Akademska digitalna zbirka SLovenije - logo
VSE knjižnice (vzajemna bibliografsko-kataložna baza podatkov COBIB.SI)
  • Vpeljava kaotičnih sistemov s poudarkom na akustiki v pouk fizike na programu splošne gimnazije : doktorska disertacija
    Osrajnik, Damjan
    Kaotični sistemi so kompleksni oscilirajoči sistemi z značilno nelinearno dinamiko. Slednje vodi do otežene obravnave, zaradi česar se kaotični sistemi ne vključujejo v pouk fizike na sekundarni ... ravni izobraževanja. Osnovni cilj doktorske disertacije je razvoj učnega pripomočka za vpeljavo kaotičnih sistemov v pouk fizike na programu splošne gimnazije. Na podlagi pregleda literature lahko sklenemo, da nezadostno matematično znanje dijakov vodi v poenostavljanje opisa dinamike sistemov, včasih tudi do mere, ko rezultati modela niso več primerljivi z realnim stanjem. Posledično so obravnavani primeri pogosto neavtentični in je učenje fizike osredotočeno na uporabo formul. V teoretičnem delu predstavim matematično modeliranje oscilirajočih sistemov, pri čemer se osredotočim na dvodimenzionalne linearne in nelinearne dinamične sisteme. S stabilnostno analizo pokažem, da so za nastanek oscilacij potrebni dvodimenzionalni sistemi in predstavim, da za prisotnost determinističnega kaosa, sistem mora biti večdimenzionalen, nelinearen in oscilirajoč. Na primerih kaotičnih sistemov v naravi in družbi predstavim nekatere značilnosti kaosa kot je občutljivost na začetne pogoje. Podrobneje predstavim dve metodi za prepoznavanje determinističnega kaosa in sicer metodo izračuna največjega Lyapunovega eksponenta ter vizualizacijsko metodo grafa ponovitev. Nato se osredotočim na akustične sisteme, natančneje na vibrirajoče strune. Na primeru posnetka zvoka tona in akorda A zaigranega na kitari, prikažem časovno vrsto tlačnih sprememb. Za časovno vrsta akorda A se nam na prvi pogled zdi, da ustreza kaotičnemu sistemu, zato to preverimo z metodami za prepoznavo kaotičnega obnašanja. Metoda največjega Lyapunovega eksponenta napačno nakazuje, da gre za kaotičen sistem. To potrdim z uporabo vizualizacijske metode grafa ponovitev za ton in za akord A, ki potrdi, da opazovana dinamika ni kaotična. Teoretični del doktorske disertacije se zaključi z razvojem učnega pripomočka za vpeljavo kaotičnih sistemov v pouk fizike. V ta namen pregledam obravnavo oscilirajočih sistemov pri fiziki in se seznanim z matematičnimi omejitvami obravnave fizikalnih modelov. Študije so že pokazale prednost vpeljave blokovnih shem za razumevanje dinamike sistemov. Z blokovnimi shemami prikažem vzročno posledične relacije med količinami in vizualiziramo, kako količine vplivajo ena na drugo. Na blokovnih shemam temeljijo tudi grafično orientirani računalniški programi. Na podlagi zbranih informacij razvijem učni pripomoček za vpeljavo kaotičnih sistemov v pouk fizike. Učni pripomoček obsega 20 strani dolg učni list s 6. poglavji in 4 videoposnetke z razlago. Učni pripomoček prilagodim v luči omejevanja fizičnih stikov in sicer tako, da je primeren za poučevanje na daljavo, saj omogoča samostojno delo dijaka. Za oceno učinkovitosti razvitega učnega pripomočka izvedem empirično raziskavo, v katero je vključenih 7 srednjih šol, 7 učiteljev fizike in 243 dijakov. Učiteljem fizike posredujem učno gradivo, ki obsega učni pripomoček, inicialni in finalni test znanja za dijake ter lestvico stališč, s katero zbiramo mnenja učiteljev o učnem pripomočku. Z inicialnim testom znanja pridobivam informacije o trenutnem razumevanju dinamike sistemov ter prepoznavanja oscilirajočih in kaotičnih sistemov z namenom dopolniti učni pripomoček. Končni test znanja je namenjen oceni učinkovitosti učnega pripomočka z vidika pridobljenega znanja dijaka. Preverim, v kolikšni meri dijak po uporabi učnega pripomočka razume dinamiko sistemov in fazne prostore ter v kolikšni meri se izboljša prepoznava oscilirajočih in kaotičnih sistemov iz grafičnih prikazov. Z analizo rezultatov finalnega testa potrdim, da se je razumevanje dijakov izboljšalo. Dodatno lahko na podlagi pregleda lestvice stališč potrdim, da je v učnem pripomočku obravnavana tematika zanima, aktualna, a zahtevna. Ocenjujem, da je razvit učni pripomoček učinkovit in primeren za vpeljavo kaotičnih sistemov v pouk fizike na programu splošna gimnazija.
    Vrsta gradiva - disertacija ; neleposlovje za odrasle
    Založništvo in izdelava - Maribor : [D. Osrajnik], 2022
    Jezik - slovenski
    COBISS.SI-ID - 112039683

    Povezava(-e):

    Digitalna knjižnica Univerze v Mariboru – DKUM
    Digitalna knjižnica Slovenije - dLib.si

    Dostop z namenskih računalnikov v prostorih NUK



Knjižnica/institucija Kraj Akronim Za izposojo Druga zaloga
Miklošičeva knjižnica - FPNM, Maribor Maribor PEFMB v čitalnico 1 izv.
Narodna in univerzitetna knjižnica, Ljubljana Ljubljana NUK v čitalnico 1 izv.
ni za izposojo 1 izv.
Univerzitetna knjižnica Maribor Maribor UKM v čitalnico 1 izv.
loading ...
loading ...
loading ...

Vnos na polico