Zastosowanie systemu Coach w dydaktyce Wykorzystanie ICT w

1. INFORMACJE O PRZEDMIOCIE
A. Podstawowe dane
Zastosowanie systemu Coach w dydaktyce
Wykorzystanie ICT w dydaktyce przedmiotów
matematyczno-przyrodniczych
Nazwa przedmiotu
Nazwa studiów podyplomowych/kursu
niestacjonarna
Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy
im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich w Bydgoszczy
Forma studiów/kursu
Jednostka prowadząca studia/kurs
Imię i nazwisko nauczyciela (li) i jego
stopień lub tytuł naukowy
Osoba odpowiedzialna: dr Adam Dittmar-Wituski
Osoby prowadzące: pracownicy wydziałów/instytutu
IMiF, WTIiE
Wymagania wstępne
podstawowa wiedza z zakresu obsługi i użytkowania
komputerów
B. Semestralny/tygodniowy rozkład zajęć według planu studiów
Semestr
Wykłady
(W)
I
II
2
Ćwiczenia
audytoryjne
(Ć)
Ćwiczenia
laboratoryjne
(L)
2
2
4
6
Ćwiczenia
projektowe
(P)
Seminaria
(S)
Zajęcia
terenowe
(T)
Liczba
punktów
ECTS
3
3
2. EFEKTY KSZTAŁCENIA (wg KRK)
Lp.
W1
Opis efektów kształcenia
WIEDZA
Ma wiedzę z zakresu budowy i działania systemu Coach
W2
Ma ogólną wiedzę dotyczącą pomiarów, sterowania i aktuatorach.
U1
U2
K1
UMIEJĘTNOŚCI
Potrafi obsługiwać program i system Coach
Potrafi przygotować zajęcia dydaktyczne z zakresu przedmiotów matematycznoprzyrodniczych z wykorzystaniem systemu Coach
KOMPETENCJE SPOŁECZNE
Ma świadomość korzyści z wykorzystania systemu Coach na zajęciach dydaktycznych
3. METODY DYDAKTYCZNE
Wykład multimedialny, ćwiczenia audytoryjne, ćwiczenia laboratoryjne, pokaz.
4. FORMA I WARUNKI ZALICZENIA PRZEDMIOTU
Wykład - test wyboru
Ćwiczenia audytoryjne, ćwiczenia laboratoryjne - zaliczenie wspólne dla obu form ćwiczeń. Opracowanie
scenariusza lekcji z wykorzystaniem systemu Coach z zakresu przedmiotów matematycznoprzyrodniczych - minimum jeden scenariusz na podgrupę 5 osobową.
5. TREŚCI KSZTAŁCENIA
Wykład
Budowa i działanie systemu Coach.
Oprogramowanie i sprzęt.
Czujniki i ich wykorzystanie w systemach pomiarowych i systemach
sterowania.
Profesjonalne systemy pomiarowe i oprogramowanie (karty pomiarowe,
Ćwiczenia
audytoryjne
przyrządy pomiarowe, programowanie graficzne).
Mikrokontrolery i zestawy dydaktyczne robotów i automatyki
(Lego Mindstorms i Raspberry Pi).
Przygotowanie scenariuszy lekcji z wykorzystaniem systemu Coach.
Przykładowe scenariusze:
Scenariusz 1:
Badanie właściwości sprężystych ciał. Słuchacze projektują ćwiczenie dla
uczniów, którego celem jest „odkrycie” prawa Hooke’a. Wykorzystanie
czujnika siły.
Scenariusz 2:
Badanie zderzeń. Słuchacze projektują ćwiczenie dla uczniów, którego
celem jest badanie zderzeń ciał sprężystych i niesprężystych.
Wykorzystanie czujnika siły.
Scenariusz 3:
Badanie ciepła. Słuchacze projektują ćwiczenie dla uczniów, którego
zadaniem jest zbadanie szybkości stygnięcia, zbadanie przewodzenia
ciepła przez przegrodę, zbadanie wymiany ciepła za pomocą
promieniowania. Wykorzystanie czujnika temperatury i czujnika światła.
Scenariusz 4.
Badanie drgań. Słuchacze projektują ćwiczenie, za pomocą, którego
uczniowie znajdują relację pomiędzy częstotliwością drgań a masą,
zaczepioną do sprężyny i amplitudą drgań. Wykorzystanie czujnika siły,
czujnika napięcia, zjawiska indukcji elektromagnetycznej.
Ćwiczenia
laboratoryjne
Inny scenariusz zaproponowany przez prowadzącego lub kursanta.
Realizacja wybranych ćwiczeń spośród poniższych:
Ćwiczenie 1
Badanie dźwięku. Rejestracja fali dźwiękowej o jednej, dwóch i wielu
składowych częstotliwościowych, rejestracja dudnień z dwóch
kamertonów, analiza harmoniczna za pomocą programu Coach. Analiza
zniekształceń generowanych przez czujnik.
Ćwiczenie 2.
Pomiar temperatury. Czujniki temperatury, pomiar temperatury.
Sterowanie: regulacja temperatury; ćwiczenie polega na wysterowaniu
grzałki za pomocą systemu Coach, tak, aby uzyskać stałą i stabilną
temperaturę. Regulacja dwustanowa (dla bardziej zaawansowanych ciągła (PID).
Ćwiczenie 3
Badanie światła. Czujniki światła. Rejestracja za pomocą systemu Coach
natężenia światła. Regulacja natężenia światła ze źródła (za pomocą
systemu Coach), symulacja czujnika zmierzchowego.
Strona 2 z 4
Ćwiczenie 4.
Rejestracja obrazu i sekwencji wideo za pomocą programu Coach. Analiza
obrazu za pomocą programu Coach.
Ćwiczenie 5
Właściwości prądu elektrycznego. Pomiar napięcia i natężenia prądu za
pomocą systemu Coach: Pomiar siły elektromotorycznej baterii, badanie
prawa Ohma. Pomiar oporów elektrycznych.
Ćwiczenie 6.
Badanie zjawiska rezonansu za pomocą czujnika dźwięku w systemie
Coach. Rejestracja natężenia dźwięku w zależności od długości rury
rezonansowej, określenie długości fali i prędkości dźwięku.
Ćwiczenie 7.
Badanie drgań gasnących. Rejestracja napięcia wzbudzonego w układach
elektrycznych RLC i drgań wzbudzonych za pomocą impulsu
elektrycznego. Z zarejestrowanego przebiegu określana jest częstotliwość
rezonansowa i współczynnik tłumienia. Wariantowo: gasnące drgania
mechaniczne wahadła, zarejestrowane za pomocą sekwencji wideo. Z
analizy nagrania słuchacz określa czas relaksacji i logarytmiczny
dekrement tłumienia
Ćwiczenie 8.
Badanie źródeł prądu elektrycznego. Badanie pojemności baterii.
Rejestracja za pomocą systemy Coach prądu i napięcia podczas
rozładowania baterii. Określenie pojemności (ładunku) i energii
wydatkowanej przez baterię. Alternatywnie: badanie rozładowania
kondensatora i określanie pojemności kondensatora.
6. METODY WERYFIKACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA
(dla każdego efektu kształcenia umieszczonego na liście efektów kształcenia powinny znaleźć się metody
sprawdzenia, czy został on osiągnięty przez słuchacza)
Efekty
kształcenia
W1
U1
K1
Forma oceny (podano przykładowe)
Test
Scenariusz
lekcji
x
x
x
7. LITERATURA
Literatura
podstawowa
1. Guide to Coach, Centre of Microcomputer Applications (CMA Foundation),
http://cma-science.nl/english/downloads/index.html
2. Coach6 Workbook, Centre of Microcomputer Applications (CMA Foundation), ),
http://cma-science.nl/english/downloads/index.html
3. Materiały wykładowe dostarczone przez prowadzącego
Literatura
1. Informacje dostępne w sieci Internet
Strona 3 z 4
uzupełniająca
8. NAKŁAD PRACY SŁUCHACZA – BILANS GODZIN I PUNKTÓW ECTS
Aktywność słuchacza
Udział w zajęciach dydaktycznych wskazanych w pkt. I.2
Obciążenie słuchacza –
Liczba godzin
(podano przykładowe)
16
Przygotowanie do zajęć
42
Studiowanie literatury
20
Inne (przygotowanie do egzaminu, zaliczeń, przygotowanie projektu itd.)
72
Łączny nakład pracy studenta
150
Liczba punktów ECTS proponowana przez NA
6
Ostateczna liczba punktów ECTS (określa kierownik studiów/kursu)
6
Strona 4 z 4