Wykorzystanie arkusza kalkulacyjnego jako narzędzia w integr, wrzut na chomika listopad, Informatyka -all, INFORMATYKA-all, Informatyka-20 września 2004

Opracowanie przygotowane na posiedzenie zespołu samokształceniowego nauczycieli przedmiotów matematyczno-przyrodniczych.

Informatyka w gimnazjum jest przedmiotem bardzo różnorodnym jeśli chodzi o tematykę. Daje nauczycielowi bardzo duże możliwości w konstruowaniu procesu lekcyjnego, doboru zadań i kierowania ich realizacją. Płyną z tego same korzyści, ponieważ urozmaicenie tematyki zadań powoduje, że uczniowie nie nudzą się i każdy wyłowi spośród realizowanych tematów przynajmniej kilka, które go zaciekawią. Uczniom uzdolnionym matematycznie sprawia satysfakcję tematyka oscylującą wokół algorytmiki, programowania, arkusza kalkulacyjnego. Inni niestety brną przez te tematy i czekają na na zabawę grafiką, konstruowaniem prezentacji czy stron www. Jeszcze inna część uczniów czeka na możliwość wertowania zasobów sieciowych w celu poszukiwania informacji rozwijających ich zainteresowania. Jest to bardzo naturalne, rzadko zdarzają się tacy uczniowie, których interesuje wszystko.

Celem nauczania informatyki w gimnazjum jest wskazanie na możliwość użycia komputera jako narzędzia, które pomaga w różnych sferach życia i nauki. Bardzo ważną jest tu umiejętność dobierania tematów i kojarzenie ich z treściami, które mają być przekazane. Pozwala to na realizacje jednego z najważniejszych wyznaczników naszej pracy: przygotowania uczniów do życia, wskazania praktycznych zastosowań zdobywanej wiedzy i korelacji z innymi przedmiotami.

Korelacja i integracja nauczanych treści, pochodzących z różnych dziedzin nauki, pozwala na lepsze ich opanowanie, kształcenie umiejętności praktycznego zastosowania, zrozumienia otaczającego świata i zjawisk, które w nim mają miejsce, pozwala również na kształcenie umiejętności logicznego myślenia, kojarzenia i rozumienia zależności pomiędzy poszczególnymi dyscyplinami naukowymi, przedmiotami i sferami życia człowieka. Uczniowie bardzo często pytają dlaczego na informatyce "bawimy" się w plastykę, muzykę, historię, matematykę, fizykę. Jak zwykle odpowiadam, że właśnie taka jest informatyka, to książka złożona z wielu kartek, poświęconym różnym tematom. W niniejszym opracowaniu chciałbym szerzej skupić się na integracji treści dwóch przedmiotów gimnazjalnych, informatyki i fizyki. Fizyka jest przedmiotem ścisłym i zaliczanym przez młodzież do trudnych. Wśród większości uczniów nie cieszy się jako przedmiot zbyt dużą popularnością, wiadomo, wymaga użycia matematyki, zrozumienia treści i zjawisk, użycia pamięci, czyli ogólnie rzecz biorąc dużego zaangażowania intelektualnego.

W swoich lekcjach bardzo często realizuję zagadnienia z zakresu fizyki, wprowadzając jednocześnie treści mojego przedmiotu. Idealną wręcz okazją jest powiązanie lekcji dotyczących arkusza kalkulacyjnego z tematyką realizowana na fizyce. Ja akurat wybrałem zagadnienia zakresu dynamiki, między innymi dlatego chyba że oba zagadnienia pokrywają się w czasie w klasie II gimnazjum, a to sprzyja integrowaniu nauczanych treści.

Oto zakres umiejętności jakie zamierzam kształcić na takich zajęciach:
- Konstruowanie formuł matematycznych i ich poprawnego zapisu zgodnie ze składnią Excela
- Poprawne i świadome operowanie rodzajami adresów w formułach (względne, bezwzględne i mieszane)
- Sprawne przygotowywanie danych do wykresu
- Dobór typu wykresu do odpowiedniego zjawiska i rodzaju danych
- Konstruowanie wykresu i jego opis
- Odczytywanie danych z tabel i wykresów
- Czytelne formatowanie danych i wykresów

Treści z zakresu fizyki obejmują:

I i II zasada dynamiki na przykładzie analizy ruchów:
1. jednostajnego
2. jednostajnie przyspieszonego (w tym analiza spadku swobodnego)

Przykłady zadań dla uczniów

Zadanie 1

Przedstaw na wykresie ruch jednostajny prostoliniowy w zależnościach V(t) i S(t). Zbadaj pierwsze 15 sekund ruchu, zakładając, że prędkość początkowa była równa zeru, a w ruchu jednostajnym wynosiła15 m/s. Jaką drogę przebyło ciało po 5,10 i 15 sekundach ruchu? (dane odczytaj z wykresu.)
Używając odpowiedniego adresowania, zapewnij uniwersalność formuł i wykresów tzn. możliwość szybkiej modyfikacji danych w zależności od prędkości V.

Zadanie 2

Przedstaw na wykresie ruch jednostajny przyspieszony w zależnościach V(t) i S(t). Zbadaj pierwsze 15 sekund ruchu. Prędkość początkowa V0= 0, przyspieszanie a=5 m/s2. Jaką drogę przebyło ciało po 5,10 i 15 sekundach ruchu? Jaką miało wtedy predkość? Dane odczytaj z wykresu. Używając odpowiednich adresów zapewnij uniwersalność formuł i wykresów tzn. możliwość szybkiego modyfikowania danych w zależności od wartości przyspieszenia a. Pomiń opory ruchu, ale jednocześnie uzasadnij dlaczego w rzeczywistości każdy pojazd ma swoją prędkość maksymalną?

Zadanie 3

Spadochroniarz skacze z wysokości1500 m. Na bezpieczne otwarcie spadochronu i wypełnienie czaszy potrzeba 5 sekund.
Odpowiedz na pytania:
1. maksymalnie po ilu sekundach swobodnego lotu powinien otworzyć spadochron, aby bezpiecznie wylądować?
2. jaką będzie miał prędkość w momencie otwierania spadochronu?
3. na jakiej wysokości nad ziemią musi zacząć otwieranie spadochronu?

Dane odczytaj z wykresu

Zadanie 4

Pomijając fakt, że na Księżycu nie ma atmosfery, dokonaj analizy poprzedniego zadania ale w warunkach księżycowych. Wykorzystaj przygotowany zeszyt1 w warunkach ziemskich, a analizy na Księżycu dokonaj w zeszycie2. Postaraj się to zrobić minimalnym nakładem pracy!!! Jeśli nie pamiętasz potrzebnych danych skorzystaj z internetu.

Realizacja powyższych zadań wymaga przypomnienia treści, które wystąpiły na fizyce. Niezbędne będzie użycie formuł związanych z opisem ruchu jednostajnego i jednostajnie przyspieszonego oraz praktyczne ich wykorzystanie do opisu zasygnalizowanych problemów. Pierwsze z zadań powinno być realizowane wspólnie jako przykład. W nim zostaną przekazane potrzebne treści i umiejętności, które uczniowie wykorzystają podczas rozwiązywania następnych problemów. Praca nad kolejnymi zadaniami powinna być już samodzielna, uczniowie korzystają z posiadanej wiedzy, ewentualnie uzupełniają ją korzystając z internetu, rozwiązują zadania i odpowiadają na postawione pytania. Jako zadanie dodatkowe dla uczniów zdolnych, można zaproponować samodzielne opracowanie tematu poruszanego na fizyce, zilustrowanie go z użyciem wykresów wykonanych w arkuszu kalkulacyjnym i zaprezentowanie go na forum klasy.

To tylko przykład oczywiście, wszystko w naszych rękach, ale chyba wszyscy z nas zdają sobie sprawę, że izolowanie przekazywanych treści i zamykanie się w skorupie własnego przedmiotu powoduje znaczne zubożenie procesu dydaktycznego, a osiągane efekty będą płytsze i mniej trwałe. Ważnym zatem jest aby się spotykać, mówić czego i jak uczymy, wspomagać wzajemnie swoje działania i dążyć do wspólnego uzupełniania nauczanych treści. Działania takie mogą przynieść tylko jeden efekt: właściwe przygotowanie młodego człowieka do życia we współczesnym świecie, dostosowanie go do jego wymogów i stworzenie warunków do dalszego rozwoju i kształcenia.