Gymnázium a Střední odborná škola, Nový Jičín, příspěvková organizace
Kmitání v praxi pomocí SlidesLive app
Metodika Ověřovací pilotní projekt byl realizován v rámci výuky 3.A ve školním roce 2015/2016
Nový Jičín, říjen 2016
Mgr. Patrik Kočí
1. Úvod Metodika, kterou dostáváte do rukou, si klade za cíl vás seznámit s aspekty propoje ní teorie s prax í v obla sti výuky mechanic kého kmitán í, ale zároveň pře dstaví zajímavou aplikaci a w ebové prost ředí SlidesLive. Slid esLive se orient uje na ame rický a český trh a jejím primárním cílem je natáčení konfe rencí a přednášek na Unive rzitách a u velkých společností. Naše ma lá škola si dov olila požádat , zda by neby lo mož né zapůjčit lic enci na už ívání aplikace v běž né stře doškolské výuce. Vznik l tak pilot ní projekt pro střední školy v ČR, který je ve své počáteční fázi. Temat ický celek mechanické kmitá ní pom ocí SlidesLive j e však jen jeden z produkt ů, který jsem během t ří měsíců vytvořil. Pokud jste se ještě nikdy nesetkali s we bovým prost ředím SlidesLive, pak doporučuji mou krátkou metodik u, jak pracovat s aplikací, najdete ji na https://drive.google.com/file /d/0Bx fVf_Q f6mbbdjMx dGJXbnhPcXM /view , také se podívejte na webové stránky, kte ré se problematice SlidesLive věnuji.
Ob rá z ek 1: Web o vé st rán ky k ap likac i Slid esLive
Ob rá z ek 2: M et od ika prác e s ap likac í
Stránka 2 z 16
2. Pojetí výuky Základem tematické ho ce lku je vytvoření prostředí pro aktivní přístup žáků k učivu, pře devším jde o větší propojení teoret ické výuky s praxí. Součástí je využit í dig itálních t e chnologií k mode rní preze ntaci, prot ože nejlé pe se žák učivo naučí, když ho sám musí vysvětlit. Významným aspekte m je i soutěživ ost, snaha se prosadit mezi ostatními spolužáky a představit produkt , kte rý má svou hodnotu a úrove ň. Žáci by li roz děle ni do dvou polovin a v k aždé bylo vytvoře no 5 skupin. Na zák ladě te oretické výuky by ly skupiny požádány, aby vytvořily skutečný mode l kyvadla (ne bo pomůcky souv isející s kmitáním ). Na mode lu kyvadla pak vysvětlují fyzikální děje a veličiny , ale t aké změny, ke kt erým dochází. A by měla prezentace trvalý přínos, mohlo dojít k diskus i o chybách, tak postup a průbě h prezentace byl natáče n, namluven a doprováze n PWR prezentací. Nejslož itější by lo spojit všechny výstupy do jednoho systému, vytvořit log ickou strukturu uchování a vyhle dávání, ale to zvládla moderní a inovat ivní prezenta ce SlidesLive. Po ukončení vytváření prezent ací proběhlo závěrečné zhodnocení metody výuky a eut oevaluace , kte rá je součástí této metodiky. Během výuky se žáci učili automatizaci, práci s cloudovým prostředním, byli postaveni pře d úkol, který požaduje propoje ní estetických, rétorických a odborný ch k ompete ncí. Výs ledek v ýuky je uchován pro dalš í výuku a nezůstává jen mezi stěnami učebny v de n prezent ování.
Ob rá z ek 3: Příp ra va B la c kbu rno va kyvad la k vysvět len í sklád án í kmit án í
Stránka 3 z 16
2.1. Výsledek výuky Vznikl s oubor 5 návodů, jak vytvořit kyvadla, kte rá pomohou názorně vysvětlit děje a jevy v oblast i mechanické ho kmitání. By la vytvoře na met odika, jak pra covat s aplikací a webovým pros tředím SlidesLive. Vznikl návod, jak stříhat video v aplikaci P innacle St udio. Probě hlo závěrečné preze ntová ní všech 10 prací, t ím vznik l soubor 10 k rátkých fyzikálních vide í propojených s PWR prezentací ve webovém prostře dí SlidesLi ve. Také byla požadována zpětná vazba žáků, co nového a zajímavé ho tat o met oda přines la, ale zárove ň jaké negativ ní zážitky s i během tvorby žáci odnesli.
Ob rá z ek 4: So ub o r 10 p r ac í k mech an ic kému kmit án í v Slid esLive
2.2. Vzájemné působení Výhodou praktické činnosti žáků je možnost, aby učitel sledoval komunikaci a vzájemnou spolupráci mezi žáky. Lze tak odhalit řadu aspektů, které během te oret ické část i nejde vidět. Lze usoudit, k do ve skupině je inovátor, kdo dokáže dotahovat nápady do konce , k do ne umí prosadit svůj názor, kdo jen poslouchá a pracuje podle pokynů. Pro učitele je obtíž né nastavit mant ine ly práce , obsah a cíle v ýuky, ale ve chv íli, kdy žáci začnou pracovat, tak se mnohem lépe seznámí s osobnostmi a doved nostmi žáků. Během tv orby je učitel rádcem a ment orem, ale samotný postup a způsob inte rpretace je jen na žácích, to umož ňuje dvousmě rnou komunikaci každý s každým. Žáci se dostávají do pozice učit ele, připravují vysvětlení témat u tak, aby ho pochopili spo lužáci na podobné dovednostní úrovni. Tím více prož ívají práci učite le , dochází jim, jak velké časové nároky zabe re je dnoduchá 5 m inutová preze ntace spoje ná s videem. Stránka 4 z 16
Prot ože žáci přijali standardy práce v cloudovém prost ředí, maj í dovednosti práce s Google Apps , tak po ukončení prací pokračuje k omunika ce přes ema ilové účty či skupiny. Stejně tak i dot az y mohou žáci formulovat učite li přes emailovou adresu nebo hangout. Protože v ide o z kaž dé výuky je uloženo v Google Disk lze plánovat strate gii na další tv orbu.
Ob rá z ek 5: Emailo vá ko respo nd en c e, št ít ko ván í
3. Didaktické zásady V této kapit ole se zaměřím na t o, jak je možné pomocí temat ického celku mechanické kmitání rozvíjet ce lé spektrum didaktických zásad. Zásada komplexního rozvoj e osobnosti žáka . Technické zvládání aplikace není obt ížné. Záleží na učite li, jaká s tanov í pravidla sdíle ní, diskuse , oprav a časové dostupnosti. Aplikace podporuje jak skupinový , tak individuá lní přístup. Umožňuje didakticky s žáky spolupracovat po dle jejich aktuálních indiv iduálních, ale i skupinových potře b. Usnadní rozvoj vzhledem k jednotlivým oblastem osobnosti člověka . Dosavadní zkušenost ukazuje , že více k oučující směr spolupráce s žáky je trend s oučas né pedagog iky. Zálež í samozřejmě na věkových, vývojových a individuálních podmínkách žáků. Zásada vědeckosti. Sdíle né učiv o a práce vedou žáky k analýze obsahů. Vedou je k zpřesňování vyjadřování a argumentace. Vzájemným sdílením je patrná i snaha o věcnou a vědeck ou argumentaci vzhle dem k mož nému vzájemnému ověře ní poskytované informace ce lou skupinou. Tím docház í k autoregulaci a sebe reflexi v uvede né oblasti. Z pohledu učite le je to ve lmi efektivní nástroj autoe dukace žáků. Stránka 5 z 16
Zásada spojení teorie s praxí. P ouž ívání samotné aplikace vede k testování současných technolog ií v e dukaci i aut oedukaci. Žáci vytvářejí svůj vlastní produkt , mus í pochopit podstatu dějů, vysvětlit je. Ne lze nějak obej ít to, co je na vide u zazname náno. Produkt mus í být funkční, prezenta ce srozum ite lná a odborně správ ná. Zásada individuálního př ístupu . Protože ve škole je díky velkému počtu žáků problematické více se věnovat individuá lnímu vyučování, t ak aplikace Google Apps může být jednou z cest, jak problém řešit. Díky sdílení všech textů, úk olů, povinn ostí je menší problé m pro dlouhodobě nemocné dítě , aby se zapojilo do výuky. Učite l i žák si mohou vzájemně sdílet spolupráci, řešení problému. Stejně tak aplikace SlidesLive umožní prohlíže ní výuky online, řešení úloh a prezentací nejen ve škole, ale i doma. Zásada názornosti. P ozoruje -li a uvě domuje -li si e dukant efektiv ní a žádoucí způsoby kognitiv ní práce učit ele, je t o vhodný model k vytváření nápodoby ve v lastní k omunikac i a autoedukaci. P římo ve výuce má uč itel k dis poz ici net book a wifi připoje ní , tak může zásadu názornosti uplatňovat podle aktuálních potře b výuky. Ale přede vším při tvorbě prezentací si žáci vše osahaj í, v íce nad problémem přemýšlejí, formulují závě ry, kte rý nesmí odporovat t omu, co na vlastní oči vidě li. Také sledování prezentací s polužáků je vhodně jší, než jen teoret ický rozbor ve výuce. Díky SlidesLive jsou prezenta ce k dispoz ici napořád pro další možnou práci. Zásada uvědomělosti. P rezentováním sv é práce pře d ce lou třídou se rozvíjí s outěž ivost. Protože všechny sk upiny mají ste jná pravidla, stej né možnosti, stejné prostře dky k tv orbě, tak jde je n o originální nápad, představení tématu. Tím výraz ně stoupne prož ívání a zaujet í problemat ikou. Zásada aktivity . Z pohle du učite le aplikace umož ňuje uplat ňovat aktivizuj ící didaktické me t ody , které vy žadují velmi účinný podíl e dukanta na procesu vzdělávání. Jde napřík lad o metody skupinové ho řešení problém ů, metody vedoucí k sebe hodnocení, roz hodování, skupinové mot ivace , i metody samostatné motivace k uče ní. Mot ivační procesy k aktivitě jsou tedy stimulovány individuálně i skupinově s přihlédnut ím jak ke konkrét ní pedagog ické situaci a didaktickým pot ře bám, tak k indiv iduálním podmínkám žáků. Zásada přiměřenosti. Z pohle du učite le je úspěšnost edukačních cílů i volba odpov ídajících meto d, forem a prostředk ů konkrétní výuky podmíně ná soula dem s možnostmi žáků ve všech oblastech jejich dosaže né vývojové a edukační úrovně. Log ický systém, koordinace úk olů, navazování zkušeností, prohlubování, stupňování nárok ů, přímý zpětnovazebný systém s poluprá ce s žáky umožnuje akt ivně pracovat se změnami, které pot řebuje učite l učinit pro udrže ní optimálního procesu výuky .
Stránka 6 z 16
Zásada trvalosti. Z pohle du učite le je v y užívání těcht o aplikací ve lmi dobrou a prakt ickou možností či nást rojem pro to, aby by lo zajištěno u žáků osvojení poznatk ů, dovednost í či způsobů chování na co nejde lší dobu - jak vzhledem k poznatkům o lidském učení, tedy i míře zapam at ování sluche m, zrakem, komunikací a řeči , tak vzhledem k praktickému zapojení metod, fore m prostředk ů k osvoje ní s i didakt ické ho obs ahu. Aplikace umožňuje všechny tyto postupy i použ it í didakt ických metod pro zajištění t rvalé ho osvoje ní. Umožňuje realizov at jednot livé úkoly didaktiky, které jsou zároveň postupem a procesem uče ní se a to ide ntifikační, deskript ivní, analyt ické , explanační , verifikační a prognostické fáze uče ní se člověka.
Ob rá z ek 6: Kd yž j e o p ravd u "ško la h rou "
Stránka 7 z 16
4. Obsah výuky Galileovo kyvadlo. Na zdi, dveřích ne bo tabuli vytvoříte Galileiho kyvadlo. Do vyvýšeného místa z abodnete hřebík, na něj pak připev níte pevné vlák no zakonče né těžším tě lesem. Označíte kinemat ické veličiny – max imá lní výchylka, t rajektorie pohy bu, rovnovážná poloha, výchyl ky v různých časech , perioda, frekve nce . Vytvoříte několik variant kyvadla – s menš ím závěsem, delším závěsem, s lehčím tě lesem, s t ěžším tělesem. Vysvětlíte všechny sledova né děje a změ ny (závis lost na délce kyvadla, na hmot nosti tě lesa, v liv tlume ní, zac hování e nerg ií, body zvratu). Srovne jte teorii s prax í (matematické vs fyzické kyvadlo, vliv zavěšení hřebík u na kmitání, odklon vlákna do 5 0 ). Vymyslete, jak lze vytvořit časový záz nam kmitu pomocí kyvadla. Maxwellovo kyvadlo. Sestavte setrvačník na h říde li, tedy obdobu hračky „jojo“. M ůžete de lší tyčí probodnout disk , na konce tyče pak připevnit vlák na navinutím. Obě vlák na pak upevníte nad zemí do stejné výšky tak, aby byla vlákna k sobě rovnoběž ná. Popište pozorované jevy, upozorněte na transla ční a rotační pohyb, vysvětlete periodický děj, přeměny e nergie, vztažné soustavy. Obměňujte disky, tyč, délky z ávěsů. Najděte v literatuře, co je to torzní oscilát or, vytvořte ho a srovnejte s Maxwellovým kyvadle m. Co je dia bolo, jak funguje – demonstrujte. Blackburnovo kyvadlo . Najděte v lit eratuře podrobnosti o histori i a konst rukci Blackburnova kyvadla. K je dnoduché tv orbě využijete knoflík u nebo s ponek, abyste oddělili kmitání horní a s podní části kyvadla. Pomoc í knoflíku pak můžete měnit poměry délek slo žených kyvadel 1:2, 2:3, 1:3. Tím získejte soubor obrazců, kte ré jsou pro skládání kmitů typické (v iz výuka). Aby bylo mož né zachytit obrazce , můžete využít násypky na k onci kyvadla, která bude sypat materiál a kreslit tak obraz ec. Demonstrujte kmity i s fáz ovými posuny. Popište roviny kmit u, srovnejte s matematickým vysvětlením. Porovnejte také s tzv. zkříženými kyvadly. Foucaultovo kyvadlo . Najděte v lite rat uře , co je Foucaltov o kyvadlo. Zjistěte podrobnosti o Foucaultově kyvadle v Kroměříži. Vytvořte kov o vou konstrukci kyvadla z drátků a vyzkoušejte funkčnost produktu . Foucault ovo kyvadlo lze i demonstrovat pomocí otáčející se ž idle. P ouž ijte k ratší závěs , hodně dlouhý závěs, můžete měnit rychlost rotace. Promyslete , jak vytvořit záznam v čase. P ropojte in formace s Coriolis ovou s ilou. P opište význam ine rciálního a ne ine rciálního pohledu. P opište, co je Cardanův závěs. Machovo sklopné kyvadlo , spřažená ky vadla . Najděte v lite ratuře, co je Machov o sklopné kyvadlo. Vytvořte kovovou konstruk ci kyvadla z drátk ů, připojte závěsy a vyzkoušejte funkčnost produktu. P opište a ukažte v liv elevačního úhlu na kmitání kyvadla. Najděte matematický vztah mezi pe riodou pohy bu a e levačním úhlem. Vysvětlete děle ní t íhové síly na složky, příčinu kmitání Machova kyvadla. Promy slete měření tíhové ho z rychlení. Ukažte
Stránka 8 z 16
souvislost mezi změnami při sklope ní Machova kyvadla a tíhovým zrychle ním v růz ných zeměpisných šířkách planety. Najděte postupy, jak vysvětlit a ukázat přenos e nerg ie z jednoho kyvadla na druhé. Obmě ňujte vazbu mezi kyvadly – pruž ina, provaz , kov, provaz s kovem. Sledujte přemě nu i kvantit ativně a ne jen kvalitat ivně. Vysvětlete ztráty , přemě ny a důs ledky obmě n vaz by. Popište odliš nosti podle změ n délek kyvadel (i různě dlouhých). Vyzkoušejte vliv výkmitu (růz ně vychy lujte kyvadla). Využijte jako vazbu stojan, na k terém jsou zavěšena kyvadla (lé pe t o funguje s pružinami). Ukažte , co je rezonanční k olé bk a, zkuste vytvořit a dem onstrovat. Podkladová hudba . Podkladová hudba k videu musí splnit aut orská práva stažení ze stránek s volně šiřite lnou hudbou pod licencí CC (C reative Commons) - např.: htt ps://www.youtube .com/audiolibrary /mus ic . Lze využít programů pro tvorbu vlastní hudby : htt p://www.apple.com/ios /garageband/ . Můžete oslov it autora hudby . Zaplaťt e společnost i OSA za užit í cizího produkt u. S ložte si v lastní hudbu . Obrázky. Nastavte si v Google obrázcích filt rování podle prá v, ve vide u musíte použít jen obrázky s licen cí CC, t edy lze volně užívat nebo sdílet (lze upravit v rozšířené m nastavení). Užívejte jen své obrázky , pak neřešíte práva. Požádejte autora o svolení užívat je ho obrázek . Využ ijte gale rie obrázků s licencí CC , tzv. fot obanky, přík ladem je http://www.freepik.com/ . Informace o videu . Vaše video bude veřejné , tedy volte scé nář vždy tak, a byste vystavili jen to, co chcete (tvář, ruce , tělo, atd.) . Dávejte poz or na pozadí při natáčení, aby zde neby lo ně co, co porušuje práva třetí os oby . Pozor na rozlišení, natáčení na ležat o, rychlé škubavé pohyby , rychlý zoom, pracujte s detailem. Úvod videa bude začínat tit ulkem: Gy mnáz ium a Stře dní odborná škola v Novém Jičíně uvádí (téma vaš eho v idea). Závě rečný titulek bude rolovací (směrem nahoru) a bude obsahovat jmé na všech žáků ve skupině, odkazy na užit ou hudbu a grafiku, datum dokonče ní videa.
Ob rá z ek 7: Vid eo t rén in k j ako vyu čo vac í met od a
Stránka 9 z 16
5. Informační a komunikační technologie
Aplikace a we bové roz hraní SlidesLive Google Disk Gmail Android Pinnacle St udio Práce s digitální kame rou Audacity Google Apps (textový dok ument , k resle ní, prezentace , tabulky) MS Office (text ový dokument , k resle ní, prezentace, tabulky) Google formuláře Wifi Projekční místnost s ozvučením
6. Diagnostika Pilotní třídě jsem zadal dotazník , ve kterém měli zhodnot it užívání videa a záznam u ve výuce (33 žáků): Naučil/a jsem se stříhat, zpracovat vide o, natáčet, propoj it s preze ntací (t o se určitě bude hodit) / 22x Musel/a jsem se pos louchat a naučit se mluvit / 9x Chtělo se po mě něco zpracovat, mít svůj produkt / 6x Učil/a jsem se pracovat ve skupině (ne jen přihlížet , učit s e domluv it, rozdě lit si práci, prosadit se, učit se od sebe) / 16x Vnesl/a jsem se do problemat iky (čím více a déle se dělá, tím více to chceme prodat, pochopím to v íce ) / 18x Zábavně jší uče ní / 5x Samostatnost , improvizace / 6x Pouče ní se z chyb, zkušenost / 5x Autorská práce a CC / 4x Pilotní třídě js em zadal dotazník , ve kterém měli zhodnot it uží vání videa a záznam u ve výuce po negativ ní stránce (33 žáků): Vytvořit produkt je extrémně časově náročné (na 4 minutách vide a jsme pracovali 5 hodin a ještě to nestačilo) / 15x Náročná témata, volit větší rozpty l témat, moci zpracovat cokoliv a ne něco z výběru / 9x Nezáživnost tématu, těžk o se t o prodává / 5x Špatné pochope ní zadání, chyby při zpracování / 4x Stres z časové dotace / 5x Práce s audiem (hlas itost, t icho v místnos ti, šum) / 4x Nechci pracovat s Pinnaclem, ale chci mít v olbu vlastníh o střihového e dit oru / 4x
Stránka 10 z 16
7. Příloha – odkazy na práce žáků https://slides live.com/38896622/galileov o -kyvadlo -mechanicke-kmitani
https://slides live.com/38896427/mechanicke -kmitani-galileovo -kyvadlo
Stránka 11 z 16
https://slides live.com/38896621/maxwellovo -a -konicke-kyvadlo -mechanickekmitani
https://slides live.com/38896426/mechanicke -kmitani-maxwe llovo-kyvadlo
Stránka 12 z 16
https://slides live.com/38896618/black burnovo -kyvadlo-mechanicke -kmitani
https://slides live.com/38896424/mechanicke -kmitani-black burnovo-kyvadlo
Stránka 13 z 16
https://slides live.com/38896425/mechanicke -kmitani-foucaultovo -kyvadlo
https://slides live.com/38896619/foucault ovo -kyvadlo -mechanicke -kmitani
Stránka 14 z 16
https://slides live.com/38896428/mechanicke -kmitani-sprazena -kyvadla
https://slides live.com/38896620/nucene -kmitani-me chanicke-kmitani
¨
Stránka 15 z 16
8. Obsah 1. Úvod ................................................................................. 2 2. Pojetí výuky ....................................................................... 3 2.1. Výsledek výuky .......................................................................... 4 2.2. Vzájemné působe ní .................................................................... 4 3. Didakt ické zásady ............................................................... 5 4. Obsah výuky ....................................................................... 8 5. Informační a k omunikační te chnologie ................................ 10 6. Diagnost ika ...................................................................... 10 7. Příloha – odkazy na práce žáků ........................................... 11 8. Obsah .............................................................................. 16
Stránka 16 z 16
