A domború lencse fókusztávolságának meghatározása

Zsigó Zsolt Miklós

11. - 12. évfolyam

Módszertani leírás

Összefoglaló

(A foglalkozás a "LEGO demonstrációs segédeszközöket alkalmazó pedagógiai jó gyakorlatok és módszerek tapasztalatainak felhasználása a kereszttantervi kompetenciák és a természettudományos oktatás fejlesztésére" elnevezésű TÁMOP-3.1.15-14-2014-0001 pályázat keretében az IVSZ gondozásában készült.)

 

A foglalkozás elsődleges célja, hogy a tanulók egy hagyományos, és egy automatizált mérés segítségével, a mérések eredményeinek, és a mérési hibák összehasonlításával tapasztalatokat szerezzenek a fizikai mérések világában. Tudatosuljon bennük az, hogy hordozható mérésadatgyűjtő eszközök valódi segítséget nyújtanak a mérések elvégzésében, kiértékelésében és a képességeik fejlesztésében. Ismerkedjenek meg a LEGO NXT (EV3) mérési célú felhasználásával. Tapasztalják meg azt a rugalmasságot, amelyet a LEGO NXT eszközök biztosítanak a kísérlet tervezése és kivitelezése során. Tájékozódjanak arról, hogy az eszköz hogyan programozható, hogyan rögzíthetőek vele adatok. Szerezzenek gyakorlatot a mérések automatizálásban és a digitálisan rögzített adatok feldolgozásában. Ismerjék meg a szenzorok működését, és széleskörű felhasználhatóságát.

A foglalkozás tevékenységei:

  • A kísérleti eszközök elkészítése, a LEGO alapú kísérlet összeszerelése
  • Csoportalakítás
  • Mérés
  • Mérési eredmények
  • Az eredmények bemutatása
  • Otthoni feladat

 

A foglalkozás időtartama: 45 perc.

Fejlesztési cél

Informatika (kerettantervi ismeretek /fejlesztési célok)

  • Az alkalmazói ismeretek során a tanulók dokumentumokat szerkesztenek, amely fejleszti az anyanyelvi kommunikációt, a digitális kompetenciát, az esztétikai érzéket és az önálló tanulást. A személyes dokumentumok készítése fejleszti az önismeretet, segíti a pályaorientációt. A multimédiás dokumentumok készítése támogatja a médiatudatosságra nevelést. A táblázatok kezelésére alkalmas programokkal végzett műveletek során nyert információk támogatják a felhasználót az önálló döntésben, segítik a matematikai, a digitális, a kezdeményezőképesség és vállalkozói kompetenciák fejlesztését és a hatékony, önálló tanulást.
  • A problémamegoldás informatikai eszközökkel és módszerekkel témakör hozzájárul az önismereti és a társas kapcsolati kultúra fejlesztéséhez. A problémamegoldás során a tanulók megtapasztalják, hogy egy nagyobb probléma akkor oldható meg hatékonyan, ha azt kisebb részekre bontják és a feladat megoldása közben csoportban dolgoznak együtt. A csoportmunka szervezése hozzájárul az önismeret fejlesztéséhez valamint a társak megértéséhez, elfogadásához.
  • Az angol nyelvű utasításkészletet tartalmazó programozási nyelvek használata segíti az idegen nyelvi kommunikáció fejlesztését.
  • A problémamegoldás informatikai eszközökkel és módszerekkel témakör támogatja a matematikai kompetencia fejlesztését, mert a matematikai problémák algoritmizálása és az algoritmus programmal történő megvalósítása során a tanuló használja a diszkussziót, a folyamat során hangsúlyossá válik a logikus gondolkodás.
  • A problémamegoldás informatikai eszközökkel és módszerekkel témakör összekapcsolódhat a természettudományos és technikai kompetenciafejlesztéssel, mert a természettudományos problémák megoldásának algoritmizálása és programmá történő kódolása során a tanuló megismeri a tudományos ismeretszerzés módszereit, felismeri az összefüggések matematikai képletekkel való felírásának jelentőségét. A tantárgyi integráció során alkalmazott oktatóprogramok, tantárgyi szimulációk tanulmányozása erősíti a tanuló megfigyelő képességét. A méréseknél és azok kiértékelésénél az eszközök kezelése veszéllyel járhat, emiatt kötelező jelleggel érvényt kell szerezni a balesetmentes viselkedési formáknak.
  • Az informatikai eszközhasználat készségszintű elsajátítása támogatja a tanulás eredményességét, hozzájárul az élményszerű, korszerű eszközökkel támogatott tanulás megvalósításához, lehetőséget nyújt a folyamatos és hatékony önképzéshez.

 

Fizika (kerettantervi ismeretek /fejlesztési célok)

  • Ismerje a geometriai optika legfontosabb alkalmazásait.
  • Értse a leképezés fogalmát, tükrök, lencsék képalkotását. Legyen képes egyszerű képszerkesztésekre és tudja alkalmazni a leképezési törvényt egyszerű számításos feladatokban. 
  • Ismerje és értse a gyakorlatban fontos optikai eszközök (periszkóp, egyszerű nagyító, mikroszkóp, távcső. szemüveg) működését.
  • Legyen képes egyszerű optikai kísérletek, mérések elvégzésére (lencse fókusztávolságának meghatározása …)

Eszközigény

I. mérés

  • 1 db NXT vagy EV3 robot fényérzékelő szenzor
  • 1 db laptop gép, szoftver
  • 1 db optikai pad Lego elemekből összeállítva, lencse, lencsetartó, led
  • A mérés menete – digitálisan, vagy nyomtatva

II. mérés

  • Optikai pad, lencse, lencsetartó, fényforrás (gyertya)

III. mérés                           

  • Optikai pad, lencse, lencsetartó, fényforrás (gyertya)