Ró wniez intensywnie rozwijaja sie prace maja ce na celu stworzenie laboratorió w wyposaz onych w unikalna aparature doste pnych przez siec . Tego typu rozwia zania posiadaja szereg zalet: wzrasta efektywnos c wykorzystania drogiego sprze tu, z urza dzen korzysta jednoczes nie wielu uz ytkownikó w, itp. Moz liwos ci jest tak doz o jak rozlegl y i ró z norodny jest Internet.
Burzliwie rozwijaja cy sie Internet wkracza ró wniez do polskich szkó l mie dzy innymi za sprawa takich projektó w/programó w jak Internet dla Szkó l , Internet w kaz dej gminie czy Internet w kaz dym gimnazjum. Nowe technologie teleinformatyczne zawieraja w sobie duz y potencjal edukacyjny, ul atwiaja doste p do informacji oraz wyró wnuja szanse w rozwoju cywilizacyjnym. Dzie ki tym dzial aniom w Internecie pojawi sie tysia ce nowych uz ytkownikó w a ml odziez uzyska moz liwos c uczestniczenia w projektach wykraczaja cych cze sto daleko poza spol ecznos c lokalna . W tej sytuacji nauczyciele chca cy wykorzystac Internet na zaje ciach w szkole stana przed koniecznos cia odpowiedzi na pytania: Gdzie szukac odpowiednich material ó w dydaktycznych i oprogramowania ? Jakie s rodki techniczne i organizacyjne nalez y przedsie wzia c aby maksymalnie skorzystac z nowych moz liwos ci stworzonych przez teleinformatyke ?
W pracy przedstawiono szereg propozycji praktycznego zastosowania usl ug oferowanych w Internecie na zaje ciach z fizyki w szkole oraz przykl adowy scenariusz lekcji z wykorzystaniem zasobó w sieci. Szczegó lna uwage zwró cono na duz e moz liwos ci zwia zane z zastosowaniem stron WWW.
Duz a ró z norodnos c prezentowanych w sieci material ó w dydaktycznych sprzyja ilustracji i uatrakcyjnieniu zaje c z fizyki prowadzonych w szkole. Internet udoste pnia informacje, programy i urza dzenia, na któ rych zakup wiele szkó l cze sto nie moz e sobie pozwolic ze wzgle dó w finansowych.
Szczegó lnie w nauczaniu przedmiotó w przyrodniczych wykorzystanie zasobó w Internetu jest bardzo przydatne w celu zwie kszenia pogla dowos ci i efektywnos ci zaje c oraz ul atwienia zrozumienia trudnych zagadnien wspó l czesnej fizyki.
Os rodki naukowe na s wiecie coraz cze s ciej prezentuja wyniki najnowszych badan w postaci stron WWW. W wielu przypadkach towarzysza temu programy/projekty eukacyjne przeznaczone dla ml odziez y gimnazjó w i szkó l s rednich. Projekty te pozwalaja na realizacje badan /obserwacji zaplanowanych przez ucznió w przy wykorzystaniu nowoczesnej aparatury pomiarowej doste pnej przez Internet (Rys. 1). Uczniowie biora cy udzial w zaje ciach zapoznają się z metodyka prowadzenia doświadczenia, zbierania i opracowywania danych. Zdobywaja umiejętności, któ re sa podstawą wykształcenia naukowego. Tego typu wirtualne laboratorium posiada szereg zalet:
1. Eksperyment moz e byc kierowany z dowolnego miejsca, w dowolnym czasie zakl adaja c, z e uz ytkownik ma doste p do Internetu.
2. Umoz liwia wykorzystanie zasobó w, któ rych nie posiadamy lokalnie oraz zapewnia prace na unikalnej i drogiej aparaturze jednoczes nie wielu uz ytkownikom.
3. Przez oddzial ywanie z fizycznie istnieja cymi przyrza dami mamy gwarancje , z e wyniki sa takie same jak otrzymane bezpos rednio w laboratorium.
4. Pozwala na zdalne rozwia zywanie problemó w z aparatura oraz dokonywanie zmian i modyfikacji w jej konfiguracji.
5. Wprowadza sie dane audio i wideo, któ re kreują odczucie obecności (telepresence) w miejscu informacji (np. laboratorium).
Doste p do unikalnych przyrza dó w oraz kontakt z ekspertami danej dziedziny naukowej zwie ksza motywacje do uczenia sie przedmiotó w przyrodniczych oraz stymuluje zainteresowanie nauka . Przykl ady takich projektó w to:
http://www.amc.anl.gov - TelePresence Microscopy (Argona National Laboratory) - projekt umoz liwia wykorzystanie uczniom/studentom nowoczesnego mikroskopu elektronowego (ME) przez Internet. W pierwszym etapie zainteresowane klasy/grupy opracowuja propozycje badan /obserwacji za pomoca ME. Naste pnie, po zakwalifikowaniu i uzyskaniu doste pu do mikroskopu, klasa przesyl a material /pró bki do badan . W wyznaczonym czasie loguje sie do mikroskopu uz ywaja c przegla darki WWW i pod okiem naukowca wykonuje badania i obserwacje. Dodatkowo korzysta z wideokonferencji lub zwykl ego telefonu w celu konsultacji otrzymanych wynikó w z obsl uga mikroskopu.
http://chickscope.beckman.uiuc.edu - Chickscope (Beckman Institute at the University of Illinois at Urbana-Champaign) - jest projektem umoz liwiaja cym prace w czasie rzeczywistym na spektrometrze NMR pozwalaja cym na obrazowanie struktury ukl adó w biologicznych. Sytem zawiera 170 MHz spektrometr NMR wyposaz ony w 4.7 T magnes nadprzewodza cy, system gradientowy i konsole pomiarowa . Uczniowie/studenci dzie ki zdalnemu doste powi do przyrza du moga obserwowac rozwó j embrionu kurczaka, zmieniac ustawienie pró bki i wykonywac zdje cia. Strona pos wie cona projektowi zawiera material y dydaktyczne takie jak zdje cia, filmy wideo, itp. Daje moz liwos c zapoznania sie z procesem uzyskiwania danych pomiarowych, wspó l pracy z uczonymi ró z nych dziedzin oraz innymi uczniami biora cymi udzial w projekcie.
http://bugscope.beckman.uiuc.edu - Bugscope (Beckman Institute at the University of Illinois at Urbana-Champaign) - udoste pnia ukl ad do obserwacji i uzyskiwania obrazó w z transmisyjnego mikroskopu elektronowego Phylips CM 200 (TEM) z wykorzystaniem sieci Internet. Moz na kontrolowac powie kszenie, pochylenie wia zki elektronowej, poziom jej zogniskowania oraz wykonywac zdje cia. Uczestnicza ce w projekcie klasy maja moz liwos c obsl ugiwania na odlegl os c TEM oraz obserwowania w bardzo duz ym powie kszeniu wybranych przez siebie insektó w. Specjalnie do tego celu opracowano l atwe w obsl udze oprogramowanie.
Juz ten kró tki przegla d propozycji zawartych w Internecie potwierdza jego bardzo duz e walory dydaktyczne. Dodatkowo w Tabeli 1 podano wybrane adresy stron WWW pozwalaja cych na zdalny doste p do przyrza dó w pomiarowych z moz liwos cia wykonania wirtualnego dos wiadczenia.
Na przykl adzie strony WWW Explore Science, któ ra znajduje sie pod adresem: http://www.explorescience.com omó wiona zostanie metodyka wykorzystania Internetu na lekcji fizyki oraz zostanie podany przykl adowy scenariusz lekcji dla klasy III LO: Analiza drgań harmonicznych w układach mechanicznych z wykorzystaniem komputera podłączonego do Internetu.
Interaktywna strona WWW Explore Science to ciekawe miejsce dla tych, którzy poszukują prostych i poglądowych symulacji dla zilustrowania zajęć lekcyjnych z fizyki prowadzonych na poziomie gimnazjum lub szkoły średniej. Zawiera ona szereg programó w modeluja cych zjawiska z takich dzial ó w fizyki jak mechanika, fale elektromagnetyczne, optyka, drgania mechaniczne, itp. Przetl umaczona przeze mnie na jezyk polski wersje tej strony moz na znalez c pod adresem: http://physics.uwb.edu.pl/ptf/es/start.htm.
Symulacja, któ ra wykorzystamy na lekcji, umoz liwia zapoznanie sie z relacja mie dzy okresem, przyspieszeniem grawitacyjnym, dl ugos cia wahadl a, masa i wspó l czynnikiem spre z ystos ci w czasie ruchu harmonicznego. Model zakl ada idealny ruch harmoniczny (przybliz enie mal ego ka ta) oraz brak oporó w powietrza. Suwaki umieszczone w gó rnej cze s ci ekranu (Rys.2) pozwalaja na zmiane wspó l czynnika spre z ystos ci, dl ugos ci wahadl a oraz masy natomiast suwak widoczny w dolnej cze s ci ekranu umoz liwia zmiane przyspieszenia grawitacyjnego. Uczniowie modyfikuja c podane parametry obserwuja zachowanie sie ukl adó w i poró wnuja uzyskane wyniki z dos wiadczeniem przeprowadzonym w klasie. Dzie ki doste powi do Internetu moga dodatkowo wyszukiwac informacje dotycza ce tematu zaje c korzystaja c z wyszukiwarek Altavista, Yahoo, Hotbot, itp. Pol a czenie dos wiadczenia wykonywanego praktycznie przez ucznió w z analiza modelu daje duz e korzys ci dydaktyczne w procesie nauczania fizyki.
Metody aktywizuja ce spel niaja coraz wie ksza role w procesie nauczania. Jedna z tych metod, któ ra wykorzystamy na zaje ciach z fizyki wspomaganych Internetem, jest praca w grupach,. Daje ona dobre efekty dydaktyczne oraz wpl ywa na doskonalenie umiejętności współpracy i współdziałania ucznió w przy rozwiązywaniu danego zadania. Jednoczes nie doskonalone sa umiejętności prowadzenia dyskusji i merytorycznej obrony uzyskanych wyników.
W czasie zaje c uczniowie szukaja zwia zku między parametrami opisującymi układ drgający na podstawie przeprowadzonych doświadczeń i symulacji oraz weryfikuja opis teoretyczny drgań harmonicznych. Dzie ki temu nabieraja umiejętności posługiwania się komputerem osobistym podłączonym do Internetu, zastosowania programó w interaktywnych do symulacji zjawisk fizycznych oraz analizowania sytuacji fizycznej na podstawie modelu. W kon cowym efekcie wpl ywa to na ugruntowanie wiedzy o drganiach harmonicznych i doskonalenie umiejętności budowania prostych układów dos wiadczalnych. Środki dydaktyczne jakie wykorzystamy na lekcji to:
- instrukcja ze schematem doświadczenia wraz z zadaniami do wykonania dla danej
grupy,
- komputery z doste pem do Internetu,
- proste przyrządy (sprężyny, ciężarki, sznurki) służące do budowy układów drgających.
Przebieg lekcji
Uwzgle dnienie zaje c wspomaganych Internetem w planie szkol y oraz poszczegó lnych klas ul atwia organizcje dalszych przedsie wzie c zwia zanych z wykorzystaniem sieci. Nawia zanie kontaktu mie dzy szkol ami, uzgodnienie i opracowanie wspó lnego projektu/programu pozwala na lepsza koordynacje dzial an zwia zanych z wprowadzeniem Internetu na zaje cia. W tym przypadku Internet moz na wykorzystac do:
Wiele zaje c moz e byc prowadzonych interdyscyplinarnie przy udziale nauczycieli ró z nych przedmiotó w co w duz ym stopniu usprawnia realizacje projektó w oraz aktywizuje cal e s rodowisko do wspó l pracy (np. anglista - tl umaczenie stron WWW, informatyk - przygotowanie sieci i oprogramowania, fizyk - demonstracje dos wiadczen , modele zjawisk fizycznych).
Na zakon czenie nalez y wymienic korzys ci pl yna ce dla ucznió w z wykorzystania Internetu na zaje ciach w szkole:
Podpisy pod rysunkami
Rys. 1 Dos wiadczenie na odlegl os c .
Rys. 2 Model wahadl a spre z ynowego i wahadl a matematycznego.
Rysunek 1
Rysunek 2
Tabela 1. Wybrane adresy stron WWW umoz liwiaja ce doste p do nowoczesnej
aparatury pomiarowej.
|
|
|
 |
http://wwl.itg.uiuc.edu/MRI
spektrometr NMR pozwalaja cy na obrazowanie obiektó w biologicznych |
 |
http://wwl.itg.uiuc.edu/TEM
laboratorium wyposaz one w mikroskop elektronowy |
 |
http://neutrons.ornl.gov
wykorzystanie rozpraszania neutronó w w badaniach cial a stal ego |
  |
http://www.amc.anl.gov
projekty z zastosowaniem mikroskopu elektronowego, |
 |
http://olbers.kent.edu/alcomed/Remote/index.html
badanie wl asnos ci elektrooptycznych ciekl ych krysztal ó w oraz inne dos wiadczenia |
The
Internet Spectrograph |
http://modsquad.phys.utk.edu/spectrograph
spektrograf umoz liwiaja cy uzyskanie widm ró z nych gazó w |
 |
http://chickscope.beckman.uiuc.edu
projekt z wykorzystaniem spektrometru NMR |
 |
http://bugscope.beckman.uiuc.edu
projekt z zastosowaniem mikroskopu elektronowego |
 |
http://www.EducatorsCorner.com
szereg bardzo ciekawych dos wiadczen z ró z nych dziedzin nauki |
 
|
http://www.mal.uic.edu/marble
interaktywne laboratorium elektroniki |