MultiLab: Fizyka

Edukacyjne narzędzie cyfrowe opracowane przez Centrum Nauki Kopernik we współpracy z nauczycielami w formie multimedialnej aplikacji. Przeznaczone do pracy z uczniami ze szkół ponadpodstawowych, umożliwia prowadzenie lekcji doświadczalnych z wykorzystaniem metody badawczej. Nauczyciele i uczniowie zyskują w nim przydatną i łatwą w obsłudze pomoc naukową, która jest zgodna z podstawą programową i pozwala na realizację ciekawych i angażujących całą klasę zajęć. Narzędzie to sprawdza się zarówno w warunkach edukacji zdalnej, jak i stacjonarnej, sprzyjając kreatywnej aktywności uczniów w trakcie pracy z użyciem multimedialnych technologii.

      Więcej informacji na stronie https://multilabfizyka.pl  Sprawdź!

Aplikacja to multimedialny zestaw edukacyjny zawierający 20 cegiełek ze scenariuszami doświadczeń z dziedziny fizyki oraz innymi materiałami pomocniczymi. Obejmuje wybrane tematy z całego zakresu podstawy programowej na poziomie liceum, m.in.: drgania, ciśnienie, polaryzacja światła, efekty cieplne, opór metali, prąd stały i przemienny oraz wiele innych. Dobór tematów i ich przydatność w realizacji programu nauczania konsultowano z praktykami. Wszystkie doświadczenia zostały przetestowane w laboratoriach Centrum Nauki Kopernik, a pracownicy tej instytucji prezentują je w licznych materiałach filmowych. Cegiełki można wykorzystywać podczas lekcji fizyki w liceach i innych szkołach ponadpodstawowych.



Zaproponowane w zestawie doświadczenia wielu nauczycielom są dobrze znane. Część z nich nawiązuje bezpośrednio do łatwych do uchwycenia i pokazania zjawisk, inne poruszają mniej intuicyjne treści, które warto umieć przedstawić w zrozumiały sposób. Do korzystania z zestawu wystarczą powszechnie dostępne materiały (np. przedmioty codziennego użytku), często nawiązujące do codziennego życia, co ułatwia uczniom dostrzeżenie związków między nauką a codziennością. Koncepcja Wirtualnego Laboratorium kładzie nacisk na połączenie wiedzy eksperckiej, prezentowanej w materiałach, z samodzielnym poznawaniem świata przez uczniów – poprzez obserwację i eksperymentowanie.



Zaprojektowany w nowoczesnej multimedialnej formie Multilab: Fizyka zbudowany jest z 20 tematycznych cegiełek. W każdej z nich znajdują się materiały edukacyjne różnego typu i scenariusze niezbędne do uczenia praktycznego. W procesie ich tworzenia dobieraliśmy odpowiednie narzędzia, materiały lub sprzęt, niezbędne do wykonania poszczególnych zadań. Budowa scenariuszy uwzględnia metody nauczania i uczenia się poprzez samodzielne odkrywanie i osobiste doświadczanie w toku eksperymentowania indywidualnego bądź zespołowego. Proponowane doświadczenia zostały zaprojektowane tak, aby można je było zrealizować w czasie 45-minutowej lekcji.



Każda cegiełka składa się z kilku elementów, które należy odkrywać po kolei. Pierwszy z nich to wprowadzenie do tematyki, zrealizowane albo w postaci filmu z udziałem eksperta z Centrum Nauki Kopernik, albo animacji lub grafiki. Kolejny element to część eksperymentalna wymagająca aktywności uczniów, samodzielnego działania ukierunkowanego na znalezienie odpowiedzi na postawione pytania badawcze. Zadanie to uczniowie wykonują, korzystając z prostych, powszechnie dostępnych materiałów, w oparciu o otrzymaną instrukcję. Komponent eksperymentalny nie wymaga użycia zaawansowanego sprzętu – doświadczenia mogą być przeprowadzane zarówno w sali szkolnej, jak i w warunkach domowych. Po ich wykonaniu uczniowie omawiają wspólnie obserwacje i formułują wnioski.



Ten element cegiełki opiera się na samodzielnym eksperymentowaniu w duchu metody badawczej, której istotą jest stawianie pytań, formułowanie hipotez i ich weryfikacja w drodze obserwacji. Metoda ta ma charakter wysoce aktywizujący i angażujący. Wzorowana jest na sposobie pracy naukowców (badaczy). Uczniowie mogą modyfikować poszczególne eksperymenty i indywidualnie szukać różnych rozwiązań, by na koniec wspólnie omówić wyniki i sprawdzić słuszność własnych wniosków. Część doświadczalną zamyka podsumowanie tematu, zrealizowane także w postaci filmu lub animacji.



Ostatnim elementem każdej cegiełki jest zagadka lub łamigłówka nawiązująca tematycznie do wykonanego doświadczenia. Stanowi rodzaj nieformalnego testu sprawdzającego nabytą w trakcie zajęć wiedzę. Dzięki atrakcyjnej, nietypowej formie tego komponentu uczniowie chętnie mierzą się z wyzwaniem, które pozwala im ocenić, w jakim stopniu zrozumieli dany temat. Nauczyciel nie musi korzystać ze wszystkich elementów poszczególnych cegiełek – może wybrać albo materiały multimedialne albo klasyczne karty pracy do wydrukowania i rozdania uczniom, dostosowując narzędzie do aktualnych potrzeb i okoliczności.



Tematy i doświadczenia zawarte w aplikacji:

1. O pomiarach i niepewności – doświadczenie pokazujące, czym jest niepewność pomiarowa i jak z niej odpowiednio korzystać.

2. Spadające stożki – doświadczenie pokazuje, jak siła oporów powietrza wpływa na ruch opadających przedmiotów.

3. Nurek Kartezjusza – uczniowie i uczennice, wykonując tzw. nurka Kartezjusza, badają warunki pływania ciał, testują ściśliwość gazów i cieczy, poznają praktyczne zastosowanie prawa wyporu.

4. Jak z procy – doświadczenie, w którym uczniowie i uczennice poznają energię potencjalną sprężystości.

5. Rozchodzimy się – obserwacja zależności szybkości dyfuzji od temperatury cieczy, w której to zjawisko zachodzi.

6. Droga do gwiazd – doświadczenia pokazujące, w jaki sposób astronomowie ustalają odległości do ciał niebieskich spoza Układu Słonecznego.

7. Co pływa, może utonąć – doświadczenie dotyczy zjawiska wyporności, uczniowie i uczennice wyliczają gęstość cieczy, korzystając z zależności związanej z siłą wyporu.

8. Chmura w butelce – obserwacja zjawiska kondensacji pary wodnej w momencie nagłego spadku ciśnienia. Uczniowie i uczennice badają wpływ różnych elementów na to zjawisko.

9. Powódź w szklance – badanie klasycznego doświadczenia ze świeczką i szklanką, w którym ciśnienie atmosferyczne wpycha wodę do wnętrza odwróconej szklanki.

10. Tik-tak – badanie elementów teorii ruchu wahadła matematycznego. Przykład ruchu wahadła posłuży do analizy ruchu drgającego.

11. Pociągające przewody – badanie linii pola magnetycznego wokół kilku różnych przewodników z prądem wykonanych przez uczniów i uczennice.

12. Elektormagnes – budowa prostego elektromagnesu i badanie jego działania w zależności od budowy.

13. Jak zważyć wirusa? – uczniowie i uczennice poznają zjawisko słabo tłumionych drgań obiektu o jednym stopniu swobody, jego opis matematyczny oraz możliwe zastosowania. Tworzą także przyrząd pomiarowy.

14. Tęczowe widma – doświadczenie pokazuje, że światło białe jest mieszaniną różnych barw. Uczniowie i uczennice będą mogli zbadać widma różnych soli.

15. Spolaryzowany świat – doświadczenie dotyczy zjawiska polaryzacji i przedstawia działanie polaryzatorów.

16. Laserowy mikroskop – w doświadczeniu kropla wody posłuży jako soczewka do obserwacji mikroorganizmów wodnych.

17. Wodne soczewki – w doświadczeniu uczniowie i uczennice poznają optyczne własności wody, które pozwalają stworzyć soczewki wypukłą i wklęsłą.

18. Światło (w) płynie! – okazanie zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia (w układzie woda – olej – powietrze), które jest w wykorzystywane w klasycznych światłowodach w płaszczu.

19. (Nie)białe światło – doświadczenia pokazuje rozszczepienie światła na siatce dyfrakcyjnej.

20. Laser z żarówki – doświadczenia pokazują rozbieżności oraz podobieństwa między monochromatycznym światłem laserowym a białym światłem żarówki, które jest mieszaniną wielu kolorów.



Sposób korzystania z aplikacji

Aplikacja ma dwa odmiennie zaprojektowane profile: profil nauczyciela i profil ucznia. Profil nauczyciela to rozbudowana baza wiedzy, zawierająca zarówno informacje podstawowe, jak i treści rozszerzone. Służy przede wszystkim do przygotowywania zajęć. Dzięki prostej, kafelkowej strukturze jest łatwiejszy w nawigacji niż profil ucznia. Cegiełki są tu przedstawione w formie klarownego zestawienia materiałów, z których można swobodnie korzystać. Treści bardziej zaawansowane obejmują zarówno kwestie merytoryczne (związane z omawianymi tematami), jak i metodyczne (ułatwiające uporządkowaną organizację zajęć). Znajdują się tu m.in. dodatkowe karty pracy wraz z plikami do wydruku dla uczniów, np. szablony do doświadczeń, co pozwala elastycznie dopasować sposób prowadzenia lekcji.



Profil ucznia zawiera informacje podstawowe i służy do realizacji tematu lekcji oraz pracy nauczyciela z uczniami. Został zaprojektowany w sposób przyjazny dla młodzieży – z elementami animacji i atrakcyjną wizualnie mapą laboratorium, przeznaczoną do swobodnego odkrywania. Cegiełki składają się głównie z materiałów multimedialnych wymagających użycia nowych technologii (np. interaktywnej tablicy, ekranu lub tabletów) i umożliwiają pracę w grupach, wspólne omawianie obserwacji oraz dochodzenie do wniosków. Profil zawiera także łamigłówki i zagadki, które angażują uwagę i emocje młodzieży oraz wzbudzają jej zainteresowanie tematem. Na podstawie instrukcji uczniowie mogą pracować samodzielnie lub w zespołach, wykonując kolejne eksperymenty, dociekając istoty obserwowanych zjawisk oraz poszukując alternatywnych rozwiązań i odpowiedzi na pytania badawcze.



Świat pełen jest nierozpoznanych zjawisk i procesów – zarówno dla doświadczonych naukowców, jak i dla uczniów. Dlatego młodzi ludzie powinni poznawać otaczającą rzeczywistość nie tylko z podręcznika czy wykładu, lecz również poprzez aktywne i samodzielne jej badanie, polegające na zadawaniu pytań, stawianiu i testowaniu hipotez oraz wyciąganiu wniosków. Proces uczenia się będzie wówczas nie tylko przyswajaniem informacji, ale także rozwijaniem umiejętności twórczego, a zarazem krytycznego poszukiwania odpowiedzi – kompetencji niezbędnej w XXI wieku.



Projekt wspolny



Produkt Multilab: Fizyka opracowany został w ramach konsorcjum, w skład którego wchodzą firmy Moje Bambino i BeCreo oraz należąca do Centrum Nauki Kopernik Pracownia Przewrotu Kopernikańskiego, będąca interdyscyplinarnym i międzysektorowym centrum badawczo-rozwojowym, działającym w obszarze tzw. learning studies (tj. nauki o procesach uczenia się). Jednym z głównych zadań zarówno konsorcjum, jak i samej Pracowni Przewrotu Kopernikańskiego inspirującej się ideami konstruktywizmu, jest tworzenie oraz rozwijanie innowacyjnych rozwiązań i formatów edukacyjnych, wspierających rozwój edukacji (zwłaszcza w zakresie nauk ścisłych i przyrodniczych) oraz kompetencji kluczowych w XXI wieku (m.in. kompetencji cyfrowych, krytycznego myślenia, współpracy w grupie).



• licencja na 4 stanowiska

• aplikacja dostępna na system Windows oraz Android



Wymagane oprogramowanie:

Windows:

• Windows 7 lub nowszy,


•  4 GB pamięci RAM,


•  procesor dwurdzeniowy 1.33 GHz,


•  4 GB wolnego miejsca na dysku twardym,


•  połączenie internetowe.

Z powodu potencjalnych modyfikacji minimalne wymagania sprzętowe mogę w przyszłości ulec zmianie.



Android:

• Android 6 Marshmallow (API 23) lub nowszy,


•  procesor dwurdzeniowy 1.2 GHz,


•  2 GB wolnego miejsca w pamięci wbudowanej,


•  połączenie internetowe.

Z powodu potencjalnych modyfikacji minimalne wymagania sprzętowe mogę w przyszłości ulec zmianie.