményné Ságodi Ibolya (Szekszárd)

- fizika és meteorológia Atomcsill / Környezeti fizika a középiskolában Szeidemann Ákos - 2009. április 16.

Követendő példák I. Külföldi példák: projektek, tanulási segédanyagok


Követendő példák II.


„Tatai álmodozók” Þ környezeti fizika labor Þ komplex együttműködés a helyi adottságok kihasználásával (Agostyán, az ELTE Szabadtéri Geológiai Múzeuma, ELTE Kármán laboratórium) Þ minden megyében lehetne egy ilyen kis központot létrehozni (általános iskolásoknak a középiskolások segíthetnek) Þ iskolánk egy épületében a melegvíz illetve

áramellátás „szelídítése” Atomcsill / Környezeti fizika a középiskolában Szeidemann Ákos - 2009. április 16.

Összegzés Þ a fizika tanítása megújításra vár Þ fontos a népszerűsítés Þ fizika órán érdekes és modern fizikát tanítsunk

egy lehetséges megoldás

Környezeti fizika Atomcsill / Környezeti fizika a középiskolában Szeidemann Ákos - 2009. április 16.

Köszönetnyilvánítás Þ Horváth Ákos Þ Tél Tamás, Jánosi Imre, Gyüre Balázs Þ Szakkörös diákjaim Þ Eötvös József Gimnázium, Tata Þ Cserti József Atomcsill / Környezeti fizika a középiskolában Szeidemann Ákos - 2009. április 16.

K ö r n y e z e t i f i z i k a. Szeidemann Ákos Tata, Eötvös József Gimnázium

Recommend Documents