Μελέτη ελεύθερης πτώσης - επίδραση του αέρα στην πτώση, με το σύστημα σύγχρονης λήψης και απεικόνισης.

Μιά πρόσφατη ανάρτηση του Στέργιου Ναστόπουλου στο Δίκτυο Διδάσκοντας Φυσικές Επιστήμες.

Οδηγός πλοήγησης για το Σύστημα Σύγχρονης Λήψης και Απεικόνισης.

Πριν μερικά χρόνια ο κ. Νίκος Παπασταματίου, τότε Υπεύθυνος του ΕΚΦΕ Ομόνοιας, Ιδρυτικό Μέλος και πρώτος Πρόεδρος της ΠΑΝΕΚΦΕ,
(σήμερα Σχολικός Σύμβουλος ΠΕ04 Λακωνίας – Αρκαδίας)
μας χαρισε τον Οδηγό πλοήγησης για το σύστημα σύγχρονης λήψης και απεικόνισης Multilog σε μορφή παρουσίασης διαφανειών.

Από τις δυο πρώτες διαφάνειες:
….Η συσκευή Multilog DB 526 είναι ένας φορητός καταγραφέας – αποθήκη δεδομένων (Data Logger) που μπορεί να συγκεντρώσει μετρήσεις από αισθητήρες, με ταχύτητες από ένα δείγμα ανά ώρα έως 14.200 δείγματα ανά δευτερόλεπτο και να αποθηκεύσει 104.000 μετρήσεις στη μνήμη.
Η συσκευή multilog μπορεί να συνδεθεί με υπολογιστή, χρησιμοποιώντας λογισμικό διαχείρισης δεδομένων (DB-Lab) για να αναλύσει τα συγκεντρωμένα δεδομένα εφαρμόζοντας μαθηματικές συναρτήσεις και δημιουργώντας γραφικές παραστάσεις.
Συγκαταλέγεται στις διατάξεις MBL (Microcomputer Based Laboratory)
Η χρήση των διατάξεων MBL έχει το πλεονέκτημα του σχηματισμού γραφικών παραστάσεων σε πραγματικό χρόνο, γεγονός που ενισχύει το ρόλο της γραφικής παράστασης ως εργαλείου της διδασκαλίας και της μάθησης.
Μια διάταξη MBL σε συνδυασμό με Η/Υ και προβολή μέσω βιντεοπροβολέα, είναι πολύ κατάλληλη για πειράματα επίδειξης κατά τη διάρκεια της διδασκαλίας …

Στη συνέχεια οι διαφάνειες της παρουσίασης μας δείχνουν
Το περιεχόμενο του Multilog
Περιγραφή του καταγραφέα
Τους αισθητήρες, τον τρόπο λειτουργίας τους αναλυτικά
Περιέχονται οι αισθητήρες δύναμης, κίνησης, θερμοκρασίας, πίεσης αερίων, διαφοράς δυναμικού, έντασης ρεύματος, μαγνητικού πεδίου, μικρόφωνο, φωτεινής έντασης, pH, Geiger Miller, φωτοπύλη, διακόπτη πίεσης.
Ένα παράδειγμα, τη μέτρηση της θερμοκρασίας.
Αποθήκευση των μετρήσεων για μεταγενέστερη επεξεργασία.

Multi Log Οδηγός Πλοήγησης

View more presentations from pefkounar.

Τα "κουμπιά" του συστήματος σύγχρονης λήψης και απεικόνισης Multilog, από τον κ. Γιάννη Σιτέ.

Πριν χρόνια στα πλαίσια του έργου «Ανάπτυξη Εργαστηρίων Φυσικών Επιστημών στα Ενιαία Λύκεια» έφθασε στα τόσα Λύκεια το σύστημα σύγχρονης λήψης και απεικόνισης Multilog. Εξοικειωμένοι με τις νέες τεχνολογίες συνάδελφοι το έμαθαν σχετικά γρήγορα και το αξιοποίησαν. Νομίζω όμως ότι η συντριπτική πλειοψηφία το είδε «εχθρικά» θα έλεγα, όχι από κακή διάθεση ή ραστώνη, ή αυξημένη αδράνεια στις αλλαγές, αλλά κυρίως από την πολυπλοκότητα του συστήματος και τις κρυμμένες λεπτομέρειες στη λειτουργία του, μέχρι να ακουστεί εκείνο το λυτρωτικό μήνυμα καλής λειτουργίας τσικτσικτσικτσικ

Ο Γιάννης Σιτές φίλος και διπλά συνάδελφος (φυσικός & υπεύθυνος εκφε) αποκρυπτογραφεί στα επόμενα βίντεο, για όλο τον κόσμο (αρχάριους και πεπειραμένους ΠΕ04) τον κόσμο του multilog, που αν το μάθει καλά κανείς ….θα τόχει στο προσκεφάλι, όπως χαρακτηριστικά και χιουμοριστικά μου είπε κάποτε ο εκφε Τρικάλων.

Με τον φίλο Γιάννη Σιτέ είμαστε «συμμαθητές» σε πρόγραμμα κινητικότητας, που οργάνωσε ο καθηγητής κ. Αντώνης Βεργανελάκης στο Ε.ΚΕ.Φ.Ε. Δημόκριτος το καλοκαίρι του 1998. Είχε τόση ζέστη που τα κουκουνάρια των πεύκων στο δασάκι του Δημόκριτου στην Αγία Παρασκευή σκάζαν ελευθερώνοντας τα κουκούτσια τους, σαν μια διαδικασία διάσπασης πυρήνων.

Τον Γιάννη που τον έχανες που τον έβρισκες στην βιβλιοθήκη του Δημόκριτου να αναζητά άρθρα.

Να ευχαριστήσω τον εκλεκτό συνάδελφο και φίλο,

επιμορφωτή Β επιπέδου, Στέργιο Ναστόπουλο, για την πολύτιμη βοήθεια του, "να φέρει" τα βίντεο στο youtube, αλλά και η αιτία, (ο δάσκαλος στα μαθήματα επιμόρφωσης Β επιπέδου) για τα ιστολόγια που έχω σκαρώσει.

Απομαγνητοφώνηση των βίντεο
Τα βίντεο, ευγενική προσφορά του κ. Γιάννη Σιτέ, υπάρχουν στην άρτια οργανωμένη ιστοσελίδα του ΕΚΦΕ Λακωνίας, με πλήθος άλλου αξιόλογου και χρήσιμου υλικού.
1) ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ
Εγκατάσταση λογισμικού multilog.
Εισάγω το cd εγκατάστασης του multilog στον υπολογιστή, και όταν εμφανισθεί το περιβάλλον αυτόματης εγκατάστασης πατώ escape και φεύγω από αυτό.
Τότε ανοίγω το εικονίδιο «ο υπολογιστής μου» με διπλό αριστερό κλικ, επιλέγω το εικονίδιο Fourier – με διπλό αρ.κλικ-, και από εκεί «άνοιγμα».
Όταν ανοίξει το πρόγραμμα εγκατάστασης multilog, επιλέγω το φάκελλο «Multilog Software», με διπλό αρ. κλικ, και από εκεί επιλέγω SETUP (με ΔιπΑρΚλικ) και έτσι εγκαθιστώ το multilog.
Μετά για να βρω το εικονίδιο του multilog πηγαίνω στην έναρξη, επιλέγω προγράμματα, και από εκεί, (το menu των εγκαταστημένων προγραμμάτων) βρίσκω το εικονίδιο που γράφει data logging, πηγαίνω στο εικονίδιο DB-Lab 3.2.
Πατώντας δεξί κλικ το σέρνω στην επιφάνεια εργασίας και επιλέγω, με αριστερό κλικ, αντιγραφή εδώ.
Έτσι εμφανίζω ένα εικονίδιο συντόμευσης του multilog, το οποίο πηγαίνω στη γραμμή εργασιών στο κάτω μέρος του υπολογιστή για να το έχω πρόχειρο στην πρώτη ζήτηση.



2) ΚΑΤΑΓΡΑΦΕΑΣ
Στον καταγραφέα δεδομένων multilog, κάνουμε τις εξής συνδέσεις:
1) Σύνδεση με ηλεκτρικό ρεύμα (παροχή ενέργειας)
2) Σύνδεση με τον Υπολογιστή
3) Σύνδεση των αισθητήρων
Υπάρχουν τρεις υποδοχές για την σύνδεση αισθητήρων, δηλαδή έχουμε τη δυνατότητα σύνδεσης τριών αισθητήρων που να λειτουργούν ταυτόχρονα.
Όταν συνδέσουμε μόνο ένα αισθητήρα, τον συνδέουμε στην πρώτη υποδοχή και όχι στη δεύτερη. Δεν αφήνουμε, ποτέ, προηγούμενη υποδοχή κενή.
Η σύνδεση του αισθητήρα, γίνεται πάντα στο τέλος της διαδικασίας, δηλαδή αφού ανοίξουμε τον καταγραφέα (πατήσουμε ΟΝ), αποκατασταθεί η λειτουργία του, και στην οθόνη του καταγραφέα γραφεί «έτοιμο».
Τότε συνδέουμε τον αισθητήρα στον καταγραφέα, ώστε να ενεργοποιηθεί αυτόματα.




3) ΣΥΝΔΕΣΗ ΑΙΣΘΗΤΗΡΑ ΔΙΑΣΤΗΜΑΤΟΣ
Πατώ το «ΟΝ» του καταγραφέα και περιμένω μερικά sec μέχρις στην οθόνη του, να εμφανισθεί η λέξη Ready και η ημερομηνία.
Τότε συνδέω την υποδοχή του αισθητήρα στην αντίστοιχη θέση 1 του καταγραφέα.
Μετά από το εικονίδιο συντόμευσης του λογισμικού multilog πηγαίνω στο περιβάλλον εργασίας του multilog.
Πηγαίνω στο menu «Καταγραφέας» και από τις ρυθμίσεις επικοινωνίας εμφανίζεται π.χ. μια εικόνα που δείχνει ότι οι θύρες επικοινωνίας 1 και 2 δεν είναι συνδεμένες, τις επιλέγω, εμφανίζονται επιβεβαιωτικά V.
Επιλέγω προσπάθεια σύνδεσης. Διαπιστώνω ότι απέτυχε η πρώτη προσπάθεια σύνδεσης.
Πατώ ΟΚ, και επαναλαμβάνω την ίδια διαδικασία.
Τώρα βλέπω ότι η σύνδεση έγινε και πατώ ΟΚ.
Πάλι από το μενού Καταγραφέας επιλέγω τώρα Πίνακας Ελέγχου , όπου βλέπω ότι στην είσοδο 1 έχει αναγνωριστεί πλέον ο αισθητήρας του διαστήματος. Γράφει δίπλα στην μικρή ορθογώνια οθόνη «Διάστημα».
Πρέπει τώρα να επιλέξω το ρυθμό καταγραφής.
Πατώντας το βελάκι με αριστερό κλικ επιλέγω 25/s , δηλαδή θα έχω 25 καταγραφές σε κάθε δευτερόλεπτο. Θέλω να έχω 200 σημεία, δηλαδή 200 καταγραφές.
Αυτό σημαίνει ότι 200 καταγραφές θα γίνουν μέσα σε 8 sec.



4) ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ του ΚΑΤΑΓΡΑΦΕΑ ΚΙΝΗΣΗΣ
Ο αισθητήρας διαστήματος εκπέμπει κύμα (υπέρηχο) το οποίο ανακλάται σε αντικείμενο, που θέλουμε να μετρήσουμε την απόστασή του από τον αισθητήρα.
Ο αισθητήρας την μέτρηση την στέλνει στον καταγραφέα, όπου γνωρίζοντας την ταχύτητα του κύματος και υπολογίζοντας το χρονικό διάστημα που μεσολάβησε από την εκπομπή μέχρι την επιστροφή του σήματος, αυτόματα μετράει την απόσταση του αντικειμένου από τον αισθητήρα.
Έτσι εμφανίζει ένα γράφημα θέσης – χρόνου, που δείχνει σε κάθε χρονική στιγμή πόση ήταν η απόσταση του κινούμενου οχήματος από τον αισθητήρα, αποτυπώνει χρονικά την κίνηση.




5) ΛΗΨΗ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ με τον ΚΑΤΑΓΡΑΦΕΑ ΚΙΝΗΣΗΣ
Όλα είναι συνδεμένα και έτοιμα για μέτρηση.
Στρέφουμε τον αισθητήρα προς τον τοίχο σε απόσταση μεγαλύτερη των 40cm.
Πλησιάζω και απομακρύνω τον αισθητήρα προς τον τοίχο, σαν να κάνει ταλάντωση.
Πατώ λήψη δεδομένων, και έχω την καταγραφή της κίνησης του αισθητήρα προς και από τον τοίχο της αίθουσας.
Στο γράφημα θέσης – χρόνου (x-t) ο κατακόρυφος άξονας (ψ) γράφει μέτρα (m) ο οριζόντιος χρόνο σε sec.
Μπορώ να αυξήσω το μέγεθος του γραφήματος, πηγαίνοντας στο κάτω δεξιά άκρο του και τραβώντας το.
Αν πάω σε οποιαδήποτε σημείο του γραφήματος και πατήσω διπλό αριστερό κλικ, εμφανίζεται ένα κατακόρυφο βελάκι, οι συντεταγμένες του σημείου που δείχνει το βελάκι, φαίνονται στο κάτω μέρος του γραφήματος.
Δηλαδή την τάδε χρονική στιγμή, η απόσταση του αισθητήρα από τον τοίχο ήταν α m.
Μπορώ να μετακινώ το βελάκι με τα βέλη του πληκτρολογίου, δεξιά και αριστερά, παρατηρώντας τις μεταβολές στις συντεταγμένες ( ψ, t ) στο κάτω μέρος του γραφήματος.




Η ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΕΔΩ ΣΤΟ mikrokellariphys

Τα συστήματα σύγχρονης λήψης και απεικόνισης.

Από το πολυσέλιδο βιβλίο «Θέματα Διδακτικής για τα μαθήματα των Φυσικών Επιστημών»:

Ένα σύστημα σύγχρονης λήψης και απεικόνισης αποτελείται από ένα σύνολο αισθητήρων, μια αυτόνομη κεντρική μονάδα μετατροπής αναλογικών σημάτων σε ψηφιακά, με δυνατότητα προσωρινής αποθήκευσης δεδομένων, ένα λογισμικό που εγκαθίσταται στον Η/Υ και παρέχει τη δυνατότητα πολλαπλής επεξεργασίας και απεικόνισης των εισερχομένων δεδομένων.

Χρησιμοποιούνται αισθητήρες δύναμης, κίνησης, θερμοκρασίας, διαφοράς δυναμικού, έντασης ηλεκτρικού ρεύματος, pH διαλύματος, πίεσης αερίου, φωτεινής έντασης κλπ.

Η κεντρική μονάδα (καταγραφέας) με την οποία συνδέονται οι αισθητήρες δειγματοληπτεί και κάνει άμεσα τη μετατροπή αναλογικό/ψηφιακό.
Επιπλέον, επειδή είναι αυτόνομη, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ανεξάρτητα από τον Η/Υ, αποθηκεύοντας δεδομένα.

…. Το πλεονέκτημα του συστήματος είναι οι γραφικές απεικονίσεις που παρουσιάζονται στην οθόνη του υπολογιστή ταυτόχρονα με την εξέλιξη του φαινομένου, όπως η μεταβολή της θερμοκρασίας μιας ποσότητας νερού που θερμαίνεται, το διάγραμμα θέσης – χρόνου ενός αντικειμένου.
…. Το πείραμα μπορεί να επαναληφθεί όσες φορές χρειάζεται και με τις κατάλληλες ερωτήσεις γνωστικών συγκρούσεων μπορούμε να ξεδιαλύνουμε την (λανθασμένη) άποψη πολλών μαθητών ότι η τροχιά της πραγματικής κίνησης ενός αντικειμένου ταυτίζεται με τη μορφή του διαγράμματος θέσης – χρόνου…..
… Μέσα στην κοινωνία της πληροφορίας ο εκπαιδευτικός δεν είναι δυνατό να διατηρήσει τον παραδοσιακό ρόλο του. Παρά τους φόβους που εκφράζονται σχετικά με τη διαφαινόμενη κατάργηση του εκπαιδευτικού, μάλλον ο ρόλος του εκσυγχρονίζεται, αναβαθμίζεται και γίνεται σημαντικότερος.
Μέσα στο νέο εκπαιδευτικό περιβάλλον ο δάσκαλος επιλέγει τη μέθοδο διδασκαλίας και συντονίζει την εκπαιδευτική διαδικασία που θα ακολουθήσει κάθε φορά, με αποτέλεσμα να χάνει την κλασσική αυθεντία του και να γίνεται ένας διαρκώς επιμορφούμενος παιδαγωγός.

Παύει να έχει τον αποκλειστικό ρόλο του πομπού – μεταδότη γνώσεων (παράδοση μαθήματος) και στη συνέχεια, του ελεγκτή (εξετάσεις).
Δημιουργούνται έτσι προϋποθέσεις για να γίνει οργανωτής της εκπαιδευτικής διαδικασίας και δημιουργικός συνερευνητής με τους μαθητές του.
Ο σύγχρονος ρόλος του εκπαιδευτικού θα καθορίζεται πλέον από τις ιδιαίτερες ανάγκες και τους ρυθμούς των μαθητών και προφανώς δεν θα συμβαίνει το αντίθετο.
Οι νέες τεχνολογίες θα επιτρέψουν στους μαθητές να καταπιάνονται με άγνωστα θέματα και να προσδιορίζουν ο καθένας ξεχωριστά τη δική του πορεία μάθησης, βλέποντας τον εκπαιδευτικό να έχει θέση καθοδηγητή σε μια εξατομικευμένη διαδικασία.
Για να πραγματοποιηθούν όμως όλα αυτά, πρέπει ο εκπαιδευτικός να γνωρίζει τα εργαλεία των νέων τεχνολογιών πρώτα ως γνωστικά αντικείμενα και, στη συνέχεια, να έχει την απαραίτητη παιδαγωγική κατάρτιση, για να μπορέσει αφενός να εκμεταλλευτεί τα έτοιμα εκπαιδευτικά προγράμματα και αφετέρου να υλοποιήσει δικά του με τη βοήθεια των εργαλείων τους.
Με αυτά τα δεδομένα οι εκπαιδευτικοί πρέπει να λάβουν γνώση της παιδαγωγικής χρήσης των νέων τεχνολογιών, αποκτώντας καινούργιες ειδικότητες παιδαγωγικού χαρακτήρα, ώστε να συντελέσουν στη ριζική αναμόρφωση του συμβατικού χαρακτήρα της εκπαίδευσης.

ΠΗΓΗ: Θέματα Διδακτικής για τα μαθήματα των Φυσικών Επιστημών
Γιώργος Ζησιμόπουλος, Κώστας Καφετζόπουλος, Ε. Μουτζούρη, Νίκος Παπασταματίου
Εκδόσεις Πατάκη Αθήνα 2002.