Fem exempel på simuleringar i webbresursen PhET att använda på fysiklektioner i gymnasiet.

1. Paul Belfrage Fysiksimuleringar på gymnasiet
Hur man kan använda fysiksimuleringar på gymnasiet
Av: Paul Belfrage
Handledare: Tobias Sonestedt
1(9)

2. Paul Belfrage Fysiksimuleringar på gymnasiet
Jag heter Paul Belfrage och jobbar på Malmö Borgarskola. Jag är utbildad lärare inom MaNO,
datavetenskap och snart gymnasielärare i fysik. I min praktik har jag använt webbresursen
PhET som består av fysiksimuleringar gjorda i Java och Flash. Jag kommer att redogöra för
fördelar och nackdelar med dessa simuleringar och visa fem exempel på simuleringar som
man kan använda på fysiklektionerna på gymnasiet. Jag nämner även vilka systemkrav som
simuleringarna har.
2(9)

3. Paul Belfrage Fysiksimuleringar på gymnasiet
Hur man kan använda fysiksimuleringar på gymnasiet ............................................................. 1
Av: Paul Belfrage Handledare: Tobias Sonestedt ...................................................................... 1
Introduktion ................................................................................................................................ 4
Målgrupp .................................................................................................................................... 4
Pedagogisk idé............................................................................................................................ 4
Physics Education Technology .................................................................................................. 4
Hur man hittar sidan ................................................................................................................... 4
Fysiksimuleringar....................................................................................................................... 4
Fy A........................................................................................................................................ 5
Energy Skate Park .............................................................................................................. 5
The Moving Man................................................................................................................ 6
Forces in 1 Dimension........................................................................................................ 6
Forces in 1 Dimension........................................................................................................ 7
FyB ......................................................................................................................................... 7
Faraday's Electromagnetic Lab .......................................................................................... 7
Nuclear Physics .................................................................................................................. 8
Fördelar med simuleringarna ................................................................................................. 9
Nackdelar med simuleringarna............................................................................................... 9
Systemkrav ................................................................................................................................. 9
3(9)

4. Paul Belfrage Fysiksimuleringar på gymnasiet
Introduktion
Många minns fysik som det kanske tråkigaste och/eller svåraste ämnet på gymnasiet. En del
tror att det beror på den strikta formen med teorigenomgångar, styrda laborationer och
följande prov. Jag skulle vilja ge lärare och elever an möjlighet till att till sig fysik på ett
annorlunda sätt. Jag minns många av mina laborationer som styrda, med lite tid att sätta sig in
i vad man skulle göra, förstå och kunna.
Målgrupp
Min målgrupp är gymnasielärare som undervisar i FyA och FyB och deras elever.
Pedagogisk idé
Att med datorsimuleringar få gymnasieelever att förstå fysik. Kanske några undrar vad kostar
detta att göra? Eller vem ska göra alla simuleringar? Svaret är det är gratis och det finns redan
gjort!
Physics Education Technology
I Boulder ligger University of Colorado. Här har de ett projekt som de kallar The Physics
Education Technology (PhET).
De skriver själva på sin webbplats1:
The Physics Education Technology (PhET) project is an ongoing effort to provide an extensive
suite of simulations for teaching and learning physics and chemistry and to make these
resources both freely available from the PhET website and easy to incorporate into classrooms.
The simulations are animated, interactive, and game-like environments in which students learn
through exploration. In these simulations, we emphasize the connections between real life
phenomena and the underlying science and seek to make the visual and conceptual models that
expert physicists use accessible to students.
Our team of scientists, software engineers and science educators uses a research-based
approach in our design – incorporating findings from prior research and our own testing – to
create simulations that support student engagement with and understanding of physics concepts.
Jag har använt denna webbplats i min fysikpraktik för att pröva hur elever, som läser Fysik B,
tycker om fysiksimuleringar. Eleverna uppskattade överlag simuleringarna.
Hur man hittar sidan
Det är väldigt enkelt att hitta webbplatsen. Man öppna www.google.com och skriver ”phet”.
Den första länken i sökresultatet är den rätta.
Fysiksimuleringar
Jag har valt ut fem datorsimuleringar från PhET. Tre som passar att använda i Fy A och två
till Fy B kursen. Jag kommer inte att i detalj i texten tala om allt man kan göra med varje
simulering. Testa själv! Om man vill se ett litet smakprov kan man klicka på filmikonerna till
höger om varje simulerings rubrik.
1
http://phet.colorado.edu/new/about/index.php
4(9)

5. Paul Belfrage Fysiksimuleringar på gymnasiet
På simuleringens webbsida får man reda på vilka områden simuleringen täcker, vilka andra
simuleringar som har liknade innehåll och exempel på inlärningsmål. Om man vill kan lärare
bidra med idéer och planering till simuleringen. Till vissa av simuleringarna finns det sådana
planeringar utlagda på webbsidan.
Varje simuleringsfönster ser olika ut. Men generellt kan man säga att det finns en del där man
ser en visualisering av något fysikfenomen. I sidorna (oftast till höger) finns det reglage,
knappar och ibockningsrutor som användaren kan ändra olika parametrar.
Beroende på elevernas mognad och kunskap kan man göra laborationen där simuleringen ska
användas väldigt fri eller med styrd planering. Man kan dock räkna med att eleverna vill testa
andra simuleringar, läsa e-post eller surfa på Internet istället. Detta kan man undvika genom
att ladda ner simuleringen i förväg och stänga anslutningen till Internet. Hela webbplatsen
med alla simuleringarna kan också laddas ner.2
Fy A
Energy Skate Park3
När man öppnar programmet se man en skateboardåkare som åker upp och ner för en U-
formad ramp. Saker som eleverna kan undersöka är:
• Energi och dess bevarande
• Kinetisk energi
• Potentiell energi
• Friktion
Eleverna kan bygga sina
egna banor genom att dra i
övre vänstra hörnet där det
står ”Drag to add Track”.
Man kan spara sina egna
banor genom att välja File -
> Save
Om man väljer Tests i
menyn kan man ta fram
färdigbyggda banor.
Med ”Bar Graph” kan
användaren studera hur den
Användaren kan byta till månen, Jupiter, kinetiska och potentiella
jorden eller yttre rymden för att pröva vad energin varierar. Man kan
som händer när gravitationen är stor eller med grafer studera Energi –
liten. position och Energi – tid
2
http://phet.colorado.edu/new/get_phet/index.php
3
http://phet.colorado.edu/new/simulations/sims.php?sim=Energy_Skate_Park
5(9)

6. Paul Belfrage Fysiksimuleringar på gymnasiet
The Moving Man4
Eleverna får flytta en person längs en linje. Hur ser position, hastighet och acceleration ut?
Eleverna kan pausa och långsamt studera de olika kurvorna efter själva experimentet. Hur
rörde sig personen när kurvorna såg ut på ett vist sätt? Man kan knyta an till derivata med
hjälp av de olika kurvorna. Saker som eleverna kan undersöka är:
• Position
• Hastighet
• Acceleration
Genom att dra mannen
sätter man igång
inspelningen av mannen s
position, hastighet och
acceleration.
Man kan pausa och sätta
igång inspelningen av
mannens värden här
Man kan studera mannen
rörelser i efterhand genom
att dra här
Här zoomar man i graferna
Forces in 1 Dimension5
Här får eleven putta på olika tunga formal på en plan yta med friktion. Hur mycket måste man
putta för att få ett föremål av en viss massa att flytta på sig? Hur ser hastigheten och
accelerationen ut samtidigt? Hur skulle det bete sig om föremålet var på månen?
Saker som eleverna kan undersöka är:
• Krafter
• Position
• Hastighet
• Acceleration
4
http://phet.colorado.edu/new/simulations/sims.php?sim=The_Moving_Man
5
http://phet.colorado.edu/new/simulations/sims.php?sim=Forces_in_1_Dimension
6(9)

7. Paul Belfrage Fysiksimuleringar på gymnasiet
6
Forces in 1 Dimension
Här får eleven putta på olika tunga formal på en plan yta med friktion. Hur mycket måste man
putta för att få ett föremål av en viss massa att flytta på sig? Hur ser hastigheten och
accelerationen ut samtidigt? Hur skulle det bete sig om föremålet var på månen?
Saker som eleverna kan undersöka är:
• Krafter
• Position
• Hastighet
• Acceleration
Genom att hålla ner och dra
vänster musknapp, flyttar
man skåpet. Du kan man
studera krafterna.
Man kan studera kraften,
acceleration, hastighet och
position i efterhand här.
FyB
Faraday's Electromagnetic Lab7
Eleverna kan välja mellan fem flikar: Stavmagnet, spole, elektromagnet, transformator och
generator. De kan flytta olika delar för att studera vad som händer med en voltmeter eller
glödlampa när en magnet rör sig nära en spole. Saker som eleverna kan undersöka är:
• Faradays lag
• Magnetiskt fält
• Magnet
• Induktion
6
http://phet.colorado.edu/new/simulations/sims.php?sim=Forces_in_1_Dimension
7
http://phet.colorado.edu/new/simulations/sims.php?sim=Faradays_Electromagnetic_Lab
7(9)

8. Paul Belfrage Fysiksimuleringar på gymnasiet
Det finns fem delexperiment i
denna simulering:
Stavmagnet, spole,
elektromagnet, transformator
och generator
Till varje delexperiment kan
du ställa in olika saker i högra
sidan
Du interagerar med objekten
gen hatt vänsterklicka och dra i
detta fönster
Nuclear Physics8
Denna laboration är omöjlig att göra i klassrummet. Så här ersätter simuleringen helt den
vanliga laborationen. Eleven får fyra flikar att välja mellan:
o Alfa strålning: De studerar sannolikheten att en Bly-207-kärna ska sönderfalla.
o Fission: De skjuter en neutron på en Uran-235 kärna
o Kedjereaktion: De prövar med olika mycket Uran- 235 och 238. Vad händer om man
använder en behållare?
o Kärnkraftverk: Eleverna ser hur kedjereaktioner skapar energi. De kan styra
reaktionerna med styrstavar.
Det finns fyra delexperiment i
denna simulering
Till varje delexperiment kan
du ställa in olika saker i högra
sidan
Du interagerar med objekten
gen hatt vänsterklicka och dra i
detta fönster
8
http://phet.colorado.edu/new/simulations/sims.php?sim=Nuclear_Physics
8(9)

9. Paul Belfrage Fysiksimuleringar på gymnasiet
Fördelar med simuleringarna
Eleverna behöver inte plocka fram en massa delar. Eleverna kan göra simuleringen med
handledning på lektionen eller hemma hur många gånger som helst. De kan göra egna
experiment utan att riskera att göra sönder något. De kan repetera simuleringen när de vill.
Nackdelar med simuleringarna
Man kan inte ”ta” i delarna till laborationen. Dock är det inte meningen att eleverna endast
ska för simuleringar istället för laborationer i ett klassrum. Simuleringarna är på engelska,
vilket kan vara svårt för vissa elever. Det finns möjligheter att översätta simuleringar till
svenska. Det kräver en del tid, men kräver ingen programmeringsförmåga.9 10
Simuleringarna är delvis tillrättalagda. Felkällorna blir färre då simuleringen inte kan gå i
sönder på samma sätt som delar i ett vanligt experiment. Även mätfel blir färre.
Systemkrav
På varje simulerings webbsida finns det längst ner vilka systemkrav som simuleringen kräver.
I princip är det Java och Flash som krävs. Man ska kunna köra simuleringarna på Windows
98SE / 2000 / XP. Jag har även testat Vista och det jag har testat har fungerat. Även
Macintosh och Linux stöds.11
9
http://phet.colorado.edu/web-pages/publications/phet-translation.htm
10
http://phet.colorado.edu/web-pages/publications/phet-translation-deployment.htm
11
http://phet.colorado.edu/new/tech_support/index.php#q2
9(9)