Endomondo na lekcji fizyki

Endomondo jest przykładem oprogramowania, które zainstalowane na urządzeniu mobilnym (np. telefonie komórkowym) wyposażonym w odbiornik GPS pozwala rejestrować parametry ruchu, a następnie analizować je w domu i szkole. Co więcej, można się nimi dzielić za pośrednictwem portali społecznościowych.

W wersji bezpłatnej aplikacja umożliwia m. in. na pełny zapis treningu, którym, na potrzeby lekcji fizyki, może być droga do lub ze szkoły. Informacje o trasie "takiego treningu" umiejscowione bezpośrednio na mapie oraz szczegóły związane m. in. z szybkością przemieszczania się z uruchomioną aplikacją są automatycznie wysyłane bezpośrednio na profil użytkownika. Poniższe rysunki przedstawia widok interfejsu użytkownika aplikacji gotowej do rejestrowania danych (po prawej) oraz w trybie wyświetlania historii aktywności (po lewej).

By rozpocząć zapis parametrów treningu należy nacisnąć zielony przycisk z symbolem ODTWARZAJ. Rejestrację zatrzymuje się po przyciśnięciu symboli PAUZA bądź STOP. Szczegóły treningu dostępne są w zakładce HISTORIA.

Z punktu widzenia kształtowania kompetencji ucznia związanych z analizę ruchu (a szerzej, zebranych danych) oprogramowanie czyni zadość wymogom kontekstowego nauczania szkolnego. Fakt ten warto wykorzystać np. do zadań szkolnych polegających na:

• pomiarze długości toru,
• wyznaczaniu prędkości w poszczególnych chwilach ruchu,
• wyznaczaniu średniego tempa,
• wyznaczaniu najdłuższego odcinka prostoliniowego ruchu.

Screen stream mirroring

W codziennej praktyce nauczycielskiej coraz częściej zdarza się, że musimy zawartość ekranu urządzenia pracującego z systemem operacyjnym Android (m. in. tablety i telefony komórkowe) wyświetlić za pomocą rzutnika multimedialnego lub tablicy interaktywnej. Zadanie jest stosunkowo proste, jeśli nasze narzędzie posiada wyjście wideo. Wówczas łączymy je stosownym przewodem z ekranem lub rzutnikiem i po sprawie. 

Jednakże większość tabletów oraz telefonów komórkowych nie jest standardowo wyposażona w tego rodzaju złącze. W przypadku urządzeń bez wyjść wideo skutecznym rozwiązaniem okazuje się tzw. screen stream mirroring. Pod tym pojęciem kryje się wyświetlanie (przechwytywanie) zawartości ekranu urządzenia mobilnego z wykorzystaniem sieci wi-fi oraz stosownej aplikacji zainstalowanej na urządzeniu mobilnym. 

W tym celu na urządzeniu pracującym z systemem Android należy zainstalować jeden z programów do przesyłania (przechwytywanie) zawartości ekranu. Wielu producentów sprzętu oferuje dedykowane oprogramowanie przyzwoicie radzące sobie z tym zadaniem. Poniższy rysunek prezentuje ikony wybranych aplikacji tego typu.

Podczas dokonywania wyboru optymalnego oprogramowania przechwytującego obraz warto zapoznać się z uwagami użytkowników oraz ich ocenami. Niezbędne jest przetestowanie wybranej aplikacji i wybór tej, w której opóźnienie wyświetlania ekranu jest najmniejsze.

Cechą wspólną tego rodzaju oprogramowania jest wymóg połączenia urządzenia mobilnego (tego z którego obraz będziemy wyświetlać) oraz urządzenia wyświetlającego (np.: rzutnika, komputera) do tej samej lokalnej sieci wi-fi. W przeważającej większości programów, po spełnieniu tego warunku zawartość ekranu urządzenia mobilnego jest widoczna w standardowej przeglądarce internetowej po wpisaniu adresu http:// wyświetlanego po uruchomieniu oprogramowania przechwytującego. 

Opcjonalnie do tego zadania można wykorzystać także dodatkowe urządzenia usprawniające proces  przechwytywania obrazu takie jak Chromecast czy Miracast. Rozwiązanie to związane jest z dodatkowym wydatkiem na zakup sprzętu.

Na co dzień korzystam z oprogramowania Screen Stream Mirroring MOBZAPP, zainstalowanego na telefonie komórkowym marki myPhone model Q-Smart II plus. Oprogramowanie to pozwala na współpracę m. in. z narzędziem Chromecast, UPnP/DLNA oraz standardem Miracast. Równie dobrze sprawdza się w przesyłaniu obrazu do przeglądarki Google Chrome lub transmisji internetowych.

Przykładowy adres http://, pod którym w sieci lokalnej widoczny jest przechwytywany obraz  mojego urządzenia mobilnego to http://100.80.142.135:5000/screen.

Analiza dźwięku

Kompetencje ucznia - rozumiane jako połączenie wiedzy, umiejętności oraz postaw - związane z  opisem ruchu drgającego warto kształtować z wykorzystaniem narzędzi TIK. W mojej ocenie na uwagę zasługują narzędzia z rodziny Keuwlsoft.

Poniższy rysunek przedstawia widok ekranu oprogramowania służącego do analizowania dźwięku (Audio Frequency Counter).

Zasadniczą część ekranu stanowi wyświetlacz, na którym wizualizowany jest sygnał dźwiękowy rejestrowany przez mikrofon urządzenia, na którym oprogramowanie zostało zainstalowane. Przykład pochodzi z telefonu marki myPhone model Q-Smart plus rejestrującego dźwięk osoby gwiżdżącej.

Rejestrowany obraz można zatrzymać naciskając symbol PAUZA w obszarze CONTROL. Na samej górze wyświetlacza urządzenie, w zależności od ustawień wybranych w obszarze MEASURE, prezentuje wartość częstotliwości podstawowej (FREQ) bądź okres (PERIOD) sygnału rejestrowanego.

Użytkownik ma między innymi możliwość wyboru czułości urządzenia (GAIN), czasu próbkowania (GATE TIME), warunków wyzwalania (DIRECTION, THRESHOLD).

Do celów edukacyjnych urządzenie warto wykorzystywać na przykład podczas praktycznych ćwiczeń w określaniu częstotliwości bądź okresu dźwięku np. w parze z dwukanałowym generatorem Keuwlsoft.

Podręczny generator

Urządzenia pracujące z systemem operacyjnym Android - głównie tablety i telefony komórkowe można z powodzeniem wykorzystywać jako użyteczne narzędzie nauczyciela i ucznia. W sieci roi się od propozycji oprogramowania zamieniającego nasze urządzenie mobilne w poręczne przyrządy pomiarowe. Poniżej opisuję wybrane funkcje dwukanałowego generatora (Dual Channel Function Generator).

W mojej ocenie na uwagę zasługują narzędzia z rodziny Keuwlsoft.

Poniższy rysunek przedstawia widok ekrany oprogramowania, które pozwala wykorzystywać urządzenie z systemem operacyjnym Android jako dwukanałowy generator.

Po uruchomieniu oprogramowania lewy i prawy kanał audio można przyporządkować kanałom 1 i 2 generatora. W tym celu należy posłużyć się przyciskami znajdującymi się w prawym dolnym rogu interfejsu generatora zebranymi w obszarze OUTPUT.

Użytkownik może wybrać kształt generowanego sygnału oraz określić jego parametry. W tym celu należy w pierwszej kolejności wskazać kanał, który będzie edytowany. Dokonuje się tego w obszarze EDIT znajdującym się w górnej części interfejsu urządzenia, po lewej stronie wyświetlaczy szczegółów ustawień poszczególnych kanałów (CHANNEL 1 i CHANNEL 2).

Do edytowalnych parametrów każdego z kanałów należą elementy zgromadzone w obszarze WAVEFORM tj. kształt sygnału sinus, kwadrat, trójkąt (SYMBOLE GRAFICZNE), częstotliwość (FREQ), amplituda (AMPL), faza (PHASE), składową stałą (BIAS). W celu zmiany dowolnego parametru należy wybrać stosowny przycisk a następnie, za pomocą górnego paska, ustawić żądaną wartość. Naciśnięcie przycisku ENTER VALUE umożliwia wpisanie liczbowej wartości ustawianej wielkości.

Ponieważ aplikacja wykorzystuje 16 bitowy przetwornik pracujący z częstotliwością próbkowania 44,1 kHz jej zakres ograniczony jest do generowania częstotliwości z zakresu od 1 mHz do 22 kHz. Mimo to opisywane narzędzie świetnie nadaje się do zastosowań edukacyjnych, zwłaszcza w zakresie częstotliwości słyszalnych (np. 1kHz). Z powodzeniem stosuję je na telefonie komórkowym marki myPhone model Q-Smart II plus. Generator dobrze sprawdza się między innymi przy demonstrowaniu zjawiska dudnienia.

Ponadto generator pozwala na płynną zmianę częstotliwości i amplitudy (SWEEP). Generowanie impulsów (BURST). Modulowanie sygnału (MODULATION) oraz jego zapisywanie (MEMORY). W serwisie YouTube znaleźć można filmy w różnych językach demonstrujące oprogramowanie.

Pewna VII klasa

Jakiś czas temu napisałem, że lekcje fizyki powinno się zaczynać od pytania o to, co interesuje uczniów. Nadal to podtrzymuję, a co ważniejsze próbuję w rzeczywistości szkolnej. Niedługo później przypomniałem sobie znaną zasadę, która mówi, że by dobrze uczyć Jasia fizyki trzeba świetnie znać i fizykę i Jasia.
Wiedziony tą zasadą, na pierwszej lekcji, poprosiłem uczniów, by napisali i przynieśli na kolejne spotkanie pytania, na które chcieliby znaleźć odpowiedź na naszych lekcjach fizyki. Dodatkowo poprosiłem ich o tytuły ich ulubionych piosenek (jakże wiele to niesie informacji). 

Oto co dostałem:

Utwory muzyczne (linki sam odszukałem)

• Clean Bandit – Symphony              
• Will.i.am – The power                           
• Imagine dragons – Thunder               
• Twenty one pilots – Polarize            
• Leci mucha w mucholocie                    
• F – 777 – Dance of violins                     
• Imagine dragons – Radioactivity            
• Doctor Vox –Hero                             
• Will.i.am – Screen & Shout                    
• Dua Lipa – New rules                        
• Calvin Herries – This is what               
• Ad Sheeran – Galway Girl                      
• Clean Bandit – Rather be                     
• Starley – Call on me                               
• Justin Bieber – Friends 
• Major Lazer – Get free                      
• Christine Perii – Human Lyrics           

Pytania:

• prędkość, czas, wykresy;
• dlaczego ptaki latają;
• dlaczego człowiek chodzi po Ziemi, a nie lata;
• dlaczego jak wchodzimy do wanny woda się unosi;
• dlaczego żarówka się świeci;
• jak powstaje szron;
• co powoduje, że okręty podwodne same się zanurzają i wynurzają;
• dlaczego, kiedy słuchamy muzyki z dużej odległości lepiej słychać basy;
• dlaczego samoloty latają, auta jeżdżą;
• czy czarna dziura może zniknąć;
• dlaczego statki pływają;
• jak zachowuje się ciecz nienewtonowska;
• dlaczego niebo jest niebieskie;
• ile cukru jest w kostce cukru;
• było pierwsze kura czy jajko;
• dlaczego, gdy patrzymy na słońce to razi a potem są takie dziwne kreski na oczach;
• czym jest energia kinetyczna;
• czy istnieją narzędzia, które tworzą czarną dziurę;
• co to jest fizyka kwantowa;
• jak przebiegał Wielki Wybuch;
• co to jest światło;
• czy da się zmodyfikować jądro atomu oraz elektrony, aby powstał inny atom;
• dlaczego niektóre przedmioty na siebie oddziałują;
• czym dokładnie jest przemiana materii;
• w jaki sposób możemy z kimś nawiązać połączenie telefoniczne;
• dlaczego mokre przedmioty ciemnieją;
• czy dla każdej metryki istnieje stały układ współrzędnych, w którym jej składowe są stałe;
• czy istnieje siła Coriolisa związana z ruchem Ziemi wokół Słońca;
• czy można przechwycić energię pochodzącą z anihilacji par;
• co to jest fizyka;
• jak obliczamy prędkość gwiazd w galaktyce;
• dlaczego chuchanie na gorącą herbatę pomaga ją ochłodzić;
• na czym polega prawo Newtona;
• dlaczego człowiek nie odczuwa tego jak Ziemia obraca się wokół własnej osi;
• dlaczego chmury przed zachodem Słońca są różowo-fioletowo-pomarańczowe;
• dlaczego jabłko spada na Ziemię;
• dlaczego auto z wyłączonym silnikiem w Karpaczu, może jechać pod górę;
• dlaczego skacząc w górę lądujemy w tym samym miejscu;
• dlaczego się poruszamy;
• w jaki sposób nożyczki tną papier;
• fizyka jest rozleglejsza od biologii.

 Teraz przysłuchuję się "ich" utworom i cieszę, że mam aż dwa lata na te wszystkie pytania.

Uczymy przy okazji

Spotkania na lekcjach fizyki to dobra okazja by uczyć języka obcego.

Ja realizuję to zadanie za pomocą tzw. fiszek. Metoda opiera się na technice powtarzania słów zapisanych na niewielkich kartkach - fiszkach. Z jednej strony takiej niewielkiej kartki znajduje się słowo w języku obcym - na moich lekcjach jest to język angielski - a na drugiej tłumaczenie tego słowa w języku ojczystym. Raz w tygodniu, każdej uczennicy i każdemu uczniowi, wręczam nową fiszkę. Wystarczy, że wydrukuję dwustronnie jedną kartkę formatu A4 w tygodniu dla każdej z klas. Dziś rozpoczął się piąty tydzień nauki, więc każdy z moich uczniów ma już pięć takich fiszek.

Na fiszkach znajdują się, w przeważającej większości, słowa związane z fizyką np.: czas, droga, prędkość, częstotliwość, niepewność itd., ale od czasu do czasu planuję wręczać fiszki ze słowami równie ważnymi w szkole (i poza nią) np:. szacunek, przyjaźń, odpowiedzialność. Moja lista liczy 80 słów.

A po co to robię? Powodów jest przynajmniej kilka:

• pokazuję, że regularna praca jest elementem sukcesu - jedno słowo w tygodniu to około 30 słów w roku szkolnym,
• mam możliwość wyróżnić tych, którzy pracują regularnie i robią coś dodatkowego,
• pokazuję, że wszyscy jesteśmy nauczycielami języka ojczystego (i możemy wspomagać nauczanie języka obcego).