Komputerowo wspomagane laboratoria szkolne Grzegorz Karwasz, Józefina Turło Zakład Dydaktyki Fizyki, Instytut Fizyki, UMK Toruń karwasz@fizyka.umk.pl Henryk Szydłowski Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, Poznań Andrzej Maziewski Uniwersytet w Białymstoku Warszawa, 23.03.2007

W 2003 roku utworzono sieć 3 Uniwersytetów (Poznań, Białystok i Toruń), której głównym celem było podniesienie efektywności nauczania przedmiotów przyrodniczych. Pilotażowa akcja dofinansowana przez Ministerstwo Edukacji Narodowej – 30 szkolnych mini-laboratoriów

Podlaskie szkoły wybrane we współpracy z Kuratorium Oświaty V Liceum Ogólnokształcące im Jana III Sobieskiego, Białystok, I Liceum Ogólnokształcące im. Adama Mickiewicza, Białystok* VIII Liceum Ogólnokształcące im. Króla Kazimierza Wielkiego, Białystok, * VI Liceum Ogólnokształcące, Białystok Zespół Szkół Budowlano-Geodezyjnych im. Stefana Władysława Bryły, Białystok, ACE Augustowskie Centrum Edukacyjne, Augustów, * I Liceum ogólnokształcące im Marii Koopnickiej Suwałki, * Zespół szkół nr 5 Suwałki* Liceum Ogólnokształcące Łapy, * Zespół Szkół Mechanicznych im. Stefana Czarnieckiego, Łapy I Liceum Ogólnokształcące im. Tadeusza Kościuszki, Łomža, , * Liceum Ogólnokształcące im. króla Kazimierza Jagiellończyka, Wysokie Mazowieckie, * Zespół Szkół im. gen. Nikodema Sulika, Dąbrowa Białostocka, * Zespół Szkół Nr 1w Grajewie, Grajewo Zespół Szkół nr 1Bielsk Podlaski * -mini-laboratoria wspierane sprzętowo przez Ministerstwo Edukacji Narodowej i Sportu

Struktura sieci minilaboratoriów przyrodniczych każdy uniwersytet współpracował z grupą 15-20 nauczycieli przedmiotów przyrodniczych (fizyka, chemia i biologia), nauczyciele opracowywali przykłady efektywnego wykorzystania metod i narzędzi ICT., wyniki prac nauczycieli były prezentowane i dyskutowane na seminariach np. w Instytucie Fizyki UMK w Toruniu, każda szkoła została wyposażona w sprzęt o wartości 5000 zł (grant MEN): zestaw Coachlab II + różne czujniki.

Komputerowo wspomagane doświadczenia Badanie Drgających obwodów elektrycznych, ładowania i rozładowania kondensatorów i rezonansu w układach RLC.

Józefina Turlo i Andrzej Karbowski Pierwsze seminarium – szkolenie dla nauczycieli odbyło się na Wydziale Fizyki UAM w Poznaniu w grudniu 2003 roku.

Szkolenie nauczycieli Konferencja "Mini-Laboratoria Komputerowe do nauczania przedmiotów przyrodniczych", Poznań 12-13, XII 2003 Szkolenia w Białymstoku: I,II,III,IV,V 2004 Szkolenia nauczycieli zrealizowano przy pomocy Urzędu Marszałkowskiego Województwa Podlaskiego

Grupa nauczycieli i pracowników PDF IF UMK w czasie kolejnego seminarium, tym razem w Toruniu.

2. Spadek magnesów neodymowych w rurach wykonanych z różnych materiałów. Mgr Tadeusz Kubiak prezentuje eksperyment w czasie seminarium w Toruniu

Wyniki doświadczeń wykonanych z użyciem rury plastikowej (powyżej) i aluminiowej (poniżej).

3. Badanie przenikalności magnetycznej różnych materiałów (mgr Mariusz Kamiński) different materials Coachlab II console power supply electromagnet magnetic field sensor Zestaw doświadczalny

Time (min) Uczniowie z nauczycielem mierzą wartość B i na podstawie obliczonej wartości  (B = μ Bo) rozpoznają jaki jest to rodzaj materiału (diamagnetyk, ferromagnetyk lub paramagnetyk).

II. Biologia i chemia 4. Badanie zjawiska fotosyntezy i odychania roślin (mgr Piotr Felski) Na podstawie uzyskanych wyników uczniowie wyciągnęli wniosek, że rośliny oddychają także w nocy (ciemności).

5. Badanie wpływu różnych leków na pH kwasu w żołądku (mgr Agnieszka Dyszczynska). Zmiana pH coca coli w funkcji czasu.

Zmiany pH coca coli w funkcji czasu po wrzuceniu do niej leków przeciwbólowych.

6. Badanie procesu fermentacji mleka (Agnieszka Dyszczyńska) Reakcja chemiczna opisująca proces fermentacji mleka: C6H12O6 + bakterie mlekowe --- > 2 CH3CHOHCOOH + 22,5 kcal cukier kwas mlekowy energia Zmiany pH mleka pochodzącego od różnych producentów w ciągu 10 godzin.

Międzynarodowe seminarium SOCRATES Cominius Project: Effective Use of ICT in Science Education (EU ISE) Od lewej: Peter Demkanin, Jozefa Guitart, Bob Kibble, Jari Lavonen, Józefina Turło.

Prezentacje i dyskusje podczas seminariów projektu EU ISE w PDF w Toruniu.

Symulacje zjawisk fizycznych za pomocą programu Modellus http://phoenix.sce.fct.unl.pt/modellus/ Pani Elżbieta Kawecka podczas warsztatów PSNPP w Warszawie. Symulacje drgań sieci krystalicznej w funkci temperatury (Grzegosz Osiński).

Dyskusje z nauczycielami w czasie seminariów.

Rozpowszechnianie wyników projektu EU ISE Niektóre eksperymenty opracowane w ramach projektu były prezentowane uczniom z różnych krajów. Wyniki najlepszych prac nauczycieli były prezentowane podczas zjazdów PSNPP w 2005 w Opole i w 2006 r. w Warszawie.

  Wyposażenie stanowiska Szkolnego przyrodniczego laboratorium komputerowego Komputer PC z procesorem klasy Pentium IV 3GHz, zintegrowaną kartą dźwiękową i sieciową, z kartą graficzną PCI Express x16 Produkt Cena brutto Komputer 2 000,00 Klawiatura, mysz, kolumny 100,00 Monitor LCD 1 000,00 Karta internetowa 100,00 Drukarka 500,00 Razem 3 700,00 COACH 5 1 740,80 Czujniki 2 958,40 położenia, światła, dźwięku, temperatury, napięcia, natężenia, ciśnienia, pola magnetycznego, ruchu, siły, światła   Łącznie około 8 400 zł

Propozycje modernizacji nauczania przedmiotów przyrodniczych w szkołach średnich 1. Organizacja Przyrodniczych Laboratoriów Komputerowych 2. Powołanie klas przyrodniczo-informatycznych 3. Dokształcanie nauczycieli do prowadzenia zajęć wspomaganych komputerowo 4. Integracja informatyki i przedmiotów przyrodniczych – zwiększenie liczby godzin

Dziękuję Państwu za uwagę! Planuje się rozszerzyć sieć minilaboratoriów przyrodniczych wspomaganych komputerowo na całą Polskę! Dziękuję Państwu za uwagę!

Literatura Rogers L.T., The Use of Software to Explore Experimental Data, New Ways of Teaching Physics, Proc. of GIREP Conference, Ljubljana 1996. Rogers L. T., Integrating modelling with data logging – a new approach, Proc. of GIREP Conference, Lund 2002, Pinto R., Aliberas J., Approaches to the Use of MBL to the Secondary School, New Ways of Teaching Physics, Proc. of GIREP Conference, Ljubljana 1996. Pecori B., MBL as Unifying Tool in Hands-on Physics Education, Hands-on Experiments in Physics Education, Proc. of GIREP Conference, Duisburg, 1998. Frost R., Data Logging in Practice, IT in Science, London, 1998. Turlo Z., Turlo J., Model of Smart Refrigerator for Environmental Education, Proc. of ICPE-GIREP International Conference - Hands on Experiments in Physics Education, Duisburg, 1998. Turlo J., Karbowski A., Osinski G., Sluzewski K., Turlo Z., Modernised MBL for Science Teacher, Proc. of Intern. Conf. "Science and Mathematics Teaching for the Information Society", Top Kurier, Torun 2001. Demkanin P., Hola K., Koubek V, Pocitacom podporovane prirodovedne laboratorium, FMFI UK, Bratislava, 2006. Turlo J at al., Przykłady wykorzystania technologii informacyjnej w edukacji przyrodniczej, PDF, Torun, 2006. Mioduszewska E., Ellermeijer T., Coach 5: Science and Technology Learning Environment for 15-20 years students, Workshop Multimedia in Physics Teaching and Learning, AMSTEL Institute, Amsterdam 1999. Felski P., Sluzewski K., Photosynthesis and Plant Respiration Studies with the Use of ICT, Science Education, Top Kurier, Torun, 7/2003.