LibreOffice Draw - ruutupaperi 2.0

Fysiikan kursseillani on piirretty voimakuvioita LibreOffice Draw:lla. Kuvia on liitetty joko LibreOfficen tekstidokumenttiin tai kuvana oppimisalusta Peda.netissä tehtävään vastaukseen. Näitä menetelmiä olen käsitellyt aikaisemmin blogitekstissä Selaimesta luettavia sähköisiä vastauksia

Kokeilin FY5-kurssilla statiikan sähköistä harjoitustehtävää, jossa koko vastaus tehdään LibreOffice Draw:lla. Annoin tehtävän oppilaille piirrostiedostona, jolloin ratkaisussa sai hyödynnettyä parhaiten valmiin kuvan.

Tehtävässä annetun kuvan objektit on ryhmitelty, joten kuvan voi siirtää kokonaisena haluamaansa kohtaan.

Voimat voi piirtää tehtävässä annetun kuvan päälle. Kun purkaa tehtävässä annetun kuvan objektien ryhmityksen, saa poistettua voimakuviossa tarpeettomat osat.

Voimavektorien nimeämiseen käytetään LibreOfficen kaavaeditoria.

Kuvaan tuleviin merkintöihin käytetään tekstikenttää ja piirtotyökaluja. Suureiden tunnukset kirjoitetaan kaavaeditorilla.

Selitystekstit kirjoitetaan tekstikenttään. Kaavat kirjoitetaan kaavaeditorilla.

Yhtälönratkaisussa voi käytä apuna GeoGebraa. 

Silmäys valmiilta vaikuttavaan ratkaisuun saattaa aiheuttaa tarvetta ratkaisun muokkaamiseen.

Kaikki ratkaisun osat ovat siirrettäviä, kopioitavia ja muokattavia. Lisäysten ja korjausten tekeminen on nopeaa.

Oppilaani palauttivat ratkaisunsa Peda.netiin joko pdf- tai odg-muodossa. Sain tehtyä molempiin tiedostotyyppeihin tarvittavat merkinnät ja kommentit. Abittikokeessa olisi mahdollista liittää vastaukseen ruutukaappauskuva. Kokeilin, miten tehtävän ratkaisu toimisi kuvana. Käänsin paperin vaakasuuntaiseksi ja siirtelin ratkaisun osat näytössä kerralla näkyvälle alueelle. Toista kuvaa pienensin hieman. Laskennallisen osan elementit ryhmittelin yhdeksi kokonaisuudeksi ennen siirtoa. Varsin pienillä muutoksilla sain tehtyä ratkaisun, josta otin alla olevan kuvaruutukaappauksen.

Piirto-ohjelma vaikuttaa hyvältä vaihtoehdolta sähköisen fysiikan vastauksen tekemiseen. Tästä tekniikasta pitää tehdä lisää kokeiluja.

Symbolinen laskin apuvälineenä FY2-kurssilla

Olen kokeillut erilaisia tapoja hyödyntää symbolista laskentaa FY2-kurssilla. Ajatukseni on ollut, että koneen hoitaessa laskurutiinin, oppilas voisi keskittyä fysiikkaan.

Suurimmalla osalla kurssilaisistani on TI-Nspire CX CAS -laskin. Tämä hintava laite on osoittautunut valitettavasti laskurutiineissa huonoksi välineeksi. Fysiikan opiskelun kannalta mielestäni suuri ongelma on se, että laskin muuttaa yhtälönratkaisussa isot kirjaimet pieniksi kirjaimiksi.

Kirjoitetaan TI-Nspire CX CAS -laskimella yksinkertainen yhtälön ratkaisu. Se näyttää kirjoitettuna oikealta,

mutta ratkaisussa se onkin muuttunut.

Jos laskin ei selviä yksinkertaisesta perusrutiinista fysiikan merkinnöillä, onko sen käyttäminen tarkoituksenmukaista?

Kokeilin yksinkertaisen yhtälön rakaisua myös Casio ClassPad -laskimella. 

Yhtälö näyttää ratkaisussa samalta kuin kirjoitettaessa. Laskimen antaman ratkaisun voi kirjoittaa samassa muodossa paperille. Tässä tekniikka toimii ajattelemallani tavalla. Laite hoitaa rutiinin, eikä sen toimintamekanismia tarvitse erikseen miettiä.

FY2-kurssilla opiskellaan kaasujen tilanmuutoksia. Miten symboliset laskimet ratkaisevat tuntemattoman suureen tilanyhtälöstä?

TI-Nspire CX CAS

Casio ClassPad

TI-Nspire CX CAS -laskimella tehdyn yhtälön ratkaisu näyttää kauniilta, kunhan muistaa, mitkä kirjaimet olivat isoja kirjaimia. TI:n laskimella saadussa ratkaisussa suureiden tunnukset ovat aakkosjärjestyksessä. Casion laskin järjestää suureiden tunnukset aakkosjärjestykseen siten, että isot kirjaimet ovat ennen pieniä kirjaimia. Mielestäni kumpikaan laskin ei tee aloittelevan yhtälönratkaisijan työtä helpoksi. Molemmissa laskimissa ratkaisua joutuu miettimään koneen toiminnan näkökulmasta.

Sähköisissä tehtävissä oppilaillani on mahdollisuus käyttää GeoGebraa ja wxMaximaa. Miten näillä ohjelmilla yhtälöt ratkevat?

GeoGebra

wxMaxima

GeoGebralla saa ensimmäiseen yhtälöön nätin ratkaisun. GeoGebra käyttää aakkosjärjestystä, jossa isot kirjaimet ovat ennen pieniä kirjaimia. GeoGebran ratkaisu tilanmuutoksen yhtälöön ei mielestäni ole aloittelijalle helposti hahmotettava. WxMaximan ratkaisuissa käytetään aakkosjärjestystä, jossa pienet kirjaimet ovat ennen isoja kirjaimia. Tämä tapa tekee tilanmuutoksen yhtälöstä varsin selkeän. Alkulämpötila loppupaineen ja lopputilavuuden välissä aiheuttaa pientä ylimääräistä miettimistä.

Lämpöön liittyvissä tehtävissä FY2-kurssilaisilla on vaativa tehtävä matemaattisen mallin muodostamisessa. Olisi hyvä, jos yhtälönratkaisu ei kuormittaisi tehtävää ratkaisevaa oppilasta. Miten käy, kun laskimeen kirjoitetaan solve(c_kupari*m_kupari*(t_kupari-t)=c_vesi*m_vesi*(t-t_vesi),t)?

Annetaan laskimen hoitaa rutiini

TI-Nspiren antama vastaus ei mahdu kerralla laskimen näyttöön, mutta ratkaisu näyttää hyvältä.

Casion ClassPadissa näytön voi kääntää vaakatasoon, joten ratkaisun saa kerralla näkyviin.

Molemmilla laskimilla saadaan ratkaisu, jonka voi suoraan kopioida paperiin. Tässä esimerkissä laskin on juuri sellainen apuväline kuin ajattelin.

GeoGebralla alaindeksit pitää kirjoittaa aaltosulkuihin, jotta ratkaisu on oikean näköinen.

WxMaximan ratkaisu on vastaava kuin laskimilla.

Symbolisen laskimen käyttö ei ole niin suoraviivaista kuin aluksi ajattelin. Mielestäni yhtälönratkaisu ei ole kaikissa tapauksissa laskimella suoritettava työskentelyä helpottava rutiini.