Υλικό Επιμόρφωσης Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips Περιεχόμενο: Α. Γραφικά εικονικά πειράματα Crocodile Clips Β. Σκοπός των Crocodile Clips Γ. Διαφορετικές προσεγγίσεις των Crocodile Clips Δ. Πρώτα βήματα στα Crocodile Clips Ε. Παραδείγματα με τα Crocodile Clips για τον εικονικό σχεδιασμό πειραμάτων Φυσικής και Χημείας ΣΤ. Βιβλιογραφία Α. Γραφικά εικονικά πειράματα crocodile clips Α.1. Τι είναι Crocodile Clips; Οι Crocodile Clips είναι ένα σύνολο διδακτικών πακέτων προσομοίωσης και μοντελοποίησης που αφορούν τη Φυσική τη Χημεία, τις ICT και τον προγραμματισμό, το σχέδιο, την τεχνολογία και τα μαθηματικά. Αυτά τα εργαλεία λογισμικού επιτρέπουν τον ευέλικτο πειραματισμό με ακρίβεια σε εικονικά εργαστήρια. Ετσι τα Crocodile Clips είναι ένα εικονικό εργαλείο με το οποίο είναι εύκολο να δημιουργηθούν εικονικά πειράματα. Τα Crocodile Clips είναι ευέλικτα, ισχυρά, ακριβή εργαλεία και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε όλες τις ηλικίες μεταξύ 10 και 18 ετών. A.2. Εργαστήρια που αναπτύσσονται με τους Crocodile Clips Το λογισμικό των Crocodile Clips αποβλέπει συγκεκριμένα στην εκπαίδευση εκπαιδευτικών και μαθητών σε ένα ευρύ φάσμα εννοιών των θετικών επιστημών. Τα Crocodile Clips είναι χρήσιμα για διδασκαλία είτε με τη χρήση «ψηφιακού πίνακα» είτε με τη χρήση στο εργαστήριο ηλεκτρονικών υπολογιστών. Το λογισμικό πρέπει να εγκατασταθεί σε κάθε υπολογιστή. Μια νέα έκδοση του λογισμικού είναι διαθέσιμη για κατέβασμα από τον ιστότοπο [ 1 ]. Με χρήση ενός ψηφιακού πίνακα ο δάσκαλος μπορεί να χρησιμοποιήσει τις έτοιμες προσομοιώσεις και τα μοντέλα σε διάφορες διδακτικές ενότητες, για να πετύχει την αλληλεπίδραση με τη χρήση πολυμέσων στα μαθήματα των θετικών επιστημών. Δύο διαφορετικές προσεγγίσεις σε αυτήν την χρήση είναι δυνατές: "για αρχαρίους" και " για προχωρημένους ". Με τους " αρχαρίους" οι χρήστες πρέπει να ακολουθήσουν ακριβώς τις οδηγίες του προγράμματος για να αλληλεπιδράσουν με τις έτοιμες εφαρμογές. Με δύο ή τρία clicks οι χρήστες θα τρέχουν μια πολύ καλή αλληλεπιδραστική εφαρμογή. Δεδομένου ότι τα Crocodile Clips περιέχουν δεκάδες παραδειγμάτων, αυτή η επιλογή είναι η Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 1/58
καλλίτερη δυνατότητα για χρήση από τον εκπαιδευτικό η το μαθητή στα πρώτα βήματα χρησιμοποίησης αυτού του εικονικού εργαλείου διδασκαλίας. Τα Crocodile Clips "για προχωρημένους" προσφέρουν βιβλιοθήκη διάφορων "συσκευών " για να οικοδομήσουν την αλληλεπίδρασή τους με τους χρήστες. Παραδείγματος χάριν, η "βιβλιοθήκη ηλεκτρικής ενέργειας" περιέχει τους αντιστάτες, τα πολύμετρα, τους λαμπτήρες, διακόπτες, τα καλώδια κ.λπ... Η "βιβλιοθήκη οπτικής" περιέχει τους φακούς, τους φανούς, τις οθόνες, τις σχισμές, τα φίλτρα χρώματος κ.λπ... Η "βιβλιοθήκη μηχανικών" προσφέρει ελατήρια, σφαίρες, ράβδους και τα λοιπά. Η γραφική παράσταση που αφορά στις μετρήσιμες ιδιότητες μπορεί να σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας τη "βιβλιοθήκη παρουσίασης". Οι Crocodile Clips είναι επίσης μια καλή πηγή για τον προγραμματισμό των μαθημάτων στο εργαστήριο υπολογιστών. Οι δάσκαλοι χρησιμοποιούν μοντέλα προσομοιώσεων για τις διάφορες ενότητες από το πρόγραμμα ή δημιουργούν οι ίδιοι τα μοντέλα προσομοιώσεων που επιθυμούν βαθμιαία. Και στις δύο περιπτώσεις λαμβάνονται υπόψη οι ανάγκες των μαθητών και η χρήση κάθε προσομοίωσης συνοδεύεται και οι μαθητές θα πρέπει να εργάζονται χρησιμοποιώντας ένα λειτουργικό φύλλο εργασίας με τους στόχους και τις οδηγίες. Μερικά καλά τηλεοπτικά-σεμινάρια παρέχονται από την εταιρία παραγωγής του λογισμικού. Αυτά τα σεμινάρια, με ταινίες λήψης( video,όχι περισσότερο από 5 λεπτά) θα βοηθήσουν τους χρήστες να κάνουν, παραδείγματος χάριν, τα πρώτα βήματα με τη χρήση του crocodile στη φυσική. Τα video βρίσκονται στις ιστοσελίδες: - Για την ηλεκτρική ενέργεια: http://www.crocodile-clips.com/shared/videos/cp/electricity.html - Για τα εναλλασσόμενα ρεύματα: http://www.crocodile-clips.com/shared/videos/cp/alternating_currents.html - Για την κίνηση: http://www.crocodile-clips.com/shared/videos/cp/motion.html - Για το εκκρεμές και την απλή Αρμονική ταλάντωση: http://www.crocodile-clips.com/shared/videos/cp/oscillations.html - Για τα διαγράμματα του Ray: http://www.crocodile-clips.com/shared/videos/cp/ray_diagrams.html - Για τα κύματα: http://www.crocodile-clips.com/shared/videos/cp/waves.html - Για την οπτική: http://www.crocodile-clips.com/shared/videos/cp/optics.html Τα Crocodile Clips έχουν ένα έξυπνο περιβάλλον διεπαφής που τα καθιστούν κατάλληλα για τη δευτεροβάθμια εκπαίδευση. Υπάρχουν ακόμη και μερικές χρήσεις στην πρωτοβάθμια εκπαίδευση. Στις παρακάτω ιστοσελίδεςπεριέχονται δύο επιλεγμένα παραδείγματα διαφορετικών επιπέδων: - η χρησιμοποίηση των Crocodile Clips για να διδάξει την βασική επιστήμη: http://www.mape.org.uk/curriculum/science/science14.htm - Η ανακάλυψη της ηλεκτρονικής: http://www.doctronics.co.uk/detitle.htm Β. Σκοπός των Crocodile Clips Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 2/58
Τα εικονικά όργανα μετρήσεων μπορεί να χρησιμοποιηθούν για την οικοδόμηση μικρών εφαρμογών που μιμούνται τις πραγματικές συσκευές και τα όργανα που λειτουργούν, για την απεικόνιση και τη διαμόρφωση πραγματικών διαδικασιών. Είναι όχι μόνο ένα ισχυρό εργαλείο για να αντικαταστήσει τα επικίνδυνα ή ακριβά πειράματα αλλά και ένα καλό συμπλήρωμα στην εκπαίδευση των μαθητών στο πραγματικό εργαστήριο. Ο κύριος στόχος των Crocodile Clips είναι να επιδειχθεί πώς αυτό το πρόγραμμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την οικοδόμηση απλών εφαρμογών, που βασίζονται στο υλικό αυτό-κατάρτισης που συμπεριλαμβάνεται στο ίδιο στο πρόγραμμα. Η χρησιμοποίηση των πακέτων λογισμικού στα γνωστικά αντικείμενα Crocodile Clip (φυσική crocodile, χημεία crocodile, μαθηματικά crocodile, τεχνολογία crocodile, crocodile ICT&Computing) γίνεται με τον ίδιο τρόπο όπως σε όλα τα διδακτικά πακέτα. Λόγω της παρόμοιας χρήσης όλων των clips crocodile, θα περιγραφούν παραδείγματα σχετικά με τη χρήση του πακέτου φυσικής crocodile. Μόλις εκπαιδευθούν οι χρήστες για να χρησιμοποιήσουν την εφαρμογή φυσικής crocodile, θα είναι σε θέση να σχεδιάσουν εικονικά πειράματα επίσης και με τα άλλα γνωστικά αντικείμενα του λογισμικού crocodile clips. Επιπλέον, οι χρήστες μπορούν να συμβουλευθούν άλλα υλικά κατάρτισης που παρέχονται για τους Crocodile Clips, στην ιστοσελίδα: http://www.crocodileclips.com/s6_0.htm [ 2 ]. Γ. Διαφορετικές προσεγγίσεις των Crocodile Clips Τα σχολεία που έχουν μια άδεια ή που χρησιμοποιούν μια ελεύθερη επίδειξη(demo), χρειάζονται το πρόγραμμα, για να εγκατασταθεί σε κάθε υπολογιστή. Με αυτή τη διαδικασία ούτε αρχείο ούτε τυποποιημένο αρχείο σχήματος μπορούν να εξάγονται. Έτσι, οι μαθητές μπορούν να κατασκευάσουν τα πειράματά τους ή να αλληλεπιδράσουν με εκείνα που προετοιμάζονται από το δάσκαλο. Η φυσική crocodile είναι επίσης ένα ισχυρό εργαλείο στον ψηφιακό Πίνακα. Μερικά πειράματα παρουσιαζόμενα στον ψηφιακό πίνακα μπορούν να βοηθήσουν τους εκπαιδευτικούς που διδάσκουν τις βασικές αρχές της φυσικής. Τα crocodile είναι σχεδιασμένα για τρία είδη χρηστών φυσικής: Μαθητές που επιλύουν και αλληλεπιδρούν με τα σχεδιασμένα εικονικά πειράματα, μαθητές που κατασκευάζουν τα πειράματά τους και εκπαιδευτικούς που χρησιμοποιούν τον ψηφιακό πίνακα στην τάξη [ 3..4 ]. Στις οδηγίες που ακολουθούν, θα παρουσιαστούν δραστηριότητες από διάφορα θέματα της φυσικής που καλύπτουν τις ενότητες : Ηλεκτρονική, δυνάμεις και κίνηση, οπτική και κύματα. Το τελευταίο τμήμα των οδηγιών αναφέρεται στη σχεδίαση μιας γραφικής παράστασης και συμπληρώνει αυτήν την παρουσίαση. Δ. Πρώτα βήματα Αυτό το τμήμα των οδηγιών σχεδιάστηκε για να καθοδηγήσει βαθμιαία τους χρήστες, για τη δημιουργία μερικών απλών πειραμάτων. Οι χρήστες πρέπει να ακολουθήσουν τις οδηγίες προσεκτικά και να προσπαθήσουν να κάνουν τις ασκήσεις που προτείνονται στο τέλος κάθε τμήματος. Στις επόμενες σελίδες, ο χρήστης θα βρει πολλές οθόνες (screenshots), που μερικές από αυτές περιέχουν υποδείξεις που μπορούν να φανούν χρήσιμες. Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 3/58
Οθόνη Υποδοχής (welkome screen): Η γενική άποψη των επιλογών της Οθόνης Υποδοχής παρουσιάζονται στην οθόνη 1a. Με το κουμπί m ο χρήστης οδηγείται για να δει και να χρησιμοποιήσει την πλήρη οθόνη (αριθμός 1b). Η διαδικασία για να επιστρέψει στο 1α οποιαδήποτε στιγμή, μπορεί να γίνει με το να πιέσει πάλι το κουμπί m. a) Σχήμα 1α γενική άποψη των επιλογών εισαγωγής του ΜΕΝΟΥ: α) ο τρόπος Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 4/58
b) Σχήμα 1 γενική άποψη των επιλογών εισαγωγής του ΜΕΝΟΥ: β) ο πλήρης τρόπος οθόνης Κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού του εικονικού πειράματος, τα κουμπιά για μικρή διακοπή(παύση) και επανεκκίνηση μπορούν να χρησιμοποιηθούν (Σχήμα 2). Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 5/58
Σχήμα 2 χρήση των κουμπιών Παύσης και Επανεκκίνησης κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού εικονικού πειράματος Οι δίσκοι αντικειμένων είναι διαφορετικοί για κάθε ενότητα (σχήμα 3a). Μπορούν να χρησιμοποιηθούν από σύρσιμο μέσα ή έξω από το δίσκο. Παραδείγματος χάριν, μια σφαίρα που σέρνεται από το δίσκο αντικειμένων φαίνεται στο σχήμα 3b. Οι πιθανές ενέργειες του χρήστη με αυτούς τους δίσκους αντικειμένων περιγράφονται πάντα στην κατώτατη πλευρά του παραθύρου εφαρμογής. Ένα άλλο όργανο μπορεί να εισαχθεί στο δίσκο. Τα χαρακτηριστικά αυτού του οργάνου θα μπορούσαν να οργανωθούν από το χρήστη με τη βοήθεια του κιβωτίου ιδιοτήτων. Παραδείγματος χάριν, μια ράβδος θα μπορούσε να συνδεθεί με τη σφαίρα και τα χαρακτηριστικά της μπορούν να αλλάξουν με τη χρησιμοποίηση του κιβωτίου ιδιοτήτων (σχήμα 4). Οι ιδιότητες μπορούν να αφορούν τα διαφορετικά αντικείμενα, δηλ.: σφαίρα (ταχύτητα, θέση κ.λπ. Χ), ράβδος (έντυπο το κάθετο κ.λπ. γωνίας). a) Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 6/58
b) Σχήμα 3 χρήση του Κιβωτίου Εργαλείων κατά τη διάρκεια της σχεδίασης του εικονικού πειράματος Α) γενική άποψη των αναγκαίων Εργαλείων β) σύρσιμο στην οθόνη του αναγκαίου Εργαλείου Σχήμα 4 χρήση του Κιβωτίου Ιδιοτήτων κατά τη διάρκεια της σχεδίασης του εικονικού πειράματος Α. Παραδείγματα των Crocodile Clips για τον εικονικό σχεδιασμό πειραμάτων φυσικής Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 7/58
E.1. Ηλεκτρικό κύκλωμα. Στο τέλος αυτής της δραστηριότητας ο χρήστης θα είναι σε θέση να οργανώσει ένα απλό πείραμα κυκλωμάτων χρησιμοποιώντας τους λαμπτήρες, τις παροχές ηλεκτρικού ρεύματος, τα αμπερόμετρα, τα βολτόμετρα, τους αντιστάτες κ.λπ. Πληκτρολόγησε: ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ > > ΕΙΣΑΓΩΓΗ > > εγκατέστησε ένα απλό κύκλωμα. Τα συστατικά του αναγκαίου κυκλώματος (μπαταρία, λαμπτήρας ή διακόπτης) θα συρθούν στην περιοχή κατασκευής του πειράματος (σχήμα 5). Η τάση μπορεί να τεθεί ακριβώς με ενεργοποίηση του κουμπιού «9 V» που βρίσκεται αριστερά της πηγής παροχής ηλεκτρικού ρεύματος.(σχήμα 6). Η σύνδεση μεταξύ του διακόπτη, της μπαταρίας και του λαμπτήρα μπορεί να γίνει με το σύρσιμο του ποντικιού μεταξύ των στοιχείων κυκλωμάτων (σχήμα 7). Για να ανάψει ο λαμπτήρας, ο χρήστης πρέπει να κλείσει το διακόπτη (σχήμα 8). Ενεργοποιώντας τον επιλογέα τάσης, ο χρήστης μπορεί να επιλέξει μια διαφορετική τάση. Παραδείγματος χάριν, ο χρήστης μπορεί να επιλέξει την τάση 90V (σχήμα 9). Μετά να κλείσει πάλι το διακόπτη, και θα δει ότι ο λαμπτήρας θα «καεί» λόγω της υψηλής τάσης και ένα χαρακτηριστικό σημάδι «αλάρμ» θα εμφανιστεί στο κύκλωμα (σχήμα 10). Η διόρθωση των λαθών μπορεί να γίνει με τη ενεργοποίηση του κουμπιού «αλάρμ» και να ακολουθήσει τις οδηγίες που θα εμφανιστούν. (σχήμα 11). Τελικά, ένα νέο κύκλωμα μπορεί να σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας τα ίδια στοιχεία με επιλογή των κατάλληλων χαρακτηριστικών (σχήμα 12). Σχεδίο 5 Πρώτα βήματα για την οργάνωση ενός απλού κυκλώματος: επιλογή των αναγκαίων συστατικών του κυκλώματος Σχήμα 6 οργάνωση της παροχής ηλεκτρικού ρεύματος με τη χρησιμοποίηση της πηγής τροφοδοσίας των "9V" Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 8/58
Σχήμα 7 σύνδεση των στοιχείων του κυκλώματος Σχήμα 8 Ανάβοντας τον λαμπτήρα πιέζοντας το κουμπί του διακόπτη Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 9/58
Σχήμα 9 αλλάζοντας την τάση με τον κατάλληλο χειρισμό του επιλογέα τάσης. Σχήμα 10 Ένδειξη «αλάρμ» όταν γίνουν λάθη στο κύκλωμα (από τον χρήστη) Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 10/58
Σχήμα 11 γενική άποψη μετά από τη διόρθωση των λαθών (μετά από αλάρμ) Σχήμα 12 δυνατότητα για επανασχεδίαση του κυκλώματος E.1.1. Δραστηριότητες 1. Βάλε ένα αμπερόμετρο και ένα βολτόμετρο στο κύκλωμα όπως φαίνεται στο σχήμα 13 και δοκίμασε αν δουλεύουν. Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 11/58
Σχήμα 13 παράδειγμα σχεδίασης ηλεκτρικού κυκλώματος με τα Crocodile Clips 2. Επέλεξε ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ(CONTENT) >>CIRCUITS>>BASIC για την προσπάθεια να οργανωθεί ένα κύκλωμα όπως δείχνει το σχήμα 14. Παρατηρήστε ότι οι ωραίες εικόνες της μπαταρίας, του λαμπτήρα κ.λπ. δεν μπορούν να αλλάξουν. Για να ρυθμίσετε μερικές μεταβλητές, επιλέξτε τις «σχηματικές εικόνες», όπως το αμπερόμετρο, ο ροοστάτης κ.λπ. Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 12/58
Σχήμα 14 παράδειγμα για ένα πιο σύνθετο ηλεκτρικό κύκλωμα με τα Crocodile Clips 3. Κοιτάξτε στο CONTENTS>>CIRCUITS για να μάθετε περισσότερα για αυτό το θέμα. Προσπαθήστε να κατασκευάσετε το κύκλωμά σας E.2. Διαγράμματα ακτίνων φωτεινής δέσμης Μετά από αυτή τη δραστηριότητα που περιγράφεται, ο χρήστης θα είναι σε θέση να οργανώσει ένα πείραμα οπτικής χρησιμοποιώντας ένα αντικείμενο, έναν φακό και μια οθόνη. Ο χρήστης θα κληθεί επίσης να οργανώσει το πείραμά του/της χρησιμοποιώντας το φάκελο οπτικής (βιβλιοθήκη αντικειμένων). Επέλεξε: CONTENTS>>INTRODUCTION>>Δημιούργησε ένα απλό διάγραμμα ακτίνων (Σχήμα 15). Όλα τα οπτικά πειράματα πρέπει να γίνουν σε μια συγκεκριμένη περιοχή της οθόνης που το μέγεθος και τη θέση καθορίζει ο χρήστης με σύρσιμο του κέρσορα. (Σχήμα 16). Σχήμα 15 Σχεδίαση ενός απλού οπτικού πειράματος Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 13/58
Σχήμα 16 τοποθέτηση του αντικειμένου στο οπτικό διάγραμμα Για να αλλάξει μια εικόνα, ο χρήστης πρέπει να ενεργοποιήσει το βέλος. Το σχήμα 17 επεξηγεί ένα παράδειγμα με την εικόνα "καταρράκτης". Σχήμα 17 η αλλαγή της εικόνας στο οπτικό διάγραμμα Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 14/58
Μετά από αυτόν, ο χρήστης θα σύρει τον κυρτό φακό και θα τον τοποθετήσει στον άξονα της φωτεινής δέσμης. Μπορεί να δει τις ακτίνες από το αντικείμενο που περνά μέσω του φακού και που διαμορφώνει τη νέα εικόνα (αριθμός 18). Το αντικείμενο θα μπορούσε να συρθεί στην οθόνη και να κινηθεί κατά μήκος του άξονα (σχήμα 19 21). Για να πάρει μια εστιασμένη εικόνα, η οθόνη πρέπει να τοποθετηθεί στο σωστό σημείο όπου οι ακτίνες συγκλίνουν, διαφορετικά μια συγκεχυμένη (θολή) εικόνα εμφανίζεται. Σχήμα 18 παράδειγμα κυρτού φακού στο οπτικό διάγραμμα Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 15/58
Σχήμα 19 παράδειγμα με σύρσιμο εικόνας στο οπτικό διάγραμμα και η κίνησή της κατά μήκος του άξονα Σχήμα 20 παράδειγμα με σύρσιμο εικόνας στο οπτικό διάγραμμα και Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 16/58
η κίνησή της κατά μήκος του άξονα Σχήμα 21 παράδειγμα με σύρσιμο εικόνας στο οπτικό διάγραμμα και η κίνησή της κατά μήκος του άξονα E.2.1. Ασκήσεις 1. Μάθετε περισσότεροι για την οπτική εξερευνώντας την επιλογή "ready to use" της ενοτητας τηςοπτικής CONTENTS>>OPTICS. 2. Τώρα, θα δείτε μια άσκηση που χρησιμοποιεί μόνο τη βιβλιοθήκη (parts Library). Προσπαθήστε να πάρετε το διάγραμμα του σχήματος 22 από τη βιβλιοθήκη. Διαβάστε προσεκτικά το κείμενο στο επόμενο σχήμα. Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 17/58
Σχήμα 22 παράδειγμα για τη δημιουργία ενός απλού οπτικού διαγράμματος E.3. Ομαλή και επιταχυνόμενη κίνηση Στο τέλος αυτής της δραστηριότητας, ο χρήστης θα είναι σε θέση να οργανώσει ένα πείραμα κινήσεων χρησιμοποιώντας μια σφαίρα, μια ράβδο και, προφανώς, το έδαφος. Επέλεξε: CONTENTS>>INTRODUCTION>>Πραγματοποίησε ένα πείραμα κινήσεων (σχήμα 23). Καταρχήν, ο χρήστης πρέπει να τοποθετήσει τη σφαίρα στη περιοχή κινήσεων, της οθόνης (σχήμα 24). Κατόπιν, θα σύρει τη λαβή ταχύτητας (ο μικρός ασημένιος κύκλος που εμφανίζεται στο κέντρο όταν ο κέρσορας βρίσκεται πάνω από τη σφαίρα) για να δώσει ταχύτητα στη σφαίρα, όπως φαίνεται στο σχήμα 25. Σχήμα 23 που δημιουργεί ένα παράθυρο πειράματος κινήσεων Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 18/58
Σχήμα 24 τοποθέτηση της σφαίρας στο παράθυρο πειράματος κινήσεων Σχήμα 25 επιλογή της ταχύτητας της σφαίρας Τη σφαίρα μπορεί να σταματήσει πατώντας το κουμπί παύσης(pause) (σχήμα 26). Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 19/58
Σχήμα 26 σταμάτημα της σφαίρας με τη χρήση του κουμπιού παύσης Όταν ο χρήστης σύρει το έδαφος στο χώρο του πειράματος, έδαφος και βαρυτική δύναμη θα εμφανιστούν αμέσως (27). Επιλέγοντας τη ράβδο(rod) η σφαίρα αυτή θα αρχίσει να κάνει αρμονική ταλάντωση (σχήμα 28-29). Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 20/58
Το Σχήμα 27 αυτόματη παρουσίαση του εδάφους και της δύναμης βαρύτητας Σχήμα 28 απεικόνιση αρμονικών κινήσεων Σχήμα 29 απεικόνιση αρμονικών κινήσεων Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 21/58
E.3.1. Ασκήσεις 1. ΞΑΝΑΦΟΡΤΩΣΤΕ αυτήν την δραστηριότητα. Απελευθερώστε τη σφαίρα και ρυθμίστε τις ιδιότητες της σφαίρας (ελαστικότητα, ακτίνα κ.λπ.), των τοίχων και του εδάφους. 2. Μάθετε πώς να σχεδιάζεται μια γραφική παράσταση. Ανοίξτε και ακολουθήστε τις οδηγίες CONTENTS>>MOVEMENT>>GRAPHS ΑΠΟΣΤΑΣΗ/ΧΡΟΝΟΣ ΚΑΙ CONTENTS>>MOVEMENT>>GRAPHS ΤΑΧΥΤΗΤΑ/ΧΡΟΝΟΣ E.4. πειράματα κυμάτων Μετά από αυτό τη δραστηριότητα ο χρήστης θα είναι σε θέση να οργανώσει ένα πείραμα κυμάτων σε δύο διαστάσεις, χρησιμοποιώντας τις πηγές, τους ανιχνευτές, διάφορα εμπόδια, κ.λπ. Καταρχήν, η σχετική ενότητα με τα πειράματα κυμάτων θα επιλεγεί από τις CONTENTS>>INTRODUCTION (σχήμα 30). Ο χρήστης θα κληθεί να οργανώσει το πείραμα χρησιμοποιώντας το φάκελο οπτικής (βιβλιοθήκη οπτικής). Μετά από αυτό, ο χρήστης πρέπει να σύρει στην πηγή (line source) και να τη τοποθετήσει στο χώρο κυμάτων (μια σημειακή πηγή ή μια κινούμενη σημειακή πηγή ή μια πηγή επιπέδων κυμάτων μπορεί να χρησιμοποιηθεί ) (αριθμός 31). Σχήμα 30 άποψη του αρχικού ΜΕΝΟΥ (ενότητα κυμάτων) Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 22/58
Σχήμα 31 τοποθέτηση της πηγής στο πείραμα κυμάτων Τις ιδιότητες της πηγής κυμάτων μπορούν να αλλάξουν με την επιλογή properties panel (τελευταία λωρίδα στα αριστερά στις ιδιότητες επιλογών, όπως φαίνεται στο σχήμα 32). Σχήμα 32 οργάνωση των ιδιοτήτων πηγής χρησιμοποιόντας το πλαίσιο ιδιοτήτων (properties Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 23/58
panel) Πρέπει να διευκρινιστεί ότι αυτές οι επιλογές αναφέρονται στις ιδιότητες σημειακής πηγής. Επιλέγοντας 2D Wave space (το σχήμα 33), οι ιδιότητες είναι διαφορετικές (ποιο υγρό, βάθος υγρού κ.λπ.). Σχήμα 33 αλλαγή της λειτουργίας του πλαισίου ιδιοτήτων (properties panel) για την επιλεχθείσα σημειακή πηγή. Σύροντας το τέλος της πηγής (line source), πραγματοποιείται το παρακάτω (Σχήμα 34). Σχήμα 34 δυνατότητες για την αλλαγή του μεγέθους της πηγής Ένα εμπόδιο μπορεί να σχεδιαστεί με το σύρσιμο του φραγμών (sloped block) στη περιοχή του πειράματος (σχήμα 35). κεκλιμένου εργαλείου Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 24/58
Σχήμα 35 χρησιμοποίηση του εργαλείου φραγμών (εμποδίων) Με τον κέρσορα στο φραγμό, οι ιδιότητές του μπορούν να αλλάξουν (από 10 ο και 0.4 cm. Ύψος, σε 20 ο και 1 cm ύψους) όπως φαίνεται στο σχήμα 36. Τοποθετώντας τον κένσορα στα δεξιά του 2D διαστήματος, ο επιλογές menou θα εμφανιστεί στη οθόνη (σχήμα 37). Όταν η διατομή ενεργοποιηθεί, μια κόκκινη γραμμή θα εμφανιστεί και συγχρόνως μια εγκάρσια άποψη της υγρής επιφάνειας θα παρουσιαστεί (σχήμα 38). Η αλλαγή της θέσης της κόκκινης γραμμής θα οδηγήσει σε μια νέα εμφάνιση διατομής (σχήμα 39). Σχήμα 36 αλλαγή των ιδιοτήτων των φραγμών Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 25/58
Σχήμα 37 οι επιλογές του κουμπιού cross section Σχήμα 38 επίδραση κουμπιών cross section Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 26/58
Σχήμα 39 αλλαγή της επίδρασης της θέσης της κόκκινης γραμμής E. 4.1. Ασκήσεις 1. Επέλεξε library>>waves>>2d και οργάνωσε ένα πείραμα που να χρησιμοποιεί (τουλάχιστον): πηγή, ανακλαστήρες, διατομή και ανιχνευτές. 2. Οργανώστε ένα πείραμα για να διδάξετε την αρχή Huygens που εφαρμόζεται σε μια σχισμή. Μεταβάλετε την σχισμή και το μήκος κύματος για να αναλύσετε τα διαφορετικά παραδείγματα. Χρησιμοποιήστε τη δυνατότητα της διατομής στη παρουσίαση. E.5. Χάραξη μιας γραφικής παράστασης Αυτό το τμήμα των οδηγιών σχεδιάστηκε προκειμένου να μάθει ο χρήστης να σχεδιάζει μια γραφική παράσταση. Κατ' αρχάς, η επιλογή της χάραξης γίνεται από την ενότητα γραφικών παραστάσεων από τις επιλογές CONTENTS>>INTRODUCTION (σχήμα 40). Ο χρήστης θα κληθεί να σχεδιάσει τις γραφικές παραστάσεις για μεταβλητές από τα προηγούμενα πειράματά του. Πρέπει να σημειώσουμε ότι οποιαδήποτε μεταβλητή μπορεί να παρασταθεί γραφικά μετά από τις παρακάτω οδηγίες. Το εργαλείο γραφικών παραστάσεων θα συρθεί στο παράθυρο και θα τοποθετηθεί αριστερά της σφαίρας και της ράβδου (σχήμα 41). Κατόπιν, επιλέγουμε το αντικείμενο μελέτης (π.χ. ράβδος) και την ιδιότητα του και το διάγραμμα της ιδιότητας θα εμφανιστεί στη οθόνη. Έτσι, παραδείγματος χάριν, εάν ο χρήστης θέλει της γραφική παράσταση της γωνίας της ράβδου με το χρόνο τοτε θα επιλέξει τον Υ-άξονα της γραφικής παράστασης και θα επιλέξει "γωνία για αυτόν. (σχήμα 42). Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 27/58
Σχήμα 40 σχεδιάζοντας ένα παράθυρο γραφικών παραστάσεων Σχήμα 41 εισαγωγή του εργαλείου γραφικών παραστάσεων στο παράθυρο πειράματος Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 28/58
Σχήμα 42 Επιλογή των ιδιοτήτων της γωνίας Για να αρχίσει η κίνηση του εκκρεμούς, ο χρήστης πρέπει να σύρει τη σφαίρα. Μια γραφική παράσταση σχεδιάζεται καθώς κινείται η σφαίρα. Όταν η γραφική παράσταση δεν είναι αρκετά σαφής, ο χρήστης μπορεί να επιλέξει από τα κουμπιά στοιχείων(fit Data): οριζόντια και κάθετα κατάλληλα στοιχεία π.χ. η τη u x (αριθμός 43). Σχήμα 43 δυνατότητες των οριζόντιων και κάθετων Fit Data που προσφέρονται από τα κατάλληλα κουμπιά Fit Data. Έπειτα, η ταχύτητα μπορεί να σχεδιαστεί (σχήμα 44-45). Δεδομένου ότι η ταχύτητα είναι μια ιδιότητα της σφαίρας, το σύμβολο στόχων πρέπει να συνδεθεί με τη σφαίρα (στο κέντρο της σφαίρας). Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 29/58
Σχήμα 44 Γραφική παράσταση της ταχύτητας της σφαίρας Σχήμα 45 Χρήση της ιδιότητας local part τα στοιχεία του άξονα Χ μπορούν επίσης να επιλεγούν. Η επιλογή της ταχύτητας Ux της σφαίρας θα οδηγήσει στη γραφική παράσταση που φαίνεται στο σχήμα 46. Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 30/58
Σχήμα 46 επίδραση της αλλαγής της ταχύτητας κατά τον άξονα χ Κάθε δραστηριότητα είναι ένα μικρό κινηματογραφικό φιλμ. Στην πραγματικότητα, τα κουμπιά παύσης και ξαναφορτώματος εμφανίζονται όλη την ώρα στο κάτω μέρος του μενού. Η ταχύτητα παρουσίασης μπορεί να μεταβληθεί με μια σειρά τιμών από 0,1 (10 φορές πιό αργή) σε 10.(10 φορές γρηγορότερα) όπως φαίνεται στο σχήμα 47. Σχήμα 47 δυνατότητα της αλλαγής ταχύτητας των φιλμ παουσίασης Ε.5.1 1. Προσθέστε μια γραφική παράσταση στις τέσσερις προηγούμενες ενότητες. E.6. Αναπαραστάσεις Σε αυτό το τμήμα ο χρήστης θα μάθει πώς τα μέρη της παρουσίασης μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην επίδειξη και τον έλέγχο των ιδιοτήτων της προσομοίωσης. Επέλεξε: CONTENTS>>INTRODUCTION>>Using μέρη παρουσίασης (σχήμα 48). Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 31/58
Σχήμα 48 χρησιμοποιόντας το παράθυρο παρουσίασης Κατ' αρχάς, ο χρήστης πρέπει να σύρει για να επιτύχει μεταβολή του μεγέθους σε ένα μέρος του σχήματος( number part)(σχήμα49). Σχήμα 49 Σύρσιμο στο παράθυρο του εργαλείου Number Part Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 32/58
Σχήμα 50 οργάνωση των ιδιοτήτων των Part Numbers Προκειμένου να επιδειχθούν οι ιδιότητες της πηγής κυμάτων, το Number Part πρέπει να αφορά το αντικείμενο της πηγής (σχήμα 50). Σύρε το σύμβολο στόχων(target symbol) στην πηγή επιπέδων κυμάτων(σχήμα 51). Σχήμα 51 σύρσιμο συμβόλου από το Parts Number στην πηγή γραμμών Κατόπιν, επιλέγοντας "ιδιότητα..."(property) η επιλογή ενός μήκους κύματος από τον κατάλογο μπορεί να τεθεί. Το Number Part παρουσιάζει τώρα το μήκος κύματος των κυμάτων που προέρχονται από τη πηγή κυμάτων. Για να μεταβάλουμε το μήκος κύματος, ο χρήστης πρέπει να επιλέξει την πηγή κυμάτων (Line scource) και ενεργοποιώντας τα βελάκια που εμφανίζονται να αυξήσει η να ελαττώσει το μήκος κύματος των επιπέδων κυμάτων(αριθμός 52). Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 33/58
Σχήμα 52 αλλαγή του μήκους κύματος Τώρα θα γίνει η τοποθέτηση ενός ανιχνευτή (κίτρινο σημείο), προκειμένου να ανιχνευθούν τα αποτελέσματα των κυμάτων. Αυτός ο ανιχνευτής εμφανίζει διαφορετικές ιδιότητες, έτσι ένα νέο Number Part πρέπει να προστεθεί με το σύρσιμο του. Κατόπιν, η σύνδεση μεταξύ του συμβόλου στόχων (target symbol) και του ανιχνευτή πρέπει να γίνει. Επιλέγοντας στο Number Part, η επιλογή της ιδιότητας (μετατόπιση, συχνότητα, κ.λπ...) μπορεί να επιτευχθεί (σχήμα 53). Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 34/58
Σχήμα 53 επιλογή της απομάκρυνσης με χρήση των ιδιοτήτων του Number Part Τα παράθυρα που εμφανίζονται στην οθόνη μπορεί να χρησιμοποιηθούν για να αλλάξουν τις ιδιότητες (σχήμα 54). Τα παράθυρα συνδέουν το σύμβολο στόχων (target symbol) με τα διαφορετικά αντικείμενα (πηγή, ανιχνευτής, σχισμή) και μπορούν να κρυφτούν. Στο τέλος, η προσθήκη διατομής της επιφάνειας ύδατος μπορεί να γίνει με την επιλογή του εργαλείου cross section (σχήμα 55). Κατόπιν, με το σύρσιμο της κόκκινης γραμμής η θέση της διατομής μπορεί να αλλάξει (αριθμός 56). Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 35/58
Σχήμα 54 οι δυνατότητες των παραθύρων ΕDIT BOXES Σχήμα 55 προσθήκη ενός Cross Section στην επιφάνεια του ύδατος Σχήμα 56 αλλαγή της θέσης της κόκκινης γραμμής Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 36/58
E.6.1. Ασκήσεις 1. Επαναλάβετε αυτήν την ενότητα ξεκινώντας από ένα κενό αρχείο: α. Ανοίξτε ένα νέο αρχείο: File>>New β. Όλα τα αναγκαία στοιχεία μπορούν να βρεθούν στο φάκελο βιβλιοθήκης. Ανοίξτε δύο φάκελος: I) Waves>>2D Ii) Παρουσίαση(Presentation). Ε1.1. Δημιουργώντας ένα νέο πείραμα Η διαδικασία είναι παρόμοια οποιοδήποτε πρόγραμμα και αν χρησιμοποιούμε : Χημεία, Φυσική ή Τεχνολογία. Αρχιζουμε με την επιλογη File>>New. Ή εναλλακτικά χρησιμοποιώντας την επιλογη New Model θα παρουμε το παρακάτω : Εικ. 57 Η βιβλιοθήκη και το μενού της Χημείας στο Crocodile Εικ. 58 Το μήνυμα έναρξης για τη Χημεία στο Crocodile Μετά διαθέτουμε για χρήση το εικονικό εργαστήρι που προσφερεται από το εργαλείο μαζί με τα παρελκόμενα, εργαστηριακά υλικά και βοηθήματα για την οργάνωση και καθοδήγηση του σπουδαστή. Επιλέξατε το πάνελ Parts Library στη αριστερή πλευρά (εικ. 57). Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 37/58
Ε.7.1 Σκηνές Εικ. 59 Γενική Άποψη του Μενού Παρουσίασης Κάθε μία από τις διαθέσιμες λευκές σελίδες καλείται «Σκηνή». Κοιτάζοντας στην βάση του παράθυρου μπορούμε να δούμε τρία κουμπιά που αντιστοιχούν σε 3 διαφορετικές σκηνές (εικ.60). Εικ. 60 Οργάνωση εικονικού πειράματος με διάφορες σκηνές. Αυτόματα δημιουργούνται τρεις σκηνές για κάθε μοντέλο. (που αντιστοιχούν στην εισαγωγή, πείραμα και συμπεράσματα). Με τη χρηση του (+) PLUS μπορούμε να τις κάνουμε έως και 5 ή να τις ελαττώσουμε με το ( - ) MINUS. Δεν ενδείκνυται να βάζουμε πολλά πειράματα στον ίδιο Φάκελο επειδή όλες οι σκηνές αρχίζουν με το κουμπί Pause.Ενας άλλος τροπος για να αρχισουμε (πειραματα) είναι με το κουμπι Scenes από το Μενου με τα New Scene,Remove Scene, ή Select.. Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 38/58
Εικ. 61 Γενική άποψη των επιλογών του μενού σκηνών. Στο γραμμή εργαλείων έχουμε το κουμπί «ιδιότητες των σκηνών» όπου μπορούμε να καθορίσουμε τις ιδιότητες της σκηνής με βάση το πείραμα που θέλουμε να κάνουμε. Εικ. 62 Γενική άποψη των επιλογών «ιδιότητες Σκηνών» Επιλέγοντας κάτι από τα (General, Flowcharts, Electronics, Optics, Motion, Waves, Presentation) ένα σύνολο από ιδιότητες θα εμφανιστεί στο κάτω αριστερό μέρος της οθόνης. E.7.2. Σκηνή Παρουσίασης. Για την εισαγωγή κειμένων, εικόνων ή υποβάθρων στο εργαλείο Crocodile Clips. Μέγεθος Σκηνής Κοιτάζοντας στο πάνελ των ιδιοτήτων της Σκηνής, πρώτα μπορούμε να δούμε την επιλογή General στο αναλυόμενο μενού και την επιλογή Details (εικ. 63). Σε αυτό το σημείο μπορούμε να μεταβάλουμε το μέγεθος της Σκηνής. Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 39/58
Εισαγωγή Κειμένων Χρησιμοποιείστε την 1 η σκηνή σαν Εισαγωγή για το πείραμα που θα κάνετε. Για αρχή εισάγετε ένα τίτλο. Εικ. 63 Γενική άποψη του αναδυόμενου μενού Properties με την επιλογή Details Εισάγετε ένα πλαίσιο κειμένου χρησιμοποιώντας το πάνελ στην αριστερή πλευρά της οθόνης. Επιλέξατε Parts Library>>Presentation>>Text και μετά κάνετε κλικ στο εικονίδιο και φέρτε το στη Σκηνή. Θα εμφανιστεί ένα πλαίσιο κειμένου μαζί με το εργαλείο επιλογής γραμματοσειράς και μεγέθους γραμματοσειράς. Μπορείτε επίσης να αλλάξετε το μέγεθος γραμματοσειράς κάνοντας κλικ πάνω στο πλαίσιο. Θα εμφανιστούν κάποια βελάκια που θα σου δίνουν δυνατότητες τροποποίησης. Εικ. 64 Γενική άποψη των επιλογών μορφοποίησης παράθυρου κειμένου. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτόν τον τύπο κειμένου για τίτλους και επικεφαλίδες. Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 40/58
Για να εισάγετε τις οδηγίες που θα πρέπει να ακολουθήσει ο σπουδαστής ώστε να υλοποιήσει το πείραμα χρησιμοποιηστε Parts Library>>Presentation>>Instructions. Κάντε κλικ το εικονίδιο και φερτε στη Σκηνη : ένα πλαίσιο θα εμφανιστεί σαν το εργαλείο της εικ.64, το όποίο έχει την δυνατότητα να αυξάνει το αριθμό των σελίδων, ώστε ο σπουδαστής να ακολουθεί τις οδηγίες βήμα-βήμα. Εικ. 65 Εικόνα προσπέλασης του υπομενου Instructions από το πάνελ Παρουσίαση. Εισαγωγή εικόνων Για να κάνουμε την παρουσίαση μας πιο ελκυστική ή να επεξηγησουμε καλύτερα κάποιες αρχές μπορούμε να εισάγουμε κάποιες εικόνες : Για να τις βάλετε στην Σκηνή απλά επιλέξατε Parts Library>>Presentation>>Picture και βαλτε τες στην Σκηνή σε οποία θέση θέλετε επιλέγοντας και το σωστό μέγεθος τους. Εικ. 66 Τρόπος εισαγωγής εικόνων στο εργαλείο Crocodile Clips Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 41/58
Η εικόνα με τα δέντρα και τα βουνά είναι αυτό που θέλουμε. Απλά επιλέξατε τις Ιδιότητες (αυτό μπορεί να γίνει με απλό κλικ το πάνελ ιδιοτήτων θα εμφανιστεί κάτω αριστερά- ή χρησιμοποιήστε το δεξί πλήκτρο και επιλέξατε Properties στο αναδυόμενο Μενού. Εικ. 67 Επιλογές αλλαγής ιδιοτήτων για τα Pictures στο εργαλείο Crocodile Clips Ενώ βρίσκεστε στις «Ιδιότητες» επιλέξτε Insert Picture και χρησιμοποιώντας το κουμπί (+) Plus και ένα νέο παράθυρο θα εμφανιστεί κάτω από την επικεφαλίδα Insert File από όπου μπορείτε να επιλέξετε την ήδη αποθηκευμένη εικόνα. Εικ. 68 Εισαγωγή εικόνων χρησιμοποιώντας το αντίστοιχο υπό-μενού από το αναδυόμενο μενού Ιδιότητες Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 42/58
Από τη στιγμή που οι εικόνες έχουν μπει στο μοντέλο του εργαλείου Crocodile δεν είναι απαραίτητο να τα έχετε και στο σκληρό δίσκο (έχουν ήδη μπει στον υπό-φάκελο *.cpx) E.7.3. Τροποποίηση Υπόβαθρου Σκηνής Αν κάποιος επιλέξει τις ιδιότητες της Σκηνής ξανά (με το δεξί πλήκτρο του ποντικιού) και διαλέξει τον γενικό τύπο (εικ.69) κάνοντας κλικ στο κουμπί Background, μπορεί να τροποποιήσει το υπόβαθρο της σελίδας: να αλλάξει χρώμα, να εισάγει μια εικόνα ή να ένα πλέγμα.. Fig. 69 Αλλάζοντας το υπόβαθρο από το αναδυόμενο Μενού «Ιδιότητες» E.7.4. Αποθηκεύοντας και Ανακαλώντας Μοντέλα Τώρα να αποθηκεύσετε την εργασία που μόλις τελειώσατε. Για να το κάνετε πηγαίνετε στο κουμπί FILE και επιλέξατε SAVE AS. Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 43/58
Εικ. 70 Αποθηκεύοντας τα μοντέλα με χρήση του μενού File Ένα νέο παράθυρο θα σου επιτρέψει να αποθηκεύσεις την παρουσίαση οπουδήποτε (σε φάκελο ή συσκευή). Όλοι οι φάκελοι του εργαλείου Crocodile έχουν την επέκταση *.cxp. Για να το (ξανά)ανοίξετε απλά κάντε διπλο κλικ. Ακολουθείσθε τη διαδρομή στο μενού File>>Open. E.8. Φτιάχνοντας ένα εικονικό πείραμα : Το φαινόμενο Doppler Αυτή η σειρά βημάτων μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν οδηγός για τη δημιουργία οποιουδήποτε πειράματος. Θεωρούμε ότι παίρνουμε ένα μοντέλο που θα χρησιμοποιηθεί από τους σπουδαστές, καθόσον δεν επιτρέπεται να χρησιμοποιήσουν στοιχεία από την βιβλιοθήκη, και χρειάζεται να τους εξηγηθεί τι θα κάνουν. Αρχίστε ανοίγοντας το πρόγραμμα και επιλέξατε new model. Στην άδεια περιοχή της σκηνής - με χρήση του δεξιού πλήκτρου του ποντικιού επιλέξτε Scene Properties. Στο κουτί-κουμπί που φαίνεται στην κάτω αριστερή πλευρά επιλέξατε Σκηνή, ανάλογα με τον τρόπο σχεδιασμού: general για τη γενική περίπτωση, μετά background, για την αλλαγή χρώματος (κάνοντας κλικ στο κουμπί) που θα βρείτε πιο ενδιαφέρον. Επιλέξατε μια εικόνα υπόβαθρου, σχετιζόμενη με το πείραμα (υπάρχουν πολλές επιλογές συμπεριλαμβανόμενης και μιας ελεύθερης : choose file). Στη εικ. 71 μπορείτε να δείτε μια εικόνα με τις δύο επιλογές. Προσθέστε ένα πλαίσιο που να περιέχει τα απαραίτητα στοιχεία για το πείραμα στη Σκηνή. Επιλέξατε parts library bar στην αριστερή στήλη και κάντε κλικ στο part tray για να πάτε στη Σκηνή. Για να αλλάξετε μέγεθος κάντε διπλό κλικ. Με κλικ και drag στις γωνίες μπορούμε να αλλάξουμε το αριθμό των πλαισίων. Σε κάθε πλαίσιο βάλτε ένα στοιχείο που χρειάζεστε για το πείραμα. Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 44/58
Εικ. 71 Δημιουργώντας το υπόβαθρο της εικόνας Εικ. 73 Εισάγοντας τα κουμπιά Pause και Εικ. 72 Εισάγοντας το πλαίσιο Part Tray Reload Με το ίδιο τρόπο προσθέστε τα κουμπιά pause και reload στη σκηνή, αυτά τα κουμπιά επιτρέπουν στους σπουδαστές να ξεκινήσουν το πείραμα όταν όλα είναι έτοιμα, να το σταματήσουν όταν θέλουν να κάνουν έλεγχο αποτελεσμάτων και να το ξανά-ξεκινήσουν με νέα παραμέτρους και προϊόντα. Σε αυτό το στάδιο δώσε τις αρχικές τιμές και ξεκίνα το πείραμα. Με κλικ και drag ο σπουδαστής θα καθορίσει την περιοχή εργασίας για να αρχίσει το πείραμα. Πήγαινε στο parts library άνοιξε τα waves, επίλεξε τον φάκελο 2D και κάνε drag το sound wavespace πάνω στη σκηνή. Κάνε κλικ το φάκελο sources κάνε drag το moving point sour στο part tray και από το measurement πάρε έναν detector. Πήγαινε τώρα στον φάκελο presentation και συρε το number button. Η σκηνή θα μοιάζει τώρα με αυτήν της εικ. 74. Έτσι ο σπουδαστής γνωρίζει τι να κάνει στη σκηνή έλεγχου, προτείνεται να του δοθεί εξήγηση βήμα-βήμα. Για αυτό το λόγο χρησιμοποιήστε το εργαλείο instructions από το presentation file, σύροντας το στη σκηνή. Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 45/58
Εικ. 74 Εισάγοντας την πηγή κινούμενων σημείων στο πάνελ Part Tray Εικ. 75 Εισάγοντας το Εργαλείο Οδηγιών στο εικονικό πείραμα Κάνοντας κλικ το τετραγωνάκι το επιλεγούμε και μπορούμε να αλλάξουμε το μεγεθος του σύμφωνα με τις τελείες που εμφανίζονται σ αυτό. Γράψτε τις οδηγίες που θα πρέπει να ακολουθήσουν οι σπουδαστές. Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 46/58
Fig. 76 Δυνατότητες Μορφοποίησης στο Εργαλείο Οδηγιών στο εικονικό πείραμα. Τα κουμπιά από το μενού Οδηγιών είναι : Add page Remove page Edit arrows Bold Underlined Italics Super and Subscript Type of font----special Characters Box Colours. Όλες οι οδηγίες πρώτα θα γραφτούν και μετά θα τις επεξεργαστούμε (εικ 76). Οδηγίες που πρέπει να γραφτούν σε κάθε πλαίσιο και μπορούν να ακολουθούσουν οι σπουδαστές: Σελίδα 1: Κινώντας το ποντίκι στα αντικείμενα : εμφανίζεται το όνομα τους. Συρε το αντικείμενο detector στο κάτω μέρος του λάσιου όπου λέει sound. Σελίδα 2: Συρε το Drag moving point source στο πάνω αριστερό μέρος του πλαισίου sound. Σελίδα 3. Σύρε το αντικείμενο number στον ουρανό έξω από το δρόμο. Σελίδα 4. Όταν μετακινείς το τελευταίο αντικείμενο έξω από το κουτί, εμφανίζεται ένα σύμβολο στόχου. Κάνε κλικ και drag στο αντικείμενο object. Η ιδιότητα αυτή γίνεται κόκκινη. Κάνοντας κλικ επίλεξε την συχνότητα. Σελίδα 5. Κάνε κλικ το αντικείμενο moving point source και σύρε το ώστε να αντιστοιχιστεί σε μια ταχύτητα συμφωνά με το διάνυσμα που εμφανίζεται. Σελίδα 6. Πιέστε το κουμπι pause και το σημείο θα αρχίσει να κινείται, ο ανιχνευτής βρίσκει την συχνότητα του κύματος. Σελίδα 7. Πιέστε το κουμπί τουλάχιστον τρείς φορές για να σταματήσετε το πείραμα. Μια φορά πριν η κινούμενη πηγή περάσει τον ανιχνευτή, μια ξανα μόλις περάσει και μια αμέσως μετά. Καταγράψετε όλες τις συχνότητες που μετρηθήκαν από τον ανιχνευτή. Σελίδα 8. Πιέστε το κουμπί reload και ξαναρχίστε το πείραμα δίνοντας στη σημειακή κινούμενη πηγή διαφορετική ταχύτητα. Το πείραμα είναι έτοιμο αποθηκευόμενο στο φάκελο doppler_jac.cxp. και μπορεί να εκτελεστεί αν το εργαλείο Crocodile Physics είναι εγκατεστημένο. Μία εικονα του πειραματος φαινεται στην εικ. 77. Εικ. 77 Εικόνα Εκκίνησης του Εικονικού Πειράματος Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 47/58
Για την περίπτωση που ένας σπουδαστής ζητείται να εργαστεί, μια άλλη σκηνή μπορεί να ανοιχτεί, θέτοντας τις ιδιότητες υπόβαθρου όπως και στο προηγούμενο πείραμα για λόγους ομοιότητας. Μετακινηθείτε τώρα στο presentation και σύρατε το text στη σκηνή, κάνοντας κλικ, ώστε να μπορείτε να αλλάζετε το μέγεθος. Η γραμμή εργαλείων που εμφανίζεται είναι ίδια με την γραμμή ιδιοτήτων εκτός από το εργαλείο add/remove pages. Ένα παράδειγμα φαίνεται στην εικ.78. Εικ. 78 Χρήση της εικόνας και του εργαλείου Instructions για ένα Εικονικό Πείραμα. Για να τελειώσουμε την άσκηση και να μην επιτρέψουμε στο σπουδαστή να μεταβάλλει τις οδηγίες: Οι ιδιότητες μπορούν να «κλειδωθούν» έτσι όπως ακολουθεί : αν κάνεις κλικ σε οποιοδήποτε στοιχειό της σκηνής με το δεξί πλήκτρο ένα αναδυόμενο μενού εμφανίζεται (εικ. 79). Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 48/58
Εικ. 79 Κλειδώνοντας τις ιδιότητες ενός αντικείμενου σε ένα Εικονικό Πείραμα Επιλέγοντας Lock κάποιες από τις ιδιότητες θα κλειδωθούν. Σαν ένα γενικός κανόνας μπορείς να κλειδώσεις Position, Size, Orientation και Property Value Editing. Έτσι αν θέλεις το κουμπί Number να δουλεύει και να σου επιτρέπει να αλλάζεις τις παραμέτρους της εξομοίωσης δεν πρέπει να τις κλειδώσεις όλες μαζί (μόνο τη θέση και το μέγεθος) Εικ. 80 Χρήση της επιλογής Lock για κλείδωμα των ιδιοτήτων ενός αντικείμενου. Επιπρόσθετα με την επιλογή Show μπορείτε να μην επιτρέπετε την εμφάνιση της Γραμμής Εργαλείων κάθε φορά που περνάει από πάνω το ποντίκι, με την από-επιλογή της Mini-Toolbar. Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 49/58
Εικ. 80 Εμφανίζοντας το Mini-Toolbar E.8.1. Εργαζόμενοι με Γραφικά σε ένα Εικονικό Πείραμα. Ας δουλέψουμε τώρα με γραφικά στο εργαλείο Crocodile Chemistry. Το εργαλείο Crocodile Physics δουλεύει ακριβώς με τον ίδιο τρόπο. Θα κάνουμε επίδειξη του πως μια χημική αντίδραση εξαρτάται από την κατάσταση των αντιδρώντων. Για αυτό, σχεδιάστε στο ίδιο γράφημα τι συμβαίνει σε δυο δοχεία κάτω από διαφορετικές συνθήκες. Αρχικοποιώντας την πρακτική για τον σπουδαστή Θέσατε όλα τα απαραίτητα στοιχεία του πειράματος στο πλαίσιο και θεωρήστε όλες τις υπό μέτρηση ιδιότητες, ώστε αυτά τα στοιχεία όταν συρθούν στο χώρο το πειράματος από το σπουδαστή να πραγματοποιήσουν όλες τις αναμενόμενες ενέργειες. Αρχίστε ανοίγοντας το πρόγραμμα και επιλέγοντας νέο μοντέλο. Στην κενή περιοχή της σκηνής με το δεξί πλήκτρο του ποντικιού επιλέξατε τις ιδιότητες της. Στον πίνακα που φαίνεται στο κάτω δεξί μέρος επιλέξατε σκηνή, χημεία και θα δείτε τις ιδιότητες και τις μονάδες μέτρησης που θα ορίσθουν από μόνες τους. Οποίες βέβαια θέλετε μπορείτε να τις αλλάξετε. Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 50/58
Εικ. 81 Αρχικοποιώντας τις μονάδες μέτρησης. Εισάγετε ένα πλαίσιο-κουτί που περιέχει τα απαραίτητα στοιχειά για το πείραμα στη σκηνή. Από την αριστερή στήλη επιλέξατε parts library και κάντε κλικ στο part tray το οποίο θα σας φέρει στη σκηνή. Για να αλλάξετε μέγεθος κάντε διπλό κλικ. Με κλικ στις γωνίες και σύρσιμο μπορείτε αλλάξετε τον αριθμό των κουτιών. Βάλτε σε κάθε κουτί από ένα στοιχείο που χρειάζεστε για το πείραμα. Χρησιμοποιήστε το εικονικό κατάστημα που σάς παρέχει το πρόγραμμα. Εισάγετε τα παρακάτω υλικά : Δύο δοχεία Erlemmeyer, δύο σωλήνες stopperslarge-one, χλωριώδες οξύ, ανθρακικό ασβέστιο και επιπλέον προσθέστε ένα graph συνδεδεμένο στα παραγόμενα από την αντισδραση mol CO2 σε κάθε δοχείο. Μπορειτε να βρειτε όλα αυτά ακλουθώντας τις οδηγίες:.flasks: Parts Library >>Glassware>>Standard>>Erlemmeyer Flask.stoppers: Parts Library>> Equipment>>Stoppers>>Large>>One Tube.clorhidric acid: Parts Library>> Chemicals>>Acids>>Clorhidric Acid.Calcium carbonate: Parts Library>>Chemicals>>Carbonates>>Powders>>Calcium Carbonate Από τη επιλογή Parts Library>>Presentation σύρατε το γράφημα στο κουτί. Για να τρέξετε το δικό σας πείραμα πρέπει να έχετε κατά νου όλες τις δυνατότητες που παρέχει το πρόγραμμα για χημικά υλικά και εργαλεία. Είναι βεβαία καλύτερα ο δάσκαλος να γνωρίζει τον εξοπλισμό του εικονικού του εργαστηρίου. Δώστε τις ιδιότητες στα στοιχεία στο κουτί ετσι ώστε ο σπουδαστής όταν κάνει το πείραμα χρησιμοποιεί μόνο τα δικά του στοιχεία και τη δική του σκηνή και όχι όλο το εργαστήριο. Ιδιότητες που πρέπει να μετρηθούν στα δοχεία: Επιλέξατε δοχείο στο κουτί ή μια φορά στη σκηνή. Με το δεξί πλήκτρο του ποντικού επιλέξατε properties και προσθέστε μια καινούργια «μολ CO 2» στις ιδιότητες που πρέπει να παρατηρηθούν. Για να προσθέσετε μια ακόμα χημική ιδιοτητα πατήστε το κουμπί (+) Plus. Το κουτί Details φωτίζεται και το CO 2 (g) καταγράφεται και τα μολς μπορούν να επιλέγουν (κάθε φορά που κάτι γράφεται πιέστε Intro). Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 51/58
Εικ. 82 Εισάγοντας δοκιμαστικούς σωλήνες, όργανα και αντιδραστήρια στο πάνελ Part Tray Εικ. 83 Αρχικοποιώντας τις χημικές ιδιότητες των στοιχείων του εικονικού πειράματος Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 52/58
Εικ. 84 Εργαλεία για την εισαγωγή χημικών ιδιοτήτων που θα πρέπει να παρατηρηθούν κατά τη διάρκεια της εξομοίωσης. Κινώντας το ποντίκι πάνω από το δοχειο Erlenmeyer εμφανίζεται μια γραμμή εργαλείων που παρέχει στον σπουδαστή δεδομένα για την εξελιξη του πειραματος και του επιτεπει να επαναλβει το πειραμα πολλες φορές. Εικ. 85 Γραμμή εργαλείων για λεπτομέρειες σχετιζόμενες με τις διαδικασίες που λαμβάνουν χωρά σε ένα συγκεκριμένο αντικείμενο. Αρχίζοντας από την κορυφή της γραμμής εργαλείων : Πληροφορίες για το τι γίνεται μέσα στο δοχείο Erlenmeyer, Αναπαράσταση των ατόμων και των μορίων. Άδειασμα του δοχείου (για επανάληψη του πειράματος, δυνατότητα να βάλουμε μια ετικέτα στο δοχείο) Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 53/58
Ιδιότητες Γραφημάτων Επιλέγοντας Γράφημα και κάνοντας δεξί κλικ επιλέγατε Ιδιότητες που θα εμφανιστούν στο κάτω αριστερό μέρος της οθόνης. Μπορείτε να έχετε μέχρι 4 λειτουργίες με κάθε ίχνος. Μπορείτε ακόμα να ρυθμίσετε τη γραμμή χρωμάτων καθώς και τις μετρήσεις αν θα είναι γραμμές ή τελείες μικρές ή μεγάλες. Εικ 86 Επιλογές Ιδιοτήτων Γραφικών. Η περιοχή τιμών που θέλουμε να βλέπουμε μπορεί να ορισθεί (και στον άξονα Χ και στον άξονα Υ) καθώς και οι αποστάσεις των δεικτών στο γράφημα. Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 54/58
Εικ. 87 Επιλέγοντας την περιοχή τιμών με χρήση αναδυόμενου κουμπιού για τις Ιδιότητες Γραφικών. Μπορείτε να δείτε το πείραμα στο αρχείο vol_co2_graf.cxc. Ακολουθήσατε τις οδηγίες για το πείραμα και ενεργοποιήστε το κουμπί «παύση». Τώρα αναλύστε την γραμμή γραφικών εργαλείων. Το μέγεθος του παράθυρου γραφικών μπορεί να ρυθμιστεί στα δεδομένα με χρήση των κατάλληλων κουμπιών που εμφανίζονται κουνώντας το ποντίκι. Εικ. 88 Ρύθμιση μεγέθους του παράθυρου Γραφικών. Αρχίζοντας από το πάνω μέρος της γραμμής εργαλείων : 1 ο κουμπί ρυθμίζει τον Χ, 2 ο κουμπι ρυθμίζει τον Υ, 3 ο κουμπί ζουμ +, 4 ο κουμπί ζουμ -, 5 ο κουμπί καθάρισμα και επανεκκίνηση. Το ίδιο αποτέλεσμα μπορεί να προκύψει κάνοντας κλικ στο γράφημα με το δεξί πλήκτρο και επιλέγοντας το Graph actions menu και μετά την ενέργεια που θέλετε. Συσχετίζοντας τον αξονα Χ με μια Global Property μπορεί να είναι χρήσιμο πχ ο χρόνος (είναι το εξ ορισμού). Αν επιλέξετε Local Part Property οποιαδήποτε από τις ιδιότητες που είναι διασυνδεδεμένη με τον άξονα Υ θα επιλεγεί. Αν επιλέξετε Specific Part Property, το σύμβολο στόχου θα εμφανιστεί και θα δώσει τη δυνατότητα σύνδεσης του άξονα Χ με κάθε άλλο αντικείμενο που χρησιμοποιείτε στο πείραμα. Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 55/58
Εικ. 89 Οι επιλογές του μενού «Γραφικών Ενεργειών» Στο εργαλείο Crocodile Physics, το παραδειγμα με τιε δυο γεννητριες σηματων προτείνεται: Σύρατε από την Βιβλιοθήκη: Parts Library>>Electronic>>Analog>>Signal Generators & Sound. Επιπρόσθετα βαλτε ένα γράφημα. Εικ. 90 Χρήση Γραφημάτων στο εργαλείο Crocodile Physics Σχετίζουμε τον άξονα Υ με την 1 η γεννήτρια, επιλεγούμε volts. Κάνοντας κλικ για εξομοίωση επιλέξετε Specific Part Property και ένα νέο σύμβολο-γεννήτρια θα εμφανιστεί (2 η γεννήτρια) Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 56/58
Εικ. 91 Χρηση της δυνατότητας Ειδικών Ιδιοτήτων Μερών. Στο εργαλείο Crocodile Chemistry μια τιμή μπορεί να ελεγχθεί, βάλε μέτρηση ph στον άξονα Υ (η μέτρηση σχετίζεται με το δοχείο όπου βρίσκεται η ουσία που ελέγχεται), τα ml χρησιμοποιούνται στον άξονα Χ ( η μέτρηση σχετίζεται με τον βαθμονομημένο σωλήνα). Τα απαραίτητα στοιχεία πρεπει να ληφθέν από την βιβλιοθήκη, που αφήνεται σαν άσκηση στον δάσκαλο. Το σχετικό αρχείο είναι το valoracion_ac base.cxc. Εικ. 92 Διαβάζοντας τις παραμέτρους από το Γράφημα. Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 57/58
Το εργαλείο προσφέρει πολλές δυνατότητες. Μόνο οι πιο βασικές έχουν αναφερθεί εδώ έτσι ώστε οι σπουδαστές να τις χρησιμοποιήσουν για να πραγματοποιήσουν τα βασικά πειράματα. Βιβλιογραφία [1] http://www.crocodile-clips.com/s3_4_2.jsp [2] http://www.crocodile-clips.com/s6_0.htm [3] Baggott La Velle, L., McFarlane, A., Brawn, R. (2003). Knowledge transformation through ICT in science education: a case study in teacher-driven curriculum development - Case-Study 1. British Journal of Educational Technology 34 (2) (pp. 183 199). [4] Goodison, T. (2003). Integrating ICT in the classroom: a case study of two contrasting lessons. British Journal of Educational Technology, 34 (5) (pp. 549 566). Υλικό επιμόρφωσης: Εισαγωγή στο εκπαιδευτικό λογισμικό Crocodile Clips 58/58