Τρίτη, 25 Ιανουαρίου 2011

«PhET» Διαδραστικές Προσομοιώσεις για τις Φυσικές Επιστήμες

Εισαγωγή
Το «PhET (Physics Education Technology) project» περιλαμβάνει ένα σύνολο διαδραστικών προσομοιώσεων φυσικών φαινομένων. Όλες οι προσομοιώσεις PhET είναι ελεύθερα διαθέσιμες από τον ιστοχώρο PhET (http://phet.colorado.edu/) και είναι εύκολο να χρησιμοποιηθούν και να ενσωματωθούν στη διδασκαλία.
Ο ιστοχώρος δημιουργήθηκε από το Πανεπιστήμιο του Colorado το 2003 και ανανεώνεται συνεχώς με προσθήκη και νέων προσομοιώσεων. Σήμερα περιλαμβάνει ένα μεγάλο αριθμό προσομοιώσεων (~96), κυρίως για τη φυσική και τη χημεία και λιγότερο για τη βιολογία και τα μαθηματικά. Περιλαμβάνει επίσης και προσομοιώσεις φαινομένων από ερευνητικά πεδία αιχμής.
Οι προσομοιώσεις είναι γραμμένες σε γλώσσα προγραμματισμού Java και Flash και μπορούν να “τρέξουν” με τη χρήση ενός τυπικού φυλλομετρητή. Το μόνο που απαιτείται είναι η προ-εγκατάσταση των Java και Flash, που διατίθενται δωρεάν. Η κάθε προσομοίωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε απευθείας από τον ιστοχώρο του PhET είτε να κατεβεί και να αποθηκευθεί στο υπολογιστή, ώστε να αναπαραχθεί και εκτός σύνδεσης.
Ο σχεδιασμός των προσομοιώσεων έγινε με βάση αρχές που έχουν προκύψει από την έρευνα για το πώς μαθαίνουν οι μαθητές, καθώς και από συνεντεύξεις και αξιολογήσεις μέσα στην τάξη. Οι προσομοιώσεις ενθαρρύνουν την αλληλεπίδραση με τον άμεσο χειρισμό -click and drag- με μεταβολείς και με κουμπιά ελέγχου και αξιοποιούν τις δυνατότητες όλων των κατηγοριών αναπαράστασης (διανυσματική, αλγεβρική, γραφική, προσομοίωση, πίνακες τιμών…). Επίσης, στις προσομοιώσεις είναι διαθέσιμα και όργανα μέτρησης, όπως βολτόμετρα, θερμόμετρα αλλά και χάρακας, που επιτρέπουν στο χρήστη και την ποσοτική διερεύνηση των φυσικών φαινομένων. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν με πολλούς τρόπους για εκπαιδευτικούς σκοπούς, όπως σε παρουσίαση στο πλαίσιο μιας διάλεξης, σε δραστηριότητες μικρών ομάδων μαθητών ή στο εργαστήριο, τόσο στο δημοτικό όσο και στο γυμνάσιο και το λύκειο.

Κατηγορία(-ες) στην οποία ανήκει το λογισμικό
Το PhET αποτελεί κατεξοχήν ένα περιβάλλον προσομοίωσης με μεγάλο βαθμό αλληλεπιδραστικότητας και δυνατότητες διερεύνησης με την ποικιλία εργαλείων που διαθέτει. Στις εφαρμογές του μπορεί να παρουσιαστεί η προσομοίωση μιας κατάστασης ή μιας διαδικασίας. Όμως, λαμβάνοντας υπόψη τις προσφερόμενες δυνατότητές του, οδηγούμαστε στο συμπέρασμα ότι αυτό το λογισμικό μπορεί να ενταχθεί και στα ανοικτά περιβάλλοντα διερεύνησης ειδικών θεμάτων - εικονικά εργαστήρια.



Η ένταξη του PhET και στα «ανοικτά περιβάλλοντα διερεύνησης ειδικών θεμάτων - εικονικά εργαστήρια» μπορεί να δικαιολογηθεί από το ότι πολλές από τις διαθέσιμες εφαρμογές προσομοιώνουν στην οθόνη του υπολογιστή εργαστήρια Φυσικών Επιστημών, οντότητες και διαδικασίες, αντικείμενα, όργανα και πειράματα. Η προσομοίωση μικρόκοσμων με αντικείμενα που μπορούν να αλληλεπιδρούν ή εικονικά όργανα - συσκευές για τη μέτρηση και καταγραφή των αποτελεσμάτων των εικονικών πειραμάτων δίνει το χαρακτηρισμό του εικονικού εργαστηρίου, γιατί αξιοποιεί την τεχνική αλληλεπίδρασης και τον άμεσο και αληθοφανή χειρισμό των αντικειμένων και παραμέτρων.

Συνοδευτικά εγχειρίδια για το διδάσκοντα και το μαθητή
Σε κάθε προσομοίωση στον ιστοχώρο του PhET υπάρχει η δυνατότητα να ανεβούν από τους χρήστες διδακτικές ιδέες και προτάσεις αξιοποίησης για τη συγκεκριμένη προσομοίωση. Οι διαθέσιμες ιδέες μέχρι στιγμής είναι στην αγγλική γλώσσα. Μέχρι σήμερα έχουν μεταγλωττιστεί και είναι διαθέσιμες στα ελληνικά 76 από τις 96 προσομοιώσεις που διατίθενται στο site του PhET.
Το Ινστιτούτο Τεχνολογίας Υπολογιστών (ΕΑΙΤΥ) είχε διαθέσει μια συλλογή με τις παλιότερες προσομοιώσεις που συνοδευόταν από εγχειρίδιο εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων με:

  • Σενάρια διδασκαλίας που αφορούσαν ορισμένες από αυτές τις εφαρμογές και αποτελούσαν ενδεικτικές προτάσεις αξιοποίησής τους.
  • Συνοδευτικά ΦΕ ανά σενάριο διδασκαλίας.
  • Ορισμένες πρωτότυπες δραστηριότητες εξάσκησης των μαθητών στη θεωρία που
  • προτείνονταν από τους δημιουργούς των εφαρμογών.

Παιδαγωγική αξιοποίηση του PhET στη διδακτική πράξη
Ο διδάσκων και οι μαθητές που χρησιμοποιούν το PhET δεν χρειάζεται να γνωρίζουν κάποια γλώσσα προγραμματισμού. Επιπλέον, το φιλικό περιβάλλον και η ύπαρξη ελάχιστου κειμένου επιτρέπουν την εύκολη προσαρμογή του χρήστη.
Το PhET απευθύνεται σε εκπαιδευτικούς και σε μαθητές και μαθήτριες όλων των βαθμίδων της εκπαίδευσης και περιλαμβάνει προσομοιώσεις. Ο καθηγητής επιλέγει από τις έτοιμες προσομοιώσεις και προτείνει δραστηριότητες στους μαθητές είτε ατομικά είτε σε μικρές ομάδες.
Ιδιαίτερα οι προσομοιώσεις του PhET:

  • μπορούν να χρησιμοποιηθούν στις τάξεις στις οποίες δεν υπάρχει ή δεν είναι δυνατό να χρησιμοποιηθεί ο πραγματικός εξοπλισμός·
  • μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να γίνουν «πειράματα» που είναι αδύνατο να γίνουν στο σχολικό εργαστήριο·
  • προσφέρουν τη δυνατότητα να αλλάζουν οι μαθητές εκείνες τις μεταβλητές που θα ήταν δύσκολο ή αδύνατο να αλλαχτούν στις πραγματικές συσκευές·
  • μπορούν να βοηθήσουν τους μαθητές να παρατηρούν μη ορατές καταστάσεις και να συνδέουν μεταξύ τους τις πολλαπλές αναπαραστάσεις·
  • μπορούν να τρέξουν σε οποιοδήποτε υπολογιστή.


Διάχυση του λογισμικού – Υποστήριξη
Το PhET είναι ένα από τους πιο δημοφιλείς ιστότοπους με προσομοιώσεις φυσικών φαινομένων. Σε αυτό συμβάλλει και η μεταγλώττιση πολλών προσομοιώσεων σε πάρα πολλές γλώσσες με τα εύχρηστα εργαλεία μεταγλώττισης που παρέχουν οι διαχειριστές του.
i) Η ηλεκτρονική διεύθυνση του PhET είναι: http://phet.colorado.edu/.
ii) Για εκπαιδευτικό υλικό, ιδέες διδασκαλίας και άρθρα (στα αγγλικά) μπορείτε να επισκεφτείτε την ιστοσελίδα http://phet.colorado.edu/en/research.
iii) Η ηλεκτρονική διεύθυνση για να κατεβάσετε τη συλλογή με τις παλιότερες προσομοιώσεις από το ΕΑΙΤΥ είναι: http://b-epipedo2.cti.gr/index.php?option=com_docman&task=doc_download&gid=95&Itemid=50

(Από το επιμορφωτικό υλικό του ΕΑΙΤΥ-εκδ. 2)

Δεν υπάρχουν σχόλια: