Здещиц В., Здещиц А., Прихожа Ю. [valeriy.zdeschits@kdpu.edu.ua]
Криворізький державний педагогічний університет, Україна
Download in PDF: http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/journals/2020-v3-25-2/2020_3-25-2_Zdeshchyts-Prikhozha_FMO.pdf

ВИКОРИСТАННЯ ТЕХНОЛОГІЇ BYOD ПІД ЧАС ВИКОНАННЯ
ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З ФІЗИКИ

Розглянута методика проведення фронтальних та дистанційних лабораторних робіт з фізики, яка використовує саморобні дослідницькі установки у поєднанні з технологією BYOD для визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини та перевірки рівняння Бернуллі.
Формулювання проблеми. BYOD (Bring your own devices) – це технологія, при якій на заняттях використовується обладнання, яке є «в кармані» сучасного студента: власні смартфони, планшети тощо. Це дає змогу розв’язати декілька важливих освітніх проблем, зокрема – проблему забезпечення закладів освіти сучасним вимірювальним обладнанням, яке, за рахунок постійного розвитку мобільних додатків, значно розширює межі освітнього процесу. Ця технологія стає максимально ефективною, якщо всі студенти забезпечені дослідницькими установками. Для розв’язання цієї проблеми необхідно розробити лабораторні установки, які кожен студент може самотужки виготовити.
Матеріали і методи. Поставлена мета вирішувалася за допомогою розроблених мініатюрних дослідницьких установок. Методологічно дослідження базувалися на відомих законах гідродинаміки, а її основні науково-практичні результати отримані з використанням відео- та фотореєстрації, цифрових технологій оброблення результатів експериментів. Для реєстрації зміни з часом рівня рідини та гранульованих матеріалів, довжини важеля, діаметра крапель використовувалися смартфони в режимі відео «slow motion» та «секундомір».
Результати. Розроблено фізичні установки для перевірки рівняння Бернуллі і визначення коефіцієнту поверхневого натягу рідини. Залежність швидкості витікання рідини з отвору від часу є квадратичною, що підтверджує справедливість рівняння Бернуллі. Швидкість висипання піску з отвору, на відміну від рідини, не залежить від його рівня в посудині, що пояснює принцип дії пісочного годинника.
Висновки. На прикладі лабораторних робіт «Перевірка рівняння Бернуллі» і «Визначення коефіцієнту поверхневого натягу рідини» доведено, що використання технології BYOD у поєднанні з розробленими установками дозволяє кожному студентові проводити повноцінні досліди як в аудиторії, так і дистанційно, вдома. Точність вимірювань кінематичних параметрів і часу за допомогою сучасних девайсів дозволяє розрізнити навіть невелику відмінність законів течії скрізь отвір рідини від гранульованих матеріалів.
КЛЮЧОВІ СЛОВА: фізичний експеримент, лабораторні роботи, технології BYOD, рівняння Бернуллі.

Use of byod technology during frontal laboratory work in physics
V.M. Zdeshchyts, A.V. Zdeshchyts, Yu.O. Prikhozha
Kryvy Rih State Pedagogical University, Ukraine

Аbstract. The method of conducting frontal and remote laboratory work in physics is considered. Execution of the experiment involves the use of homemade research facilities in combination with BYOD technology. The method of laboratory work "Determination of the coefficient of surface tension of the liquid" and "Verification of the Bernoulli equation" are described.
Formulation of the problem. BYOD (Bring your own devices) - learning technology in which classes use equipment that is "in the pocket" of the modern student: own smartphones, tablets, and more. BYOD allows us to solve several important educational problems, in particular - the problem of providing educational institutions with modern measuring equipment, which, due to the constant development of mobile applications, significantly expands the boundaries of the educational process. This technology becomes most effective if all students are equipped with research facilities. Solving this problem requires the development of laboratory facilities that each student can make on their own.
Materials and methods. This goal was achieved with the help of developed miniature research facilities. Methodologically, the research was based on the known laws of hydrodynamics, and its main scientific and practical results were obtained using video and photo recording, digital technologies for processing the results of experiments. Slow-motion and stopwatch smartphones were used to register changes in the level of liquid and granular materials, lever length, and droplet diameter over time.
Results. Physical settings have been developed to test the Bernoulli equation and determine the coefficient of surface tension of a liquid. The dependence of the velocity of fluid flow from the hole on time is quadratic, which confirms the validity of the Bernoulli equation. The rate of pouring sand from the hole, in contrast to the liquid, does not depend on its level in the vessel, which explains the principle of operation of the hourglass.
Conclusions. On the example of laboratory works "Checking the Bernoulli equation", "Determination of the coefficient of surface tension of the liquid" it is proved that the use of BYOD technology in combination with the developed installations allows each student to conduct full experiments both within the classroom and remotely at home. The accuracy of measurements of kinematic parameters and time with the help of modern devices allows distinguishing even a small difference between the laws of flow everywhere the hole of the liquid from the granular materials.
Keywords: physical experiment, laboratory work, BYOD technologies, Bernoulli equation, the surface tension of a liquid.

Список використаних джерел

1. Adamson A.W. Physical Chemistry of Surfaces, 2Rev Ed Edition.: Interscience Publishers, 1967. 767 p.
2. Хайдаров Г. Г., Хайдаров А. Г., Машек А. Ч., Майоров Е. Е. Влияние температуры на поверхностное натяжение. Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 4. Физика. Химия. 2012. Выпуск 1. C. 24-28.
3. Hirth M., Kuhn J., Müller A. Measurement of sound velocity made easy using harmonic resonant frequencies with everyday mobile technology. The Physics Teacher. 2015. Vol. 53(2). P. 120-121. DOI: 10.1119/1.4905819.
4. Vieyra R. E., Vieyra C., Macchia S. Kitchen physics: Lessons in fluid pressure and error analysis. The Physics Teacher. 2017. Vol. 55(2). P. 87-90. DOI: 10.1119/1.4974119.
5. Vogt P., Kuhn J. Analyzing free fall with a smartphone acceleration sensor. The Physics Teacher. 2012. Vol. 50. P. 182-183. DOI: 10.1119/1.3685123.
6. Vogt P., Kuhn J. Analyzing simple pendulum phenomena with a smartphone acceleration sensor. The Physics Teacher. 2012. Vol. 50. P. 439-440. DOI: 10.1119/1.4752056.
7. Yersel M. The flow of sand. The Physics Teacher. 2000. Vol. 38(5). P. 290-291. DOI: 10.1119/1.880534.