Na dobry początek ... animacja?

Z dobrą lekcją bywa jak z filmem akcji, parafrazując Alferda Hitchcocka, zaczyna się od trzęsienia ziemi, potem zaś napięcie nieprzerwanie rośnie. Dydaktycy fizyki, zwłaszcza ci promujący nauczanie przez działanie, wiele uwagi poświęcają początkowym działaniom w czasie lekcji. W dużej mierze wybór narzędzi i metod determinuje sukces zajęć edukacyjnych. Pamiętajmy, że atrakcyjność początkowej fazy zajęć buduje motywację do dalszego działania. Ostatecznie i tak przepis na udaną lekcję każdy z nas wypracowuje dzień w dzień, klasę w klasę, choć są elementy, na które warto zwrócić uwagę.

Z problemem braku motywacji zmagamy się szczególnie w nauczaniu zdalnym. Przecież tak łatwo jest przełączyć się gdzie indziej, gdy nikt nie widzi, co tak naprawdę robimy w domowym zaciszu podczas lekcji (nie tylko fizyki).

W takim kontekście chciałbym polecić zbiór przykuwających uwagę i angażujących nie tylko palce symulacji poświęconych różnorodnym zagadnieniom fizycznym. Ten imponujący zbiór materiałów o ogromnym potencjale dydaktycznym został przygotowany i jest stale rozbudowywany przez nauczyciela fizyki oraz matematyki Vladimíra Vaščáka pracującego u naszych południowych sąsiadów w szkole w Zlinie .

Kolekcja symulacji obejmuje ponad 200 przykładów, obecnie jest wśród nich:

• 39 propozycji  w obrębie mechaniki;
• 29 na temat pola grawitacyjnego;
• 32 z zakresu drgań i fal;
• 33 poświęcone termodynamice;
• 38 dotyczących zagadnień związanych z prądem elektrycznym (m. in. 13 o elektryczności w gazach i próżni, 8 na temat prądu przemiennego, 7 o półprzewodnikach);
• 8 na temat pola magnetycznego;
• 26 z zakresu optyki, w tym optyki kwantowej;
• 13 z tzw. fizyki współczesnej (6 z fizyki atomowej, 4 z jądrowej oraz 3 traktujące o szczególnej teorii względności).

Część symulacji ma charakter jakościowy i może być użyta do ilustrowania określonych zagadnień fizycznych bądź konkretnych zjawisk. To czyni je niezwykle użytecznymi szczególnie w czasie nauczania zdalnego. W wielu przypadkach możemy także śledzić wartości konkretnych wielkości fizycznych i pokusić się o analizę ilościową. Wszystko zależy od wybranego przez nas - nauczycieli - charakteru lekcji fizyki. Wielości pomysłów na wykorzystanie edukacyjne służy intuicyjna, taka sama na wszystkich symulacjach, nawigacja czyli zestaw kolorowych przycisków. Z ich pomocą użytkownik: włączą (zielony), zatrzymuje bądź odtwarza sekwencyjnie (żółty) lub resetuje symulacje - wraca do ich ustawień początkowych (czerwony).

W części propozycji znaleźć można jeszcze przyciski służące: włączaniu wyświetlania dodatkowych elementów (np. niebieski z symbolem siły), losowemu wyborowi parametrów początkowych symulacji (z symbolem kostki do gry), zmienianiu układu odniesienia, w którym prezentowane jest zjawisko (fioletowy), a także uruchamiający dźwięk (niebieski).

Ponadto w wielu miejscach użytkownicy mają do dyspozycji suwaki bądź pola tekstowe, za pomocą których kontrolować można parametry symulacji - wartości konkretnych wielkości fizycznych kluczowych dla przebiegu modelowanego zjawiska. Najlepiej przekonać się samodzielnie!

Pozostaje jeszcze wyjaśnienie różnicy między animacją (słowo użyte w tytule, bo chwytne) a symulacją, którą niewątpliwie są dostępne na polecanej stronie materiały. Zazwyczaj animacja ogranicza się do prezentacji wcześniej przygotowanej sekwencji obrazów, podczas gdy w symulacji niezbędne obliczenia (oparte na modelu fizycznym) wykonywane są w czasie rzeczywistym. Na frajdę z pracy z materiałami nie ma to większego wpływu, ale warto o tym wiedzieć w kontekście kształcenia kompetencji poznawczych i metodologicznych. Wszak model matematyczny to jeden z kluczowych elementów metody naukowej.