Παρασκευή, 24 Μαρτίου 2017

Ποσοτικά πειράματα Φυσικής με τη χρήση έξυπνων κινητών τηλεφώνων και τάμπλετς: επιμόρφωση εκπαιδευτικών στη χρήση τους σε μία παιδική χαρά



Η πραγματοποίηση πειραμάτων Φυσικής με τη χρήση συστημάτων συγχρονικής λήψης και απεικόνισης προκαλεί συνήθως εντονότερα το ενδιαφέρον των μαθητών σε σχέση με πειράματα που γίνονται με τον παραδοσιακό τρόπο. Ο εξοπλισμός όμως που απαιτείται είναι ακριβός και συχνά δύσχρηστος, Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται μία επιμορφωτική δράση στην οποία αξιοποιούνται έξυπνα κινητά και τάμπλετς, καθώς αυτά, με κατάλληλα δωρεάν λογισμικά, επιτρέπουν την υλοποίηση πληθώρας ποσοτικών πειραμάτων Φυσικής τόσο μέσα στη σχολική  αίθουσα και το σχολικό εργαστήριο Φυσικών Επιστημών όσο και σε φυσικό περιβάλλον. Η δράση εφαρμόστηκε πιλοτικά για την πραγματοποίηση ποσοτικών πειραμάτων σε μία παιδική χαρά στο πλαίσιο επιμορφωτικής συνάντησης εκπαιδευτικών δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης από ένα Ε.Κ.Φ.Ε. και αποτιμήθηκε θετικά.



ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Η Φυσική, ως πειραματική επιστήμη, χρησιμοποιεί έννοιες-προϊόντα αφαίρεσης οι οποίες έχουν εισαχθεί για να περιγράψουν πειραματικές παρατηρήσεις. Για διάφορους λόγους, ωστόσο, η διδασκαλία της Φυσικής στα σχολεία της χώρας μας γίνεται συνήθως καθ’ έδρας στερώντας από τους μαθητές τη δυνατότητα να στήσουν πειραματικές διατάξεις, να κάνουν μετρήσεις, να οδηγηθούν σε συμπεράσματα, να αντιληφθούν την ανάγκη εισαγωγής των φυσικών εννοιών. Στο πλαίσιο αυτό που έχει διαμορφωθεί δεν προκαλεί έκπληξη η μείωση του ενδιαφέροντος των μαθητών για τα μαθήματα των Φυσικών Επιστημών (Φ.Ε.) και τη Φυσική ειδικότερα (ΟΟΣΑ, 2006 και 2012).
Τα συστήματα συγχρονικής λήψης και απεικόνισης επιτρέπουν τη διενέργεια πειραματικών μετρήσεων σε πραγματικό χρόνο εμπλέκοντας και ενεργοποιώντας τους μαθητές. Τέτοια συστήματα υπάρχουν στα εργαστήρια πολλών Γενικών Λυκείων όμως λόγω του υψηλού κόστους κτήσης υπάρχει ένα μόνο τέτοιο σύστημα σε κάθε σχολείο που χρησιμοποιείται κυρίως για πειράματα επίδειξης. Λύση στο υψηλό κόστος κτήσης αυτών των συστημάτων μπορεί να δώσει η αξιοποίηση των έξυπνων κινητών και των τάμπλετς που κατέχει το σύνολο σχεδόν των μαθητών.
Με την κατάλληλη δωρεάν εφαρμογή-λογισμικό το έξυπνο κινητό και το τάμπλετ μπορούν να υποκαταστήσουν ακριβό η μη διαθέσιμο εργαστηριακό εξοπλισμό ή όργανα και να διευρύνει το περιεχόμενο και τους σκοπούς της σχολικής Φυσικής (Strawson, 2013). Χάρη στη φορητότητα αυτών των συσκευών μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να πραγματοποιηθούν πειράματα και σε χώρους εκτός σχολείου στο πλαίσιο της μη τυπικής εκπαίδευσης, όπως είναι για παράδειγμα μία οργανωμένη εκδρομή σε λούνα παρκ ή σε μια παιδική χαρά. Επιπλέον, οι συσκευές αυτές ως αντικείμενα της καθημερινής ζωής των μαθητών τοποθετούν στο επίκεντρο της μελέτης των μαθητών το φυσικό φαινόμενο και όχι το όργανο, ενώ μπορούν να προκαλέσουν το ενδιαφέρον των μαθητών για τη Φυσική και να διαμορφώσουν θετική στάση απέναντί της, με αποτέλεσμα καλύτερα μαθησιακά αποτελέσματα (Κουμαράς, 2006).

ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΕΞΥΠΝΩΝ ΚΙΝΗΤΩΝ ΚΑΙ ΤΑΜΠΛΕΤΣ ΣΕ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ
Τα έξυπνα κινητά και τάμπλετς έχουν ενσωματωμένους διάφορους αισθητήρες οι οποίοι μπορούν αξιοποιηθούν για μετρήσεις φυσικών μεγεθών. Πολλοί διαδεδομένοι είναι οι εξής αισθητήρες: μέτρησης επιτάχυνσης (επιταχυνσιόμετρα), μέτρησης έντασης μαγνητικού πεδίου (μαγνητόμετρα), μέτρησης γωνιακής ταχύτητας περιστροφής (γυροσκόπια), αισθητήρες φωτός (κάμερα) και ήχου (μικρόφωνο). Αντίστοιχα έχει αναπτυχθεί πληθώρα λογισμικών-εφαρμογών τα οποία είναι ελεύθερα διαθέσιμα. Μερικά από τα πιο διαδεδομένα για λειτουργικό Android είναι τα εξής: GlobiLab, Lablet Physics Sensor Lab, Physics Toolbox Accelerometer, Physics Toolbox Sensor Suite, Science Journal, Sensor Kinetics.
               Τα τελευταία χρόνια, με την εξάπλωση των έξυπνων κινητών και των τάμπλετς σε όλο τον κόσμο, έχει επιχειρηθεί αξιοποίησή τους στην εκπαίδευση και ειδικά για μετρήσεις στο εργαστήριο Φυσικών Επιστημών. Οι Castro-Palacio et al (2013) χρησιμοποίησαν τους αισθητήρες μέτρησης επιτάχυνσης (επιταχυνσιόμετρα) για τη μελέτη των συζευγμένων ταλαντώσεων. Η Briggle (2013) χρησιμοποίησε ένα κινητό τηλέφωνο για τη μελέτη της κίνησης ενός εκκρεμούς. Οι Klein et al (2014) μελέτησαν το φαινόμενο Doppler σε περιστρεφόμενες πηγές ήχου καθώς και το νόμο του αντίστροφου τετραγώνου της έντασης του φωτός μίας φωτεινής πηγής. Οι Cabeza et al (2014) μελέτησαν φαινόμενα σχετικά με ρευστά σε ένα υδάτινο πάρκο. Οι Grober et al (2014) χρησιμοποίησαν κινητά τηλέφωνα και τάμπλετς για την πραγματοποίηση φασματοσκοπίας ακτινών β-. Ο Trantham (2015) μελέτησε φαινόμενα συμβολής φωτός με τη βοήθεια της κάμερας κινητού τηλεφώνου. Οι Parolin & Pezzi (2015) μελέτησαν στάσιμα ηχητικά κύματα σε σωλήνα Kundt. Οι Kodejška et al (2015) μελέτησαν ηχητικά διακροτήματα, την ελεύθερη πτώση και φαινόμενα τριβής. Ο Yavuz (2015) και οι Yavuz & Temiz (2016) μέτρησαν την ταχύτητα του ήχου στον αέρα. Οι Wei et al (2015) μελέτησαν υδάτινα κύματα αξιοποιώντας την κάμερα ενός κινητού τηλεφώνου και κατάλληλο λογισμικό. Ο Πριμεράκης (2015) πρότεινε πειράματα μαγνητισμού, φωτός και ελεύθερης πτώσης. Οι Temiz & Yavuz (2016) μελέτησαν φαινόμενα ευθύγραμμης κίνησης αξιοποιώντας τον αισθητήρα μέτρησης μαγνητικού πεδίου (μαγνητόμετρο) κινητού τηλεφώνου. Οι Gonzalez & Gonzalez (2016) μέτρησαν ακουστικές και μηχανικές ιδιότητες ταλαντευόμενων ράβδων. Οι Bülbül et al (2016) και οι Μαΐδου και Πολάτογλου (2016) πρότειναν μετρήσεις με κινητά τηλέφωνα για τυφλούς μαθητές.
Στο πλαίσιο αυτής της εργασίας προτείνουμε την αξιοποίηση έξυπνων κινητών και τάμπλετς για μετρήσεις επιτάχυνσης και εξαγωγή συμπερασμάτων που αφορούν κινήσεις σε κεκλιμένα επίπεδα (κίνηση με σταθερή επιτάχυνση), περιστροφική κίνηση και σε ταλαντώσεις. Μολονότι τέτοιου τύπου μετρήσεις μπορούν να γίνουν εύκολα και με χαμηλό κόστος με συσκευές όπως χειριστήρια παιχνιδομηχανών (Πριμεράκης, 2008; Πιερράτος κ.ά, 2010; Νούση, 2016) η χρήση τηλεφώνων και τάμπλετς πλεονεκτεί επειδή στην πράξη τα διαθέτουν ήδη οι περισσότεροι εκπαιδευτικοί και μαθητές επιτρέποντας την πραγματοποίηση των πειραμάτων από κάθε ένα μαθητή/εκπαιδευτικό ξεχωριστά. Με τον τρόπο αυτό διευκολύνεται η μαθητοκεντρική διδακτική προσέγγιση, ο ελεύθερος πειραματισμός και η διερεύνηση σε αντιδιαστολή με την επίδειξη πειραμάτων που καθιστά παθητικούς δέκτες τους εκπαιδευόμενους.
Η εφαρμογή που περιγράφεται σε αυτή την εργασία πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο των επιμορφωτικών συναντήσεων που διοργανώνουν τα Εργαστηριακά Κέντρα Φυσικών Επιστημών (Ε.Κ.Φ.Ε.). Σε μία τέτοια τρίωρης διάρκειας συνάντηση επιχειρήθηκε η εξοικείωση εκπαιδευτικών του κλάδου ΠΕ04 Φυσικών με τη διαδικασία μετρήσεων και επεξεργασίας των πειραματικών δεδομένων που λαμβάνονται με έξυπνα κινητά και τάμπλετς.
Για τη συλλογή των δεδομένων αξιοποιήθηκε το λογισμικό Physics Toolbox Accelerometer v.1.4.2. Η εφαρμογή αυτή καταγράφει τις τιμές των επιταχύνσεων σε τρεις άξονες, x, y, z, σε μονάδες g (επιτάχυνση της βαρύτητας), τις αναπαριστά σε πραγματικό χρόνο υπό μορφή διαγραμμάτων επιτάχυνσης-χρόνου στην οθόνη της αντίστοιχης συσκευής και δίνει τη δυνατότητα εξαγωγής αρχείου τύπου .csv για περαιτέρω επεξεργασία. Ο χειριστής έχει τη δυνατότητα να επιλέξει το ρυθμό καταγραφής δεδομένων. Σε ό,τι ακολουθεί τα δεδομένα συλλέχθηκαν έχοντας επιλέξει το μέγιστο δυνατό ρυθμό καταγραφής που επιτρέπει η εκάστοτε συσκευή. Η επεξεργασία των δεδομένων πραγματοποιήθηκε, αμέσως μετά τη συλλογή των δεδομένων, σε υπολογιστικά φύλλα Excel του Microsoft Office.

 

Η ΕΠΙΜΟΡΦΩΤΙΚΗ ΔΡΑΣΗ
Αρχικά ζητήθηκε από τους 12 συμμετέχοντες εκπαιδευτικούς να μεταφορτώσουν την εφαρμογή Physics Toolbox Accelerometer είτε στο έξυπνο κινητό είτε στο τάμπλετ τους, τα οποία τους είχε ζητηθεί να έχουν μαζί τους. Έγινε μία σύντομη περιγραφή των χαρακτηριστικών του λογισμικού και ζητήθηκε από τους εκπαιδευτικούς να προτείνουν πειράματα σχετικά με το αναλυτικό πρόγραμμα της Φυσικής στο Λύκειο που θα μπορούσαν να αξιοποιήσουν τις δυνατότητές του. Μολονότι υπήρχε η δυνατότητα πραγματοποίησης όλων των πειραμάτων που προτάθηκαν στο χώρο του οργανωμένου εργαστηρίου του Ε.Κ.Φ.Ε. αποφασίστηκε η επίσκεψη σε παιδική χαρά πολύ κοντά στους χώρους του Ε.Κ.Φ.Ε. ώστε να πραγματοποιηθούν εκεί κάποια από τα προτεινόμενα πειράματα. Η επιλογή αυτή έγινε για: α. να δειχθεί στην πράξη η ευκολία πραγματοποίησης μετρήσεων με τη συγκεκριμένη τεχνολογία, β. να δοθεί το μήνυμα ότι οι Φυσικές Επιστήμες (μπορεί να) είναι διασκεδαστικές, γ. να καταδειχθεί ότι οι Φυσικές Επιστήμες αποτελούν αναπόσπαστο μέρος της καθημερινής ζωής, δ. να αναδειχθεί ο βιωματικός χαρακτήρας της μάθησης και της διδασκαλίας.
Οι εκπαιδευτικοί χωρίστηκαν σε τρεις ομάδες των τεσσάρων ατόμων και αποφάσισαν να εκτελέσουν πειράματα ταλαντώσεων στην κούνια, επιταχυνόμενης κίνησης σε κεκλιμένο επίπεδο σε δύο τσουλήθρες, κυκλικής κίνησης και στροφορμής σε περιστρεφόμενη πλατφόρμα. Αφού συλλέχθηκαν δεδομένα με τις συσκευές όλων των εκπαιδευτικών κάθε ομάδας όλοι επέστρεψαν στο εξοπλισμένο με ηλεκτρονικούς υπολογιστές εργαστήριο του Ε.Κ.Φ.Ε. και επεξεργάστηκαν τα δεδομένα τους. Ενδεικτικά παρουσιάζονται στις επόμενες παραγράφους αποτελέσματα που προέκυψαν τα οποία αναδεικνύουν τη δυναμική των εργαλείων που χρησιμοποιήθηκαν.

Μελέτη ταλαντώσεων
Στην Εικόνα 1 φαίνεται η κούνια πάνω στην οποία τοποθετήθηκαν κινητά τηλέφωνα και τάμπλετς. Καθώς η κούνια εκτρέπεται από τη θέση ισορροπίας της και αφήνεται ελεύθερη να κινηθεί, εκτελεί δύο (φθίνουσες) αρμονικές ταλαντώσεις: μία στην οριζόντια διεύθυνση y και μία στην κατακόρυφη διεύθυνση  z.
               Οι εκπαιδευτικοί αποφάσισαν να διερευνήσουν διάφορα χαρακτηριστικά της απλής αρμονικής ταλάντωσης. Έτσι, επιβεβαίωσαν ότι η περίοδος ταλάντωσης είναι ανεξάρτητη από το πλάτος ταλάντωσης, τουλάχιστον για τις γωνίες αρχικής εκτροπής που μπορούσαν να επιτευχθούν στη συγκεκριμένη κούνια, ενώ θέλησαν να υπολογίσουν τη σχέση των περιόδων ταλάντωσης στις δύο κάθετες μεταξύ τους διευθύνσεις.
              
Εικόνα 1: Η κούνια και οι δύο διευθύνσεις ταλάντωσης.




Στο Διάγραμμα 1 αναπαριστώνται οι τιμές που καταγράφηκαν από το επιταχυνσιόμετρο έξυπνου κινητού στις δύο διευθύνσεις ταλάντωσης. Η επιτάχυνση στην οριζόντια διεύθυνση y είναι θετική όταν η κούνια επιταχύνεται προς τα δεξιά της Εικόνας 1 και αρνητική όταν επιταχύνεται προς τα αριστερά. Αντίστοιχα, η επιτάχυνση στην κατακόρυφη διεύθυνση z είναι θετική όταν η κούνια επιταχύνεται προς τα κάτω και αρνητική όταν επιταχύνεται προς τα πάνω. Από το διάγραμμα προκύπτει, όπως αναμένεται, ότι η περίοδος ταλάντωσης στην κατακόρυφη διεύθυνση είναι ίση με το μισό της περιόδου ταλάντωσης στην οριζόντια διεύθυνση.

Διάγραμμα 1: Η επιτάχυνση της κούνιας στις δύο διευθύνσεις y και z.


Διάγραμμα 2: Η επιτάχυνση για ταλαντώσεις σωμάτων διαφορετικής μάζας


               Στη συνέχεια οι εκπαιδευτικοί επιχείρησαν να επιβεβαιώσουν ότι η περίοδος ταλάντωσης είναι ανεξάρτητη της μάζας του ταλαντευόμενου αντικειμένου. Για το λόγο αυτό κατέγραψαν την επιτάχυνση στην οριζόντια διεύθυνση της ελεύθερης κούνιας αλλά και της κούνιας όταν βρισκόταν καθισμένο πάνω σε αυτή ένα άτομο. Στο Διάγραμμα 2 δίνονται οι αντίστοιχες γραφικές παραστάσεις από όπου προκύπτει ότι οι δύο ταλαντώσεις, αν και ξεκινούν από διαφορετικές αφετηρίες και έχουν διαφορετικό πλάτος επιτάχυνσης λόγω του διαφορετικού αρχικού πλάτους ταλάντωσης, έχουν ίσες περιόδους, περίπου ίσες με 2,2 s.

Μελέτη περιστροφικής κίνησης
Στην Εικόνα 2 φαίνεται η περιστρεφόμενη πλατφόρμα (γύρω-γύρω όλοι) στην περιφέρεια της οποίας είναι τοποθετημένο ένα κινητό τηλέφωνο με τον άξονά του στην ακτινική διεύθυνση. Με αυτή τη διάταξη, στην οποία το επιταχυνσιόμετρο του τηλεφώνου στην y διεύθυνση μετράει την κεντρομόλο επιτάχυνση και το επιταχυνσιόμετρο στη x διεύθυνση μετράει την επιτρόχια επιτάχυνση, επιχειρήθηκαν διάφορες μετρήσεις:
α. μέτρηση της επιτάχυνσης στην ακτινική διεύθυνση y για σημεία της περιφέρειας της πλατφόρμας και σημεία με μικρότερη ακτίνα περιστροφής επιβεβαιώνοντας τη σχέση που συνδέει την κεντρομόλο επιτάχυνση με την ακτίνα περιστροφής (ακ=ω∙R).  
β. μέτρηση της επιτάχυνσης στην εφαπτομενική διεύθυνση x και συσχέτιση της επιτρόχιας με την κεντρομόλο επιτάχυνση.
γ. επιβεβαίωση της αρχής διατήρησης της στροφορμής.

Εικόνα 2: Η περιστρεφόμενη πλατφόρμα (“γύρω-γύρω όλοι”).
              

               Στο Διάγραμμα 3 απεικονίζεται η εξέλιξη με το χρόνο της κεντρομόλου επιτάχυνσης (επιτάχυνση στη διεύθυνση y). Στα πρώτα 6 s ένας εκπαιδευτικός, έχοντας το ένα του πόδι στην περιφέρεια της πλατφόρμας, έσπρωχνε με το άλλο πόδι του το έδαφος επιταχύνοντας την πλατφόρμα. Στο χρονικό διάστημα 6-8 s η πλατφόρμα άρχισε να επιβραδύνεται λόγω τριβών. Τη στιγμή 8 s ο εκπαιδευτικός μετακινήθηκε τοποθετώντας τα πόδια του πολύ κοντά στον άξονα περιστροφής της πλατφόρμας. Η κίνηση αυτή οδήγησε σε μείωση της ροπής αδράνειας του συστήματος πλατφόρμα-άνθρωπος και επομένως, λόγω της αρχής διατήρησης της στροφορμής, στην αύξηση της γωνιακής ταχύτητας περιστροφής και άρα της κεντρομόλου επιτάχυνσης. Στη συνέχεια παρατηρούμε ότι η κεντρομόλος επιτάχυνση φθίνει με σχεδόν σταθερό ρυθμό λόγω τριβών.

Διάγραμμα 3: Η εξέλιξη της κεντρομόλου επιτάχυνσης με το χρόνο στην περιστρεφόμενη πλατφόρμα.


Κίνηση σε κεκλιμένο επίπεδο
Στο Διάγραμμα 4 δίνονται οι καταγεγραμμένες τιμές της επιτάχυνσης στη διεύθυνση κίνησης όπως καταγράφηκαν στις δύο τσουλήθρες. Η μεγαλύτερης κλίσης τσουλήθρα οδηγεί ένα έξυπνο κινητό να κινηθεί σε σχεδόν σταθερή επιτάχυνση με μέση τιμή 0.64 g. Αντίστοιχα, στην μικρότερης κλίσης και μεγαλύτερου μήκους τσουλήθρα η κίνηση ενός έξυπνου τηλεφώνου ή ενός τάμπλετ γίνεται με σχεδόν σταθερή επιτάχυνση 0,35 g. Και οι δύο τιμές βρίσκονται σε εξαιρετική συμφωνία με ό,τι αναμένεται θεωρητικά με βάση τη γωνία κλίσης των δύο τσουληθρών που μέτρησαν οι εκπαιδευτικοί.

Διάγραμμα 4: Η εξέλιξη της επιτάχυνσης με το χρόνο στις δύο τσουλήθρες.

ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΕΠΙΜΟΡΦΩΤΙΚΗΣ ΔΡΑΣΗΣ
Μετά το τέλος της επιμορφωτικής συνάντησης οι εκπαιδευτικοί κλήθηκαν να συμπληρώσουν σύντομο ανώνυμο ερωτηματολόγιο, με δύο ερωτήσεις κλειστού και δύο ανοικτού τύπου, για να αποτιμήσουν τόσο τη χρήση της συγκεκριμένης τεχνολογίας όσο και της επιμορφωτικής εμπειρίας.
Οι απαντήσεις των 12 εκπαιδευτικών στην κλειστού τύπου ερώτηση «Πώς θα χαρακτηρίζατε τη σημερινή επιμορφωτική δράση», δίνονται στο Διάγραμμα 5.

 Διάγραμμα 5: Απαντήσεις στην ερώτηση «Πώς θα χαρακτηρίζατε τη σημερινή επιμορφωτική δράση;»


Οι απαντήσεις των 12 εκπαιδευτικών στην κλειστού τύπου ερώτηση «Θα επιχειρήσετε να επαναλάβετε τη σημερινή εκπαιδευτική διαδικασία με τους μαθητές σας;», δίνονται στο Διάγραμμα 6.

Διάγραμμα 6: Απαντήσεις στην ερώτηση «Θα επιχειρήσετε να επαναλάβετε τη σημερινή εκπαιδευτική διαδικασία με τους μαθητές σας;»


Στην ανοικτού τύπου ερώτηση «Ποιο είναι κατά τη γνώμη σας το πιο θετικό στοιχείο της αξιοποίησης έξυπνων κινητών και τάμπλετς για την πραγματοποίηση ποσοτικών μετρήσεων σε πειράματα Φυσικής;» οι δύο πιο δημοφιλείς απαντήσεις ήταν: α. η πολύ καλή ακρίβεια των μετρήσεων και β. η εμπλοκή όλων των μαθητών στην εκπαιδευτική διαδικασία.
Στην ανοικτού τύπου ερώτηση «Ποιο είναι κατά τη γνώμη σας το πιο αρνητικό στοιχείο της αξιοποίησης έξυπνων κινητών και τάμπλετς για την πραγματοποίηση ποσοτικών μετρήσεων σε πειράματα Φυσικής;» οι πιο δημοφιλείς απαντήσεις ήταν: α. απαιτείται πολύς χρόνος για την πραγματοποίηση όλης της δραστηριότητας, και β. η επεξεργασία των μετρήσεων απαιτεί χρήση ηλεκτρονικών υπολογιστών οι οποίοι δεν είναι διαθέσιμοι στα σχολικά εργαστήρια Φ.Ε..

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Η χρήση έξυπνων κινητών και τάμπλετς και των κατάλληλων εφαρμογών μπορεί να υποκαταστήσει με αποδεκτή ακρίβεια επιστημονικά όργανα και να υποστηρίξει τη διδασκαλία της Φυσικής με πειράματα. Εξαιτίας της φορητότητας των συσκευών αυτών οποιοσδήποτε χώρος μπορεί λειτουργήσει ως εργαστήριο ενεργοποιώντας το σύνολο των μαθητών και αυξάνοντας το ενδιαφέρον τους για τις Φ.Ε. και τη Φυσική ειδικότερα. Αν και δραστηριότητες όπως αυτές που περιγράφηκαν σε αυτή την εργασία απαιτούν επένδυση χρόνου, όπως άλλωστε και όλες οι εργαστηριακές ασκήσεις Φ.Ε., τα οφέλη που μπορεί να αποκομίσουν οι μαθητές τόσο σε γνωστικό επίπεδο όσο και σε επίπεδο δεξιοτήτων και στάσεων καθιστούν επωφελή αυτή την επένδυση.

Η αποτίμηση εκ μέρους των επιμορφούμενων εκπαιδευτικών της πιλοτικής εφαρμογής κρίνεται θετική. Οι δυσκολίες που εντοπίστηκαν δεν είναι ανυπέρβλητες. Για παράδειγμα, η επεξεργασία των δεδομένων θα μπορούσε, με κατάλληλα φύλλα εργασίας και οδηγίες, να πραγματοποιηθεί ως δραστηριότητα στο σπίτι ώστε να αποφευχθεί το εμπόδιο που θέτει η έλλειψη ηλεκτρονικών υπολογιστών στα σχολικά εργαστήρια, ενώ εναλλακτικά, η επεξεργασία αυτή θα μπορούσε να γίνει ακόμη και στα τάμπλετς ή τα κινητά τηλέφωνα των μαθητών.



ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Briggle, J. (2013). Analysis of pendulum period with an iPod touch/iPhone. Phys. Educ. 48(3), 285-288.
Castro-Palacio, J. C., Velazquez-Abad, L., Gimenez, F. & Monsoriu, J. A. (2013). A quantitative analysis of coupled oscillations using mobile accelerometer sensors. Eur. J. Phys. 34, 737–744.
Fischer, H. & Horstendahl, M. (1997). Motivation and Learning Physics. Research and Science Education, 27(3), 411-424.
González, M. Á. & González, M. Á. (2016). Smartphones as experimental tools to measure acoustical and mechanical properties of vibrating rods. Eur. J. Phys. 37 (2016) 045701 (13pp).
Gröber, S., Molz, A. & Kuhn, J. (2014). Using smartphones and tablet PCs for β−-spectroscopy in an educational experimental setup. Eur. J. Phys. 35 (2014) 065001 (12pp).
Klein, P., Hirth, M., Gröber, S., Kuhn, J. & Müller, A. (2014). Classical experiments revisited: smartphones and tablet PCs as experimental tools in acoustics and optics. Phys. Educ. 49(4), 412-418.
Kodejška, Č., De Nunzio, G., Kubínek, R. & Říha, J. (2015). Low cost alternatives to commercial lab kits for physics experiments. Phys. Educ. 50(5), 597-607
Parolin, S. O. & Pezzi, G. (2015). Kundt’s tube experiment using smartphones. Phys. Educ. 50(4), 443-447.
Strawson,  R. (2013). Map and apps widen the scope of school physics.  Phys. Educ. 48, 409-410.
Temiz, B. K. & Yavuz, A. (2016). Magnetogate: using an iPhone magnetometer for measuring kinematic variables. Phys. Educ. 51 (2016) 015004 (5pp).
Trantham, K. (2015). Interference phenomenon with mobile displays. Phys. Educ. 50(4), 475-481.
Wei, M., Huang, S, Wang, J., Li, H., Yang, H. & Wang, S. (2015). The study of liquid surface waves with a smartphone camera and an image recognition algorithm. Eur. J. Phys. 36 (2015), 065026 (8pp).

Yavuz, A. & Temiz, B. K. (2016). Detecting interferences with iOS applications to measure speed of sound. Phys. Educ. 51(2016) 015009 (6pp).
Yavuz, A. (2015). Measuring the speed of sound in air using smartphone applications. Phys. Educ. 50(3), 281-284.
Κουμαράς, Π. (2006). Είναι δυνατόν να δημιουργηθεί ενδιαφέρον στους μαθητές για την Φυσική;. Πρακτικά 3ου Πανελληνίου Συνεδρίου της Ένωσης για την Διδακτική των Φυσικών Επιστημών, σελ. 30-39.
Νούση, Α. (2016). Μελέτη της απλής αρμονικής ταλάντωσης με χρήση του Wii Remote. Πιερράτος, Θ., Κουμαράς, Π. και Πολάτογλου, Χ. (2016).  Πρακτικά Πανελλήνιου Συνεδρίου - “Διδακτικές προσεγγίσεις και πειραματική διδασκαλία στις Φυσικές Επιστήμες”, σελ. 77 – 86. http://physcool.web.auth.gr/synedrio2016/, ημερομηνία πρόσβασης 21/05/16.
Πιερράτος, Θ., Κολτσάκης, Ε., Σκουλίδης, Ν., Τσακμάκη, Π., & Πολάτογλου, Χ. (2010). Διερεύνηση των δυνατοτήτων αξιοποίησης του Wiimote και του Motion plus σε εργαστηριακές δραστηριότητες Φυσικής. Πρακτικά 13ου Πανελλήνιου Συνεδρίου ΕΕΦ. Πάτρα: Ένωση Ελλήνων Φυσικών.
Πριμεράκης, Γ. (2008). Μετατρέποντας το χώρο παιχνιδιού σε Εργαστήριο Φυσικής Υψηλής Τεχνολογίας. Πειράματα Φυσικής με ποσοτικές μετρήσεις στο Λούνα Παρκ-Παιδική Χαρά. Πρακτικά 4ου Πανελλήνιου Συνεδρίου της Ε.ΔΙ.ΦΕ. Θεσσαλονίκη 9-11 Μαΐου 2008, 375-382.
Πριμεράκης, Γ. (2015). Πειράματα Φυσικής με τη βοήθεια smartphone ή tablet. Τόμος Περιλήψεων του 9ου Πανελλήνιου Συνεδρίου της ΕΝΕΦΕΤ. Θεσσαλονίκη 8-10/5/2016. Διαθέσιμο στο: http://synedrioenephet-2015.web.auth.gr/wordpress/wp-content/uploads/2015/04/ENEFET_2015_Book_of_Abstracts_1.pdf.
 


1 σχόλιο:

  1. We are glad to know that you used our app Physics Toolbox. We would love to be in contact with you. Our e-mail address is support@vieyrasoftware.net

    We would love to know if you have any feedback for our apps. We have some basic lesson ideas on our website at www.vieyrasoftware.net

    ΑπάντησηΔιαγραφή