I sensori ambientali di uno smartphone/tablet nella didattica delle Scienze Fisiche

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1 DA osio Alfonso I sensori ambientali di uno smartphone/tablet nella didattica delle Scienze Fisiche IIS J.F.Kennedy Via de Gasperi,20, Monselice (PD) alfonsodambrosio@yahoo.it

2 Introduzione Smartphone Telefono cellulare dotato di sensori ambientali (giroscopio, accelerometro, magnetometro, barometro, sensore di prossimità, etc.) Diffusione degli smartphone1) In Italia, circa il 90% degli studenti a partire dalla scuola secondaria possiede uno smartphone Tutti i possesso i ha o utilizzato al e o u a volta u a App Potenzialità didattiche Smartphone= siste a di a uisizio e dati po tatile Molte applicazioni libere consentono la registrazione del flusso dati dei sensori Si possono condurre esperimenti di Fisica (non facilmente realizzabili con la strumentazione presente nei laboratori scolastici) 1) Una vita da Social (polizia dello Stato 2015) Il nostro lavoro Progetto pomeridiano dove i sensori degli smartphone sono stati utilizzati per esperimenti di cinematica, acustica, magnetismo, calorimetria Metodologia : IBSE App Android/Ios 9 Maggio 2015 Tablet School 6 Roma- D A osio Alfonso, I sensori ambientali di uno smartphone/tablet nella didattica delle Scienze Fisiche.

3 Il campo magnetico indotto in un solenoide Visualizzazione 3D del campo magnetico (natura vettoriale) indotto in un solenoide(punto di forza). Analisi delle leggi fisiche Frequenza massima di campionamento 50 Hz (punto di debolezza) Tablet School 6 Roma- D A osio Alfonso, I sensori ambientali di uno smartphone/tablet nella didattica delle Scienze Fisiche.

4 Verifica sperimentale della legge di Biot-Savart Misu a della pe ea ilità ag eti a dell a ia e o e elativo i o e del Registrazione del flusso dati Condivisione dati Analisi dati con programmi di calcolo Tablet School 6 Roma- D A osio Alfonso, I sensori ambientali di uno smartphone/tablet nella didattica delle Scienze Fisiche. %

5 Esperimenti di acustica (14pp articolo submitted a TD CNR) Risonanza in un tubo chiuso/aperto Velocità del suono in aria ed in acqua, v=f(t) Tablet School 6 Roma- D A osio Alfonso, I sensori ambientali di uno smartphone/tablet nella didattica delle Scienze Fisiche.

6 Attenuazione sonora Interferenza/Diffrazione Tablet School 6 Roma- D A Effetto Doppler osio Alfonso, I sensori ambientali di uno smartphone/tablet nella didattica delle Scienze Fisiche.

7 Sensore Barometro (non disponibile su tutti i device), sensore temperatura Leggi dei gas Tablet School 6 Roma- D A osio Alfonso, I sensori ambientali di uno smartphone/tablet nella didattica delle Scienze Fisiche.

8 Radioattività e magnetismo

9 Esperimenti di meccanica

10 Meccanica e video editing

11 Efficacia didattica A Esperimenti con p e isio e dell o di e del % Analisi vettoriale del campo magnetico (da interfacciare con software gratuito tipo FEMM) A pia ga a di espe i e ti di a usti a o ate iale pove o Smartphone quale unico strumento per condurre alcuni esperimenti di Fisica B Gli studenti dicono dello smartphone nelle Scienze fisiche: fa ile da usa e èu io st u e to po ta ilità espe i e to ealizzati a asa utilizzo auto o o è alla oda Tablet School 6 Roma- D A osio Alfonso, I sensori ambientali di uno smartphone/tablet nella didattica delle Scienze Fisiche.

12 Il sensore accelerometro Caduta libera innescata facendo bruciare lo spago, per avere condizioni iniziali del moto con vy = 0m/s y0 = 0m Punto di arrivo (cuscino) yf = 2m Legge del moto (OF): y = ½ g Δt2 (1)

13 In condizioni di riposo l accelerometro segna lungo l asse z (verticale) Una accelerazione pari a g. In caduta libera pari a zero!

14 PIANO INCLINATO Y 0.20 m (*) Disallineamenti residui non compromettono l esito della misura 1.65 m

15 Ma anche Moto circolare (un alunno ruota su se stesso, analisi delle forze in gioco) Pendolo semplice Calcolo della costante elestica di una molla Rimbalzo di una pallina

16 Video editing Uso del software a pagamento Vernier Video Physics (da IOS) Uso del software gratuito Tracker (da PC) Gestione del flusso dati Ampia gamma di esperimenti: Analisi del volo di un uccello, Moto parabolico, Cinematica di fenomeni Fisici e Biologici, etc.

17 Prospettive Uso di sensori non inflazionati Calorimetria e leggi dei gas (work in progress) Relatività/curvatura(Giroscopio, work in progress) Realizzazione di App ad ho pe la didatti a delle ie ze fisi he (autosetting sensori, video editing, cloud se ve t a s uole, Sensibilizzare produttori a sviluppare per la didattica ulteriori sensori o migliorare gli esistenti, accessori (sensor EM plug-in Module, a alisi spett ale FFT,. Analisi flusso dati e ricostruzione in 2D e 3D (esistono già App a..) Flipped lessons, MOOC, POC. Bibliografia A aldi, U., LA aldi pe il Li ei ie tifi i vol., )a i helli, Bolog a,. Galante, L., lombardi, A.M., Acustica con una bic e uno smartphone, La Fisica nella scuola, XLVI,2, 2014, Khun, J., Vogt, P., Applications and examples of Experiments with Mobile Phones and Smartphone on Physics Lessons, Frontiers in Sensors, 1, 4, 2013, Oprea,M. Miron, C., Mobile phones in the modern teaching of physics, Romanian reports in Physics, 66,4, 214, Perez-Losada, J., Fort, J., Using Smart Phones To Enhance Undergraduate Learning In Laboratory Classes, 7th congres International de Docencia universitaria I Innovacio, Barcelona, 2012.