הוראת פיסיקה בדרך החקר/תנועה בקו ישר עם טרקר

הערותעריכה

פעילות זו נועדה ללמד עבודה בסיסית עם תוכנת טרקר. מורה שאין לו ניסיון עם התוכנה, מומלץ שיבצע את הניסוי בעצמו לפני שהוא מבצע את הניסוי עם תלמידים.

כישוריםעריכה

עבודה עצמאית

טרקר

ניתוח תמונה

מדידת פרמטרים במערכת פיסיקלית (מיקום, מהירות, ותאוצה)

בנית מערכת מדידה

שימוש בגיליון אלקטרוני

הצגה גרפית של תוצאות

ידעעריכה

תנועה לאורך קו ישר

אורך

זמן

מהירות

שגיאת מדידה

תנועה בתאוצה קבועה

בחירת מערכת צירים

תנועה במהירות משתנה

תרשים תנועה

ציוד נדרשעריכה

עגלות

רצוי - מסילה לעגלה

מחשב אישי עם תוכנת טרקר מותקנת עליו

סרגל (אם יש סרגל כחלק אינטגרלי מהמסילה, הרי זה מספק)

מצלמת וידאו (המצלמות בטלפונים הסלולרים מספקות בהחלט. ניתן גם להשתמש במצלמת אינטרנט המחוברת למחשב האישי)


ידע קודם נדרשעריכה

שימוש במחשב אישי

 

 

הנחיות לפעילותעריכה

הצגת הבעיהעריכה

אנחנו רוצים לבצע ניסוי פשוט כדי ללמוד איך לעשות ניסויים עם תנועה. לצורך כך נסיע עגלה במהירות קבועה (כמובן שלא ניתן לעשות זאת במהירות קבועה. החיכוך או השיפוע של המסילה יגרמו לתאוצה, אך נאפשר לתלמידים לגלות זאת בעצמם). איך ניתן לעקוב אחרי אחרי המהירות?

מאחר ואין לנו אמצעים המתאימים למדידה ישירה של המהירות (נכון, אולי בחלק מהמעבדות יש. לרוב אין, ואם יש, זה לא הזמן לספר עליהם) אנו יכולים למדוד את המיקום בזמנים שונים ולחשב את המהירות לפי הפרש המקום בהפרשי זמן שונים. איעך ניתן למדוד את המקום והפרשי הזמן?

בניסוי היום נשתמש בצילום וידאו. כל תמונה מייצגת נקודה בזמן. לפי המיקום בכל תמונה ניתן יהיה לחשב את הפרשי המיקום. את עיבוד התמונה נעשה באמצעות תוכנת טרקר. בשלב זה, זו החלטה של המורה האם לבצע הדגמה, או לאפשר לתלמידים להתחיל לעבוד, וללמד את השימוש בתוכנה כאשר מגיעים לצורך[1].

הצגת האמצעיםעריכה

את התנועה נעשה על-ידי הסעה של העגלה. חשוב שהצילום יהיה יציב, ורצוי ממרחק. אפשר להשתמש בטלפונים הסלולרים לצילום. על העגלה נעשה סימון שאחריו נעקוב (לדוגמה ע"י מדבקה או טוש מחיק). כדאי שהרקע לצילום יהיה אחיד ותיווצר ניגודיות. יש לכם כאן גם סרגלים (או להדגיש שיש מטר על המסילה)

עבודה עצמאיתעריכה

התלמידים מצופים לסמן את העגלה העגלה, ליצור קנה מידה בתוך התמונה (ע"י סרגל, או סימון חפץ בעל מימדים ידועים), ליצור רקע (לדוגמה ע"י השכבת שולחן ליצירת רקע, או שימוש בקיר לבן, או שימוש בבריסטול), לצלם ולהעביר את התמונות לניתוח.

ניתן להסב את תשומת ליבם של התלמידים לטעויות בניסוי (האם המסילה ישרה? האם המהירות באמת קבועה? האם ניתן יהיה להבחין בקלות בסימון העגלה על הרקע? איך תדע איפה העגלה ומה המרחק? האם המיקום של המצלמה מעוות את המרחקים בתמונה?). רצוי לא לומר להם כיצד לבצע נכון את הניסוי, אלא לאפשר להם לטעות, ולחזור על הניסוי עם התיקונים הדרושים.

לאחר קבלת גרף מיקום-זמן, לשאול האם מדובר בקו ישר (סביר להניח שלא). כמו מה זה נראה? להראות לתלמידים איך להציג את גרף מהירות-זמן. האם מתקבל קו ישר? איך למצוא את התאוצה? לראות שבגרף תאוצה-זמן יש הרבה רעש. להראות לתלמידים איך להעביר את הנתונים לגליון אלקטרוני. אם יש זמן, למצוא את התאוצה הממוצעת מתוך התאוצה כנגד הזמן, ולמצוא את התאוצה כשיפוע גרף המהירות.

הצגת התוצאות ודיוןעריכה

התלמידים יציגו גם את השיטות וגם את התוצאות.

רפלקציהעריכה

נדון בפורום כיתתי במקור לתאוצה, בשגיאת מדידה. במקורות לשגיאה (הדיוק במיקום וכיצד לשפר אותו). בטעויות שהיו במערך הניסוי (סימון נקודה על העגלה, רקע אחיד, מרחק המצלמה ממערכת הניסוי, הכנסה של קנה מידה לתמונה) והחשיבות של הפרטים האלו בביצוע ניסוי. זה מקום חשוב להדגיש את זיהוי הטעות כהצלחה (ואם יש זמן בשיעור אחר, לאפשר לתלמידים לעשות מקצה שיפורים בעבודה עצמית). אפשר להעלות את הנקודה הדידקטית - כשאומרים מה לעשות, צריך להגיד כל פעם מחדש, כי שוכחים. כשמתקנים טעות, זוכרים כל החיים.

כל תלמיד ירשום מה היו ההצלחות שלו בשיעור.

התלמידים ישתפו בהצלחות.

  1. ^ שיקול חשוב בבחירה הוא מספר עוזרי ההוראה יחסית למספר קבוצות התלמידים. כאשר מספר עוזרי ההוראה הוא 1 ל- 3 או פחות מכך, רצוי ללמד את השימוש בתוכנה בפורום כיתתי. כאשר מספר עוזרי ההוראה הוא 1 ל-1 (לדוגמה ע"י העזרות בתלמידים מנוסים מכיתה גבוהה יותר), אזי מומלץ ללמד את התוכנה רק כאשר מגיעים לצורך.