Mi az a mobra?

Mobra

Valentné Albert Éva írása

Ez mind nagyon jó, de még jobb lenne, ha láthatnánk azt, mi történik közben a sebességvektorokkal. Erre jó egy mobra.

Valentné Albert ÉvaAzt hiszem valami igazán jó. Egy nagyszerű csapatba csöppentem 2013 végén, a GEOMATECH Projekt1 keretében, és közben fedeztem fel magam is ezt az új és jó dolgot, aminek a mobra nevet adtam, hogy elkülönítsem a régitől. Miért új ez, miben új? A teljesség igényét mellőzve egy példán keresztül szeretném megmutatni, hogy mitől más, mitől jobb egy mobra, mint bármelyik szemléltetési mód, ami eddig létezett, már most kiemelve, hogy nem helyettesíti az eddigieket, de hozzáad valami eddig nem létező többletet. Miért jó a mobra tanárnak, miért jó diáknak?

A képekben elbeszélt világ, az ábra mint szemléltetőeszköz az oktatás kezdeteire nyúlik vissza. Azonban ma már létezik egy a mozgóképen, a filmen is túlmutató újfajta szemléltetési lehetőség, a mozgó ábra, azaz a mobra. Az iskolákban, később az egyetemen fizikatanár szakos hallgatóként tankönyvek „statikus” ábráiból és a hozzájuk tartozó szövegekből ismertem meg a kísérletek jó részét. Természetesen sok demonstrációt is láttam, és néhány alapvető kísérletet rendszerbe foglalva magam is elvégeztem. Mindannyiunknak voltak kedvencei és kevésbé kedvelt részei. A rendszerbe foglalt tudás ellenére természetesen tele voltam tudáshézagokkal, ami az információ mennyiségét, növekedésének ütemét látva természetes is.

Az iskolában szembesültem azzal, hogy olyasmit kell elmagyaráznom, aminek a megértése az adott szinten számomra nem okozott gondot, viszont a többségnek igen. Én hogy értettem ezt meg? Hogyan tehetném érthetőbbé? Mit mondjak a hézagokról? Mit is kell átadnom? Károlyházy Frigyes, az ELTE egykori elméleti fizika professzora szerint a megértés élményét.

Nemcsak a megértetés a nehézség, a saját tudásom is tulajdonképpen szövegszerű és állóképszerű ismeretekből áll. Az utóbbi pár hónapban szembesültem azzal, hogy számos jelenségről, melyről több percig képes vagyok beszélni, csupán azt tudom visszamondani, ami a tankönyvben szerepel róla. Szöveget és kitüntetett helyzetek statikus ábráit tárolom a fejemben. De sok esetben a folyamat maga rejtve maradt előttem. Valamiért ezt vagy azt az egyszerű kísérletet sosem végeztem el, és nem éltem át azt, ami a felfedezés élményével járt volna.

Mélyen egyetértve John Dewey tapasztalatot előrehelyező nézeteivel a természettudomány elsősorban kísérleteken keresztül közelíthető meg a diákok számára is. Sokszor azonban maga a kísérlet olyan gyorsan játszódik le, hogy egyszerűen nehezen megfigyelhető maga a jelenség.

Nézzünk egy konkrét példát! Vízszintes hajítás sebességének szemléltetése. Mi az, amit szeretnék? Szeretném, ha a diákok észrevennék, hogy a sebesség vízszintes összetevője megegyezik egy egyenes vonalú egyenletes mozgás sebességével, a függőleges pedig egy szabadon eső test sebességével. Van egy kísérleti eszköz, mely az előbbit egyéb segédeszközök nélkül nem, de az utóbbit jól szemlélteti. Az egyik osztályomban tavaly, a Budapesti Műszaki Szakképzési Centrum Puskás Tivadar Távközlési Technikum Infokommunikációs Szakközépiskolájának 9. e osztályában két diák is készített demonstrációs eszközt otthon (szorgalmi feladatként). Két labda esik le egyszerre indulva, egyforma magasságból, az egyik szabadeséssel, a másik vízszintes hajítással. A megfigyelhető tapasztalat az lenne, hogy jé, tényleg egyszerre érnek le. De ha harmincan ülnek, vagy állják körbe a kísérletet, igazából pont a megfelelő pillanatot kivárni, mi több, észlelni igazán nem könnyű. De a diákok leleményesek. Varga Máté (9. e) Lego játékból rakta össze a kis ejtőgépet.

1. ábra

Fotó: Torma Károly

2. ábra

Fotó: Pupek Tamás

Pingponglabdákat használt, hogy a fa parkettán ne is a látványt kelljen figyelni, hanem az egyszerre pattogó pingponglabdák hangja bizonyítsa jobban a jelenséget. Pupek Tamás (9. e) megépítette a Löwy-féle ejtőgép másolatát. A golyókat régi mechanikus egerekből szedte ki. Nem mellesleg az iskolai szertár is gazdagodott egy eszközzel. A kísérletet órán bemutatta, de a jelenség alig volt észrevehető, ezért filmre vette egy barátja, Jancskár Dániel (9. e) a mobiltelefonjával a szünetben, ahol rögtön le is lassították, és később ezt is bemutatták az osztálynak.

Így már észlelhető, amit maga a kísérlet is szemléltetni akar, az egyszerre történő leérkezés. Azonban a film segítségével szemléltethető lenne más is, mégpedig a mozgás vízszintes vetülete is, ha Dani az ejtőgéppel szemben állva vette volna, és a perspektívát kiküszöbölendő még egy koordinátarendszer is lett volna a táblán. A filmet a táblára kivetítve, egyenlő időközönként megállítva és a vízszintesen hajított labda helyzetének a vízszintes tengelyre eső vetületének berajzolása után észlelhető lett volna, hogy mi jellemzi a vízszintes összetevőt.

A függőleges összetevőre visszatérve láthatóvá tehető az is a film segítségével, hogy a két labda a mozgás során minden időpillanatban egyforma magasságban van, nemcsak a leérkezés történik egyszerre. Ez akkor nem jutott eszünkbe, de majd legközelebb...

Ez mind nagyon jó, de még jobb lenne, ha láthatnánk azt, mi történik közben a sebességvektorokkal. Erre jó egy mobra. Példaként álljon itt egy a GEOMATECH Projekt keretein belül készült segédanyag a témában, Varga Zsolt és kollégái munkája. 2

A mobra egy olyan ábra, mely szimulálja a jelenséget, miközben láthatóvá teszi a fizikai mennyiségek változását is, ez esetben a sebességvektornak és összetevőinek változását. Nemcsak két rajz a füzetben, egy a mozgás elejéről, egy pedig a végéről, hanem a mozgás egészéről, a mozgással egyidejűleg. Hiszen mozgásról van szó, nemcsak egy kezdeti állapotról meg egy végállapotról. Közben változás van, és ezt ma már meg is lehet mutatni. Lehet látni, mi történik a folyamat közben úgy, hogy közben ábrázoljuk a fizikai mennyiséget és annak változását is. A változás maga is ábrázolódik, láthatóvá lesz egy mobrában.

A GEOMATECH Projekt keretében számos mobrát készítettem magam is a GeoGebra szoftvert felhasználva. Ez sok szempontból számomra, a tanár számára is jó volt. Kiélhettem alkotókedvemet, és jó néhány jelenséget csodálkozva figyelhettem meg. Miközben elgondolkodtam azon, hogy is kell vizualizálni a nem látható mennyiségeket, mélyebben értettem meg a jelenségeket, nemcsak bizonyos állapotaikat, de az egész folyamatot. Miközben számolgattam az egyes fizikai mennyiségeket, sokszor éreztem, átéltem a megértés élményét. Ez igazán nagyon jó, bátran ajánlom kollégáimnak is. A projekt GeoGebra-képzést is szervez. Csak idő is lenne rá…

Azt hiszem, mindenkire ráférne egy ilyen alkotó tevékenység, mert egyszerűen sok élményt ad már a készítés közben is.

Ezt a mobrát az egyenletesen változó körmozgás szemléltetésére Alapiné Ecseri Éva, a Budapesti Műszaki Szakképzési Centrum Puskás Tivadar Távközlési Technikum Infokommunikációs Szakközépiskolája vezető tanárának ötletéből készítettem munkatársaimmal3a GEOMATECH Projekt keretében.

Még egyszer az előnyökről. Pusztán szemlélődéskor a mobrát lelassíthatjuk, visszajátszhatjuk, jelenség közben láthatóvá tehetjük az egyes mért paramétereket. Ezáltal mélyebben megérthetjük, felfedezhetjük az egyes mennyiségek közti kapcsolatokat a segítségével. De nemcsak passzívan befogadhatjuk a jelenségeket. Diákjainknak ajánlhatjuk nemcsak a kész szimulációk megtekintését, de újak készítését is, ezzel nekik is megadva az alkotás örömét. Saját modelleket alkothatunk, hisz el kell döntenünk, mit is akarunk ábrázolni, és mi az, amit kihagyunk a szemléltetésből. A mobra a diákokat már csak azért is jobban érdekli, mert számítógépen van, és hozzájuk manapság ezen az eszközön keresztül érdemes közelíteni.

A GEOMATECH Projekt keretében készült számos természettudományos tananyag, melyek ingyenesen elérhetők, valamint olyan videók is, melyeket Tracker program segítségével tettek még szemléletesebbé. Éder Ottó kollégám a GEOMATECH Projekt keretein belül munkatársaival4 olyan segédanyagot is készített, melyben a diákok a gömbtükrök képalkotását szerkeszthetik meg, és nem mellesleg elsajátíthatják közben a GeoGebra program használatának ismeretét is.

Amikor ezeket a segédanyagokat használjuk órán, szerepünk is átalakulhat a jövő tanárának segítő szerepére.

A mobra időtakarékos, eszköztakarékos. Nem helyettesíti a kísérleteket, hisz azokat már csak az órai megváltozott hangulat miatt sem érdemes kihagyni, de nincs saját demonstrátorunk, így bizony néha még erre is jó. Arról nem is beszélve, hogy nem tudunk mindent bemutatni, de számítógép és egy projektor talán már mindenhol elérhető. Megmutathatunk olyasmit, ami nem látható, mezőket, melyeket hatásaikról ismerünk csak, környezetfizikai globális jelenségeket, atomfizikai történéseket stb.

A GEOMATECH Projektben készített tananyagok nem fedik le a teljes oktatandó anyagot, viszont ösztönzést adhatnak újak készítésére. A mobra az adott jelenség elmélyedtebb, jobb megértéséhez vezet. Szükséges ez a mélyebb tudás? Nem tudom. De élményszerű. Sajnos tudásunk széttöredezettségén nem segít, viszont megadja a megértés élményét, talán jobban, mint eddig bármi, és talán ez elég is.

 

A szerzőről: 

Hozzászólások

szavai képe

Egy jó írás Károlyházy professzortól: http://fizikaiszemle.hu/archivum/fsz0711/karolyhazi0711.html