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 2014. 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
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).
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
Střídavý proud se sinusovým obdélníkovým průběhem.
Změna frekvence
Střídavý proud se sinusovým trojúhelníkovým průběhem.
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 CO2, 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.
Fotografie z měření
Grafický záznam: koncentrace CO2, tělesná teplota Žáci 8.A – Patrik Žídek, Jarek Pola, Jan Válek 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 CO2. Tento jev se začne projevovat po cca 3 minutě pravidelné zátěže. Zároveň experiment prokázal, že množství spotřebované energie je přímo úměrné zvýšené produkci CO2. 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
