V rámci klubu máme pripravených niekoľko seminárov a worshopov, ktoré sú orientované výlučne prakticky. Ich cieľom je získať nové skúsenosti a zručnosti s používaním digitálnych technológií a poznať nové prístupy vo vzdelávaní. Semináre sú rozdelené do dvoch samostatných okruhov:
A. Školský fyzikálny experiment
Školský fyzikálny experiment s dostupnými pomôckami
Optika v kontexte bádateľských aktivít
Skúmanie fyzikálnych javov prostredníctvom videoexperimentov
Modelovanie fyzikálnych javov pre potreby školskej fyziky
Počítačom podporované experimenty – ako na to
B. Mikrokontroléry ako súčasť školskej fyziky
Návrh digitálneho meracieho zariadenia
Aplikácie digitálneho meracieho zariadenia vo fyzikálnom experimente
Experimenty s netradičnou školskou meracou súpravou
Digitálna syntéza zvuku pomocou mikrokontroléra
A. Školský fyzikálny experiment
Ide o cyklus workshopov orientovaných na ukážky realizácie fyzikálneho experimentu v rôznych podobách.
1. Školský fyzikálny experiment s dostupnými pomôckami
Miriam Spodniaková, Janka Raganová
Obsah aktivity bude tvorený výberom rozširujúcich fyzikálnych experimentov, aplikovateľných v učive fyziky základnej školy. Pri výbere experimentov, zaradených do tejto aktivity budú využité rôzne informačné zdroje. Nejedná sa teda o návrh nových fyzikálnych experimentov ale bude sa jednať o experimenty, ktoré rozširujú súbory experimentov uvádzaných v učebniciach fyziky základnej školy, nie sú náročné na materiálne vybavenie a ktoré je možné zrealizovať aj v domácich podmienkach. Zároveň do výberu budú aj experimenty, pri ktorých je možné využiť aj rôzne senzory.
Sprístupnené témy: Varenie vody zhora, Závislosť teploty varu vody od tlaku, Modelovanie dažďa v laboratórnych podmienkach, Meranie krivky topenia a tuhnutia vosku, Topenie ľadu na plechovkách, Vedenie tepla vo vode, Vedenie tepla prúdením, Fungovanie termosky, Výmena tepla medzi kovom a horúcou vodou, Výpočet tepla. Optika (blok experimentov zameraných na základné princípy optiky ako lom svetla, odraz svetla, geometrická optika, netradičná optika), Akustika.
2. Optika v kontexte bádateľských aktivít
Miriam Spodniaková
V rámci stretnutia si účastníci z pozície žiakov vyskúšajú bádateľsky orientované aktivity z optiky, ktoré budú realizované bez a s podporou digitálnych technológií, bude využívaná rotácia pracovísk. V závere stretnutia budú účastníci diskutovať o možnostiach začlenenia týchto aktivít do vyučovania fyziky. Aktivity budú prevažne orientované na školskú fyziku strednej školy, ale aktivity bude možné pri istom zjednodušení použiť aj na úrovni základnej školy.
Sprístupnené témy: geometrická optika, disperzia, difrakcia, interferencia, miešanie farieb, svetelné spektrá.
3. Skúmanie fyzikálnych javov prostredníctvom videoexperimentov
Miriam Spodniaková, Martin Hruška
V rámci stretnutia sa účastníci bližšie oboznámia s možnosťami využitia videa pri experimentálnej činnosti žiakov. V úvode si účastníci v pozícii žiaka zrealizujú pripravený videoexperiment. V ďalšej časti stretnutia sa naučia ako si pripraviť vlastné video vhodné na ďalšie spracovanie a následne ho v prostredí Coach (prípadne Tracker) použijú na prípravu videoexperimentu.
Sprístupnené fyzikálne témy: kinematika a dynamika pohybov, pohyby v gravitačnom poli, zvuk
4. Modelovanie fyzikálnych javov pre potreby školskej fyziky
Miriam Spodniaková
Predstavíme ukážky modelov fyzikálnych dejov vytvorené v prostredí MS Excel a v prostredí Coach. Účastníci budú pracovať v pozícii žiaka a budú mať možnosť zrealizovať bádateľsky orientované aktivity s využitím vybraného modelu. V ďalšej časti stretnutia si účastníci sami vytvoria vlastný model jednoduchého fyzikálneho deja v prostredí Coach (v grafickom a textovom móde) a navrhnú spôsob jeho využitie vo vyučovaní.
Sprístupnené témy: kinematika a dynamika pohybov, voľný pád, pohyby v gravitačnom poli.
5. Počítačom podporované experimenty – ako na to
Miriam Spodniaková, Janka Raganová, Martin Hruška
Cieľom stretnutia bude získať praktické skúsenosti s používaním prevodníkov a senzorov systému Coach pri realizácii reálnych počítačom podporovaných experimentov.
V rámci stretnutia si v úvode pripomenieme základné teoretické východiská pre využitie počítačom podporovaným experimentom v školskej fyzike a následne sa na súbore experimentov z rôznych oblastí fyziky naučíme pracovať so zariadeniami VinciLab a WiLab v kombinácii s rôznymi senzormi (teplotný a zvukový senzor, senzor pohybu, senzor sily, senzor na meranie napätia a prúdu a pod.).
B. Mikrokontroléry ako súčasť školskej fyziky
Ide o cyklus vzdelávacích workshopov orientovaných na využívanie mikrokontrolérov, akými sú napríklad Arduino a ESP32 v experimentálnej činnosti žiakov/učiteľov. Workshopy na seba navzájom nenadväzujú, takže je možné ich absolvovať aj jednotlivo. Výnimkou sú workshopy označené A.1a a A.1b.
1a. Návrh digitálneho meracieho zariadenia
Martin Hruška
Obsahom workshopu bude návrh hardvéru a softvéru monofunkčného zariadenia na báze vybraného mikrokontroléra slúžiaceho na meranie a jednoduché spracovanie vybraných fyzikálnych veličín. Súčasťou návrhu bude aj kalibrácia meracieho zariadenia, premena jednotiek, záznam a export nameraných dát do formátu, ktorý je možné využívať v ďalších nástrojoch (Excel, SciDavis a pod.). Elektronický návrh zariadenia môže byť realizovaný na nepájivom poli (tzv. breadboard), ale v prípade ich opakovaného využitia môže byť elektronika osadená na univerzálnej alebo zákazkovej doske plošných spojov. V závere stretnutia si účastníci vytvorené zariadenie vyskúšajú pri realizácii vybraných experimentov.
Sprístupnené témy: sila/hustota, elektrické pole, magnetické pole, mechanika, dynamika, termika, molekulová fyzika, kvapaliny, periodické deje.
1b. Aplikácie digitálneho meracieho zariadenia vo fyzikálnom experimente
Martin Hruška
V úvode stretnutia budú účastníci s pozície žiaka realizovať experimentálne úlohy, v ktorých budú využité vlastné skonštruované meracie zariadenia. Samotné experimentálne úlohy budú orientované napríklad na demonštračné experimenty, laboratórne cvičenia, alebo na vlastnú bádateľskú činnosť žiakov. Súčasťou aktivít bude aj analýza a diskusia o metodických aspektoch aplikácie pripravených pomôcok v prírodovednom vzdelávaní a rozvoj ich interdisciplinárneho rozmeru. V závere stretnutia budú mať účastníci možnosť navrhnúť vlastné experimentálne aktivity a diskutovať o možnostiach ich uplatnenia v školskej praxi.
2. Experimenty s netradičnou školskou meracou súpravou
Martin Hruška, Miriam Spodniaková, Janka Raganová
Cieľom workshopu je ukázať možnosti začlenenia vybraných moderných technológií do školskej fyziky. Predstavíme možnosti využitia jednoduchých meracích modulov a meracích zariadení na realizáciu experimentálnych aktivít. Účastníci workshopu budú s pozície žiakov s týmito zaradeniami realizovať bádateľsky orientované aktivity z oblastí: (1) periodické deje a akustika, (2) prenos energie a informácie svetlom a EM indukciou, (3) optika. V závere stretnutia sa účastníci pokúsia vytvoriť vlastné návrhy experimentálnych úloh s využitím súpravy experimentálnych pomôcok. Samotné experimentálne úlohy môžu byť orientované napríklad na demonštračné experimenty, laboratórne cvičenia, alebo na vlastnú bádateľskú činnosť žiakov.
3. Digitálna syntéza zvuku pomocou mikrokontroléra
Martin Hruška, Miriam Spodniaková
Ukážka prípravy jednoduchého digitálneho syntetizátora pomocou Arduina, ktorý bude možné využiť na rôzne experimentálne aktivity zamerané na oblasť zvuku. Počas prezenčného stretnutia si účastníci zostavia jednoduché zariadenie s využitím Arduina, ktoré bude plniť funkciu jednoduchého syntetizátora a uvedú ho do činnosti (inštalácia softvéru). Pri práci so softvérom budú predstavené možnosti využitia nástroja AI pri generovaní kódu. Budú predstavené spôsoby generovania zvuku rôzneho priebehu a amplitúdy, ako aj možnosti detekcie zvuku a jeho jednoduchej analýzy. Následne účastníci zrealizujú vybrané experimenty zamerané na oblasť zvuku. V prípade využitia viacerých generátorov je možné realizovať experimenty skladania vlnení.
