Επιστημονικές πειραματικές διατάξεις και εικονικά πειράματα στην υπηρεσία της εκπαιδευτικής διαδικασίας

Transcript

1 GoLab Global Online Science Labs for Inquiry Learning at School Επιστημονικές πειραματικές διατάξεις και εικονικά πειράματα στην υπηρεσία της εκπαιδευτικής διαδικασίας Δρ. Γεώργιος Μαυρομανωλάκης

2 Επιστημονικές πειραματικές διατάξεις και εικονικά πειράματα στην υπηρεσία της εκπαιδευτικής διαδικασίας Δρ. Γεώργιος Μαυρομανωλάκης Τμήμα Έρευνας και Ανάπτυξης Ελληνογερμανική Αγωγή Μέτρηση της περιφέρειας της Γης με τη μέθοδο του Ερατοσθένη Πόσο διαρκεί η ημέρα στον πλανήτη Δία ή στον Ήλιο Ρομποτικά τηλεσκόπια FAULKES Τα πειράματα του CERN στη σχολική τάξη

3 Παραδείγματα εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων με χρήση απομακρυσμένων και εικονικών εργαστηρίων Μέτρηση της περιφέρειας της Γης με τη μέθοδο του Ερατοσθένη 3

4 Μέτρηση της περιφέρειας της Γης με τη μέθοδο του Ερατοσθένη Ο Ερατοσθένης ( π.χ.) γνώριζε ότι κατά το θερινό ηλιοστάσιο στην αιγυπτιακή πόλη Συήνη που βρίσκεται στον τροπικό του Καρκίνου ο Ήλιος στο ζενίθ βρίσκεται κατακόρυφα πάνω από την περιοχή (καθρεφτιζόταν στα πηγάδια της περιοχής). Θεωρώντας ότι η Γη είναι σφαιρική και ότι ο ήλιος είναι αρκετά μακριά ώστε οι ακτίνες του να φτάνουν στην Γη παράλληλα διεξήγαγε το παρακάτω πείραμα: Στην Αλεξάνδρεια όπου βρισκόταν, τοποθέτησε κάθετα στο έδαφος μια ράβδο. Όταν ο Ήλιος έφθασε στο ζενίθ μέτρησε την σκιά της ράβδου. Δεδομένου ότι οι ηλιακές ακτίνες φθάνουν στην Γη παράλληλα, η γωνία μεταξύ της ράβδου και της σκιάς της είναι ίση με την γωνιακή απόσταση μεταξύ των πόλεων της Αλεξάνδρειας και της Συήνης. Με βάση αυτή τη μέτρηση υπολόγισε ότι η κλήση των ηλιακών ακτίνων στην Αλεξάνδρεια είναι το 1/50 ενός πλήρους κύκλου (7 12') βόρεια της κατακόρυφου όταν ο ήλιος βρίσκεται στο ζενίθ. Εκτίμησε επίσης ότι η απόσταση μεταξύ των δυο πόλεων ήταν 5000 στάδια (περίπου 500 μίλια ή 793,8 km). Θεώρησε ότι η Γη είναι σφαιρική, και αφού ένα τόξο 7,2 ο αντιστοιχεί σε απόσταση 793,8 km, υπολόγισε ότι η περιφέρεια της Γης είναι: Π = 793,8 x 360/7,2 = km 4

5 Μέτρηση της περιφέρειας της Γης με τη μέθοδο του Ερατοσθένη h h sh 1 h h sh Μέτρηση γωνιών σε διαφορετικούς τόπους που βρίσκονται στον ίδιο μεσημβρινό την ώρα που ο Ήλιος βρίσκεται στο ζενίθ 5

6 Μέτρηση της περιφέρειας της Γης με τη μέθοδο του Ερατοσθένη 6

7 Μέτρηση της περιφέρειας της Γης με τη μέθοδο του Ερατοσθένη 7

8 Ένα πλανητάριο στον υπολογιστή σας και στη σχολική τάξη 8

9 Μέτρηση της περιφέρειας της Γης με τη μέθοδο του Ερατοσθένη Μέτρηση της σκιάς κατακόρυφης ράβδου (Μαθητές δημοτικού ΕΑ) Μέτρηση της σκιάς κατακόρυφης ράβδου (Μαθητές γυμνασίου Γλυφάδα) 9

10 Μέτρηση της περιφέρειας της Γης με τη μέθοδο του Ερατοσθένη Μέτρηση της σκιάς κατακόρυφης ράβδου (Μαθητές δημοτικού, Φινλανδία) 10

11 Μέτρηση της περιφέρειας της Γης με τη μέθοδο του Ερατοσθένη 11

12 Μέτρηση της περιφέρειας της Γης με τη μέθοδο του Ερατοσθένη 12

13 Παραδείγματα εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων με χρήση απομακρυσμένων και εικονικών εργαστηρίων Πόσο διαρκεί μια ημέρα στο Δία; 13

14 Πόσο διαρκεί μια ημέρα στο Δία; Εκπαιδευτική Δραστηριότητα με βάση: Αστρονομικές εικόνες Γεωμετρία Χρήση λογισμικού επεξεργασίας εικόνων Διάρκεια: 2 διδακτικές ώρες ή ανάθεση project Ηλικία: 12-15,

15 Πόσο διαρκεί μια ημέρα στο Δία; Εκπαιδευτικοί στόχοι: Συλλογή πληροφοριών και εικόνων για πλανήτες από το διαδίκτυο Γνωριμία με τη σημασία του μοντέλου εξέλιξης ενός φυσικού συστήματος και επιβεβαίωση (ή μη) αυτού του μοντέλου μέσα από πειράματα και μετρήσεις Εκμάθηση χρήσης λογισμικού ανάλυσης εικόνων/δεδομένων Χρήση εξισώσεων στατιστικής σε ένα φυσικό σύστημα Αύξηση του ενδιαφέροντος και των κινήτρων των μαθητών για πραγματοποίηση δραστηριοτήτων στην Αστρονομία - Φυσική 15

16 Χρήση ρομποτικού τηλεσκοπίου για συλλογή εικόνων του Δία 16

17 Χρήση του θεωρητικού υπόβαθρου S spot κηλίδα rotation plane Επίπεδο περιστροφής equator ισημερινός άξονας περιστροφής rotation axis N 17

18 Χρήση του SalsaJ για επεξεργασία και ανάλυση δεδομένων Δ Fig 2. The spot rotation from Jupiter South Pole 18

19 Υποστήριξη της δραστηριότητας από ψηφιακό εκπαιδευτικό περιεχόμενο 19

20 Πόσο διαρκεί μια ημέρα στον Ήλιο; Τέσσερις φωτογραφίες του Ήλιου με χρονική διαφορά 24 ωρών. Οι μαθητές αναλύουν τις φωτογραφίες, εντοπίζουν τις κηλίδες, μετρούν την μετατόπιση τους και υπολογίζουν την ταχύτητα ιδιο-περιστροφής του Ήλιου. 20

21 Παραδείγματα εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων με χρήση απομακρυσμένων και εικονικών εργαστηρίων FAULKES ρομποτικά τηλεσκόπια 21

22 Ρομποτικά τηλεσκόπια FAULKES (Αυστραλία, Χαβάη) στη διάθεση των εκπαιδευτικών όλου του κόσμου 22

23 Ρομποτικά τηλεσκόπια FAULKES (Αυστραλία, Χαβάη) στη διάθεση των εκπαιδευτικών όλου του κόσμου 23

24 Συγκρούσεις Γαλαξιών Λογισμικό προσομοίωσης 24

25 Συγκρούσεις Γαλαξιών Παρουσίαση με μορφή εργαστηριακής εργασίας Τσουρλιδάκη Ελευθερία 25

26 Συγκρούσεις Γαλαξιών 26

27 Παραδείγματα εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων με χρήση απομακρυσμένων και εικονικών εργαστηρίων Τα πειράματα του CERN στη σχολική τάξη 27

28 Τα πειράματα του CERN στη σχολική τάξη 28

29 Τα πειράματα του CERN στη σχολική τάξη Εικονική επίσκεψη μαθητών σχολείων στο κέντρο ελέγχου του πειράματος ATLAS 29

30 Τα πειράματα του CERN στη σχολική τάξη Ανάλυση δεδομένων πειράματος σωματιδιακής φυσικής στη σχολική τάξη (Διατήρηση ορμής/ενέργειας/φορτίου) 30

31 Τα πειράματα του CERN στη σχολική τάξη Ανάλυση δεδομένων πειράματος σωματιδιακής φυσικής στη σχολική τάξη Γεγονότα διάσπασης σωματίου Higgs στο πείραμα CMS (Διατήρηση ορμής/ενέργειας/φορτίου Ανακάλυψη του σωματιδίου Higgs) Πείραμα CMS 31

32 Η ανάγκη για την οργάνωση των εικονικών και απομακρυσμένων εργαστηρίων 32

33 Αναζητώντας εκπαιδευτικό υλικό και εργαλεία Μια αναζήτηση στο Google για εργαστήριο για διατήρηση της ορμής επιστρέφει πηγές! 33

34 Πρωτοβουλίες οργάνωσης εργαστηρίων και εκπαιδευτικού υλικού 125 διαδραστικές προσομοιώσεις και 266 εκπαιδευτικές δραστηριότητες 34

35 Πρωτοβουλίες οργάνωσης εργαστηρίων και εκπαιδευτικού υλικού 273 πειράματα και 171 χρήστες 35

36 Πρωτοβουλίες οργάνωσης εργαστηρίων και εκπαιδευτικού υλικού 36

37 Το όραμα του Go-Lab Ερευνητικό/εκπαιδευτικό ευρωπαϊκό έργο Go-Lab, συμμετοχή από 15 χώρες 37

38 Εκπαιδευτικά ολοκληρωμένη οργάνωση των εικονικών και απομακρυσμένων εργαστηρίων Οργάνωση εργαστηρίων προσφέροντας υποστήριξη με εκπαιδευτικό υλικό και εργαλεία και διάθεσή τους στην κοινότητα των χρηστών 38

39 Ένα οικοσύστημα χρηστών, εργαστηρίων και εκπαιδευτικού υλικού Ένας κόσμος online εργαστηρίων, και εκπαιδευτικού υλικού, μόνο ένα κλικ μακριά μέσα από το Go-Lab 39

40 Αναζητώντας με βάση τις μεγάλες ιδέες της επιστήμης 40

41 Αναζητώντας με βάση τις μεγάλες ιδέες της επιστήμης 41

42 Ακολουθώντας το διερευνητικό μοντέλο διδασκαλίας Place Προσανατολισμός Υπόθεση Προσανατολισμός Πείραμα Συμπέρασμα 42

43 Ακολουθώντας το διερευνητικό μοντέλο διδασκαλίας Υπόθεση Υπόθεση Προσανατολισμός Πείραμα Συμπέρασμα 43

44 Ακολουθώντας το διερευνητικό μοντέλο διδασκαλίας Πειραματισμός Υπόθεση Προσανατολισμός Πείραμα Συμπέρασμα 44

45 Ακολουθώντας το διερευνητικό μοντέλο διδασκαλίας Συμπέρασμα Υπόθεση Προσανατολισμός Πείραμα Συμπέρασμα 45

46 Ακολουθώντας το διερευνητικό μοντέλο διδασκαλίας Επισκόπηση - Σύνοψη 46

47 Ερευνητικό/εκπαιδευτικό ευρωπαϊκό έργο Go-Lab Για περισσότερες πληροφορίες, εκδήλωση ενδιαφέροντος, παρουσίαση στο σχολείο σας, παρακαλώ επικοινωνήστε στο ή στο

48 Επιστημονικές πειραματικές διατάξεις και εικονικά πειράματα στην υπηρεσία της εκπαιδευτικής διαδικασίας Δρ. Γεώργιος Μαυρομανωλάκης Τμήμα Έρευνας και Ανάπτυξης Ελληνογερμανική Αγωγή Μέτρηση της περιφέρειας της Γης με τη μέθοδο του Ερατοσθένη Πόσο διαρκεί η ημέρα στον πλανήτη Δία ή στον Ήλιο Ρομποτικά τηλεσκόπια FAULKES Τα πειράματα του CERN στη σχολική τάξη

49 Ακούω και ξεχνώ. Βλέπω και θυμάμαι. Κάνω και καταλαβαίνω. 我聽到了, 我忘了 我看, 我記得 我做的, 我明白了 Κομφούκιος (Κινέζος φιλόσοφος, π.χ.) Μέτρηση της περιφέρειας της Γης με τη μέθοδο του Ερατοσθένη Δρ. Γεώργιος Μαυρομανωλάκης Πόσο διαρκεί η ημέρα στον πλανήτη Δία ή στον Ήλιο Ρομποτικά τηλεσκόπια FAULKES Τα πειράματα του CERN στη σχολική τάξη