10. A demonstrációs laborról

A jegyzetben megjelenő kísérletek az ELTE Fizika Demonstrációs Laborjának kísérletei. Ebből kifolyólag szeretnénk ebben a fejezetben egy rövid áttekintést adni a labor munkájáról, követelményeiről és a számonkérés módjáról.

A tantárgy célja

A fizika szakmódszertani laboratórium (demonstrációs laboratórium) a középiskolai és általános iskolai tanárképzést szolgálja. A laboratóriumi foglalkozások célja, hogy tanárjelöltjeinket felkészítsük arra, hogy tanári munkájuk során képesek legyenek:

•  
• a természeti jelenségek iránti érdeklődés felkeltésére,
• a jelenségek közötti összefüggések, törvények bemutatására, és
• a tanulók természettudományos gondolkodásának fejlesztésére.

Az érdeklődés felkeltése nem képzelhető el tanári demonstráció és tanulói kísérletezés nélkül. Ezért szükséges, hogy a tanárjelöltek:

•  
• megismerjék a fizikatanítás demonstrációs eszközeit, szertári anyagát,
• gyakorolják az eszközök használatát, a kísérleti berendezések összeállítását,
• megismerjék a tanári demonstráció és a tanulói kísérleteztetés hatékony módszereit.

Szükséges előképzettség

Fizikatanár, illetve fizikus szakon elvégzett alapozó kísérleti és elméleti fizika tárgyak ismerete. Laboratóriumi munkában való jártasság, amelyet az I.-III. évben előírt laboratóriumok elvégzése jelent. Ajánlott továbbá: a tanárképzéshez kapcsolódó általános pszichológiai, pedagógiai stúdiumok ismeretének anyaga.

A tantárgy tartalma

A Demonstrációs Laboratórium programjának teljesítése speciális hozzáállást (szakmódszertani) és speciális (demonstrációt szolgáló) eszközöket igényel. Ez a körülmény a többi laboratóriumtól alapvetően megkülönbözteti: koncepciója, tematikája és eszközparkja sem hasonlítható a tanárképzésben ugyancsak nélkülözhetetlen, de merőben más célkitűzésű laboratóriumokéhoz.

Hallgatóink két félév során 20 gyakorlatot végeznek el a heti 3 órás foglalkozásokon. A hallgatói csoportok optimális létszáma 10 fő. A hallgatók egyénileg dolgoznak, beosztás szerint körbejárva az első, majd a második félévre beállított 10-10 gyakorlatot. Egy-egy foglalkozás alkalmával a hallgatók 8-10 demonstrációs-, illetve mérőkísérlettel találkoznak. A két félév anyaga mintegy 200 kísérletet tartalmaz. A laborokra előzetesen fel kell készülni és a füzetet folyamatosan vezetni (lásd. A laborfüzet formai és tartalmi követelményei)

A labor menete

1) A hét kísérlete (a labor első 15 perce. A kísérletet maximum 7 percben kell előadni, és a táblán dokumentálni, melyet 8 perc diszkusszió követ. Minden hallgatónak egyszer elő kell adnia a félév során. A füzetben benne kell lennie mindegyiknek, külön fejezetben, az órán elhangzó módszertani megjegyzésekkel kiegészítve)

2) Önálló kísérletezés a füzetnek megfelelően.

3) Kiselőadások a laborvezetőknek (a bemutatandó kísérleteket az óra elején kijelöljük).

A hallgatói munka értékelése

A hallgatók a laboratóriumi munkájukra mindkét félévben gyakorlati jegyet kapnak. A jegy megajánlása a következők alapján áll össze:

A) Füzet tartalma (max. 20 pont, lásd: A laborfüzet ellenőrzésének menete, kritériumai)

B) Órai munka: Minden hallgatónak (minden órán) be kell mutatnia az egyik oktató által kiválasztott kísérletet (0-30 pont, minden órán 0-1-2-3 pontot osztunk a produkció alapján)

Bemutatók értékelési szempontjai és pontozási irányelvei:

3 pont: Önállóan, folyamatosan előadott, szakmailag helyes bemutató. Felmerülő kérdésekre értékelhető válaszok.

2 pont: Önállóan folyamatosan előadott, szakmailag helyenként pontatlan bemutató. Felmerülő kérdésekre értékelhető válaszok.

1 pont: Összeszedetlen, szakmailag helyenként pontatlan bemutató. Felmerülő kérdésekre értékelhető válaszok

0 pont: Akadozó, összeszedetlen, szakmailag több helyen hibás előadás. Felmerülő kérdésekre pontatlan válaszok.

C) Zárthelyi dolgozat az utolsó előtti, vagy az utolsó órán. Minden mérésből egy kérdés (0-40 pont). Kritérium a jegy megszerzéséhez, hogy a ZH-n legalább 10 pontot kell szerezni!

D) A bemutatott hét kísérletének szakmai tartalma (0-2-4-6-8-10 pont)

Irodalom

A laboron elvégzendő kísérletek részletes leírása letölthető a labor honlapjáról (demlabor.elte.hu) A laboratóriumi munkára való felkészülést, az elméleti alapok felfrissítését emellett számos irodalom segíti:

[1] Budó Á.: Kísérleti Fizika I. Tankönyvkiadó, Budapest, 1970.

[2] Budó Á.: Kísérleti Fizika II. Tankönyvkiadó, Budapest, 1968.

[3] Budó Á. és Mátrai T.: Kísérleti Fizika III. Tankönyvkiadó, Budapest, 1977.

[4] Fizikai Kísérletek Gyűjteménye I., szerkesztő Juhász A., Arkhimédész Bt. & TYPOTEX Kiadó, Budapest, 1994. (http://metal.elte.hu/~phexp)

[5] Fizikai Kísérletek Gyűjteménye II., szerkesztő Juhász A., Arkhimédész Bt. & TYPOTEX Kiadó, Budapest, 1994.

[6] Fizikai Kísérletek Gyűjteménye III., szerkesztő Juhász A., Arkhimédész Bt. & TYPOTEX Kiadó, Budapest, 1995.

[7] Jegyzet a IV. éves fizikaszakos tanárjelöltek demonstrációs laboratóriumi gyakorlatához. Szerk.: Párkányi L., Tankönyvkiadó, Budapest, 1979.

[8] Hevesi Imre: Elektromosságtan, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest 1998.

[9] Tasnádi P., Skrapits L, Bérces Gy.: Mechanika I. Dialóg Campus, Budapest-Pécs, 2004

[10] Tasnádi P., Skrapits L, Bérces Gy. és Litz J.: Mechanika II, Hőtan. Dialóg Campus, Budapest-Pécs, 2004

[11] Fizika tanítása a középiskolában I, szerkesztő Juhász, Jenei, ELTE TTK, 2015 (http://ttomc.elte.hu/kiadvany/fizika-tanitasa-kozepiskolaban-i

[12] Levius E.: Optikai Demonstrációs Kísérletek , Tankönyvkiadó, Budapest, 1990.

A jegyzetben több helyen hangsúlyozzuk, hogy középiskolások számára megérthető magyarázatokat várunk. Ajánlott középiskolás tankönyv a felkészüléshez:

[13] Gulyás János, Honyek Gyula, Markovits Tibor, Szalóki Dezső, Tomcsányi Péter, Varga Antal: Fizika 9, 10, 11. Műszaki Könyvkiadó, 2002

Az elméleti alapok áttekintését elsősorban ezekből a könyvekből várjuk. Kiemelten ajánljuk a Budó sorozatot [1-3], melyben (lényegében) a laborhoz szükséges teljes ismeretanyag megtalálható. Az optikai kísérletekhez a [12]-es, Leviusz-féle könyv nyújt nagy segítséget. Emellett kiemeljük a [13]-as pontban említett középiskolai tankönyvet, melyet szakmailag megfelelőnek találunk. Az internetes források (pl. wikipédia) használatát óvatosan kell kezelni, mert gyakran pontatlanok!

Egyéb technikai tudnivalók

1. Füzet hiányában, vagy erősen hiányos füzettel nem lehet a mérést megkezdeni, ha a füzet hiánya miatt valakit elküldünk az hiányzásnak számít.
2. Minden laboron katalógust vezetünk, melybe bekerülnek a felelések pontszámai. (Katalógust a hallgató ellenőrzi, hogy belekerült-e az aznapi pontszám.)
3. Pótlás nélkül maximum kétszer lehet hiányozni (de füzetben azoknak a méréseknek is szerepelnie kell).
4. A labor házirendjét be kell tartani!
5. A kísérleti eszközöket a mérés nevével ellátott fiókban, vagy az alatta lévő szekrényben kell keresni.

A laborfüzet formai és tartalmi követelményei

A laborfüzetet kézzel kell írni. Ajánlott egy nagy méretű füzet használata, de lefűzött, különálló lapokra vezetett füzetet is elfogadunk. Minden kísérletnél a következő pontokba szedve várjuk a leírásokat:

1) Leírás és a kísérlet táblai rajza

A mérési elrendezés leegyszerűsített táblai ábrája. Néhány vázlatpontos felsorolás, hogy milyen eszközökkel mit csináltunk. Fontos, hogy a leírás alapján reprodukálható legyen a kísérlet. Nem a laborjegyzet lemásolását várjuk, hanem a lényegének kiemelését!

Alapelv: Olyan szintű leírás és rajz kell, amit tanárként a táblára is írnánk/rajzolnánk!

2) Tapasztalatok

Érzékszervekkel és/vagy műszerekkel mit érzékelünk/mérünk? Természetesen a mérési feladatok tapasztalatai, a mért eredmények is ide kerülnek, valamint az adatok kiértékelése.

3) Magyarázat

Fizikai törvények alapján magyarázzuk a tapasztaltakat, a jelenségeket! Fontos, hogy magyarázat akkor is szükséges, ha a laborjegyzet erre nem ad direkt utasítást!

4) Elméleti és módszertani kérdésekre a válaszok

Rövid tömör válaszok kellenek pontokba szedve a jegyzet pontjainak megfelelően.

Az órát megelőző felkészülés során csak az 1)-es pont kitöltését várjuk el, valamint azt, hogy a kulcstartalmakat kifejtse, ezzel bizonyítva, hogy a kísérletnél releváns elméleti hátteret áttekintette. Melegen ajánljuk, hogy a TELJES leírást készítsék elő: fogalmazzák meg az elvárt tapasztalatokat (ez legtöbb esetben könnyen megtehető) és a magyarázatot, igyekezzenek az elméleti kérdésekre választ adni, a mérőkísérleteknek tervezzenek előre táblázatot, stb. A füzet befejezését csak a félév végén ellenőrizzük. Amennyiben nem töltik ki folyamatosan a füzetet, akkor év végére olyan sok munka halmozódhat fel, ami a labor eredményes elvégzését veszélyezteti! A struktúra megértéséhez a honlapunkon mutatunk példát.

A laborfüzet ellenőrzésének menete, kritériumai

Az összes füzet részletes átolvasása és javítása sajnos lehetetlen. Az értékelésünk tökéletes átláthatósága jegyében a következőkben bemutatjuk a füzetek javításának metódusát és részpontszámait:

0. Teljesség ellenőrzése: a füzetnek 10 mérés (kulcstartalmak és az összes kísérlet), valamint az összes elhangzott hét kísérletének leírását tartalmaznia kell. Ennek ellenőrzését megkönnyíti, ha a mérések sorrendben vannak a füzetben, a hét kísérletei pedig külön fejezetben (szintén sorrendben)
1. Kulcstartalmak kifejtése és szakmai minősége (0-2 pont, 5-10 véletlenszerűen választott kulcstartalom ellenőrzése alapján)
2. Leírások struktúrája és szakmai tartalma (0-8 pont, 5-10 véletlenszerűen választott kísérlet leírása alapján)
3. Táblai rajzok szakmai minősége (0-5 pont, az előző pontban ellenőrzött leírásokhoz tartozó ábrák, valamint a teljes füzetről kialakult benyomás alapján)
4. Elméleti és módszertani kiegészítő kérdések tartalma (0-3 pont, 5-10 véletlenszerűen választott kérdésre adott válasz alapján)
5. Külalak/átláthatóság (0-2 pont, általános benyomás alapján)

Az ellenőrzésre kiválasztott kísérleteknél piros tollal való javítás, vagy pipa jelzés van. Kérjük, ha úgy érzi, hogy az értékelés (a véletlenszerű ellenőrzések miatt) nem tükrözi a füzet valós minőségét, akkor jelezze felénk és részletesebb elemzést végzünk (ami persze ronthat is az érékelésen). A füzet leadásának határideje hagyományosan a szorgalmi időszak utolsó napja. Ha a füzet szakmailag sok helyen hibás és/vagy hiányos, akkor a füzet javítására egyszer van lehetőség (1 hét határidővel).

A Demonstrációs Laboratórium gyakorlatai

I. félév

1. 1.  
2. Hőtan 1 (gáztörvények, hőtágulás)
3. Hőtan 2 (halmazállapot változás, hőterjedés)
4. Anyag atomos szerkezete és felületi feszültség
5. Hidro(aero)dinamikai és sztatikai kísérletek
6. Kísérletek házi eszközökkel
7. Számítógépes mérések és demonstrációk
8. Mechanikai kísérletek I (kinematika, Newton-törvények)
9. Mechanikai kísérletek II (impulzus, forgómozgás)
10. Ingamozgás, rezgőmozgás
11. Hullámtani kísérletek

II. félév

1.  
2. Kísérletek egyenáramú áramkörökkel
3. Mágneses alapkísérletek
4. Az elektromágneses indukció
5. Kísérletek váltakozó áramú körökkel
6. Elektrosztatikai kísérletek
7. Elektrokémiai kísérletek és termofeszültség
8. Optikai alkalmazások
9. Geometriai optika
10. Hullámoptika
11. Színképek és polarizáció