Επιμόρφωση και Εφαρμογή - Ανώτατη Σχολή Παιδαγωγικής ...

Μάθημα ΙV.3.
Διακόπτης->
q0 = 9 volts Υπόμνημα
q[t] = 0,09 volts
t = 0,05 δεύτερα Κελί προορισμού
Μπαταρία Πυκνωτής (C) Πηνίο (L) L = 8 henrys
C = 1E-04 farads Ρυθμιζόμενα κελιά
Αντίσταση R = 300 ohms Περιορισμοί
(R)
1/(L*C) 1250 q[t] = 0,254
(R/(2*L))^2 351,5625
SQRT(B15-B16) 29,973947
COS(T*B17) 0,07203653
-R*T/(2*L) -0,9375
Q0*EXP(B19) 3,52445064
Εικόνα IV.3-1. Επίλυση κυκλώματος
Το παιδαγωγικό πλεονέκτημα της επίλυσης είναι η δυνατότητα που δίνει για
την δημιουργία από τους εκπαιδευτικούς και την αντιμετώπιση από τους
μαθητές αυθεντικών καταστάσεων με την επεξεργασία ποσοτικών στοιχείων σε
αυτές τις καταστάσεις, ανεξάρτητα από το γνωστικό αντικείμενο και την
πολυπλοκότητα του εκάστοτε προβλήματος. Επιπλέον, το εργαλείο επίλυσης
επιτρέπει τον πειραματισμό με τη μεταβολή κάποιων παραμέτρων του
προβλήματος και την επισκόπηση του πώς αυτή επηρεάζει άλλες παραμέτρους.
Έτσι, στο πρόβλημα του κυκλώματος στην Εικόνα IV.3-1, οι μαθητές είναι
δυνατόν να πειραματίζονται με διαφορετικές τιμές των στοιχείων του
κυκλώματος και με αυτόν τον τρόπο να αποκτήσουν μια πιο καλή «διαίσθηση»
του τρόπου με τον οποίο αυτές οι μεταβολές επηρεάζουν το πρόβλημα,
οδηγούμενοι σε μια πιο βαθιά κατανόηση της συμπεριφοράς του συστήματος
που μελετούν. Και αυτό, χωρίς να χρειάζεται η εύρεση της αναλυτικής σχέσης
μεταξύ των διαφορετικών παραμέτρων του προβλήματος, που στις
περισσότερες φορές είναι πολύ δύσκολο ή ακόμη και αδύνατο να βρεθεί.
Προσομοίωση μέσω αυτόματου επανυπολογισμού
Μια από τις βασικές δυνατότητες των λογιστικών φύλλων είναι ο επαναυπολογισμός
της τιμής κελιού προορισμού, όταν η τιμή ενός ή περισσότερων
άλλων κελιών, από τα οποία εξαρτάται το αρχικό μέσω κάποιου τύπου, έχει
αλλάξει. Η δυνατότητα αυτή είναι δυνατό να αξιοποιηθεί δημιουργικά στην
εκπαιδευτική διαδικασία με σκοπό τη μοντελοποίηση και τον πειραματισμό
καθώς οι τιμές των στοιχείων ενός προβλήματος, αλλάζουν. Και εδώ, οι
μαθητές αποκτούν «διαισθήσεις» για τη σχέση εξάρτησης μεταξύ των
παραμέτρων του προβλήματος καθώς με αυτό τον τρόπο το λογιστικό φύλλο
χρησιμοποιείται ως ένα πρόγραμμα μοντελοποίησης μιας αυθεντικής
κατάστασης ή ενός συστήματος. Παραδείγματα χρήσης του αυτόματου επαναυπολογισμού
στην εκπαίδευση είναι ο υπολογισμός της χωρητικότητας μιας
γραμμής επικοινωνίας με βάση το εύρος ζώνης και το λόγο σήματος προς
θόρυβο του καναλιού σύμφωνα με το θεώρημα του Shannon, στο μάθημα των
Δικτύων του προγράμματος πληροφορικής (Εικόνα IV.3-2). Σε αυτό το
παράδειγμα, είναι δυνατός ο επανα-υπολογισμός της χωρητικότητας
αλλάζοντας τις τιμές για το λόγο σήματος προς θόρυβο ή το εύρος ζώνης, ώστε
οι μαθητές να αντιληφθούν ποσοτικά, αλλά και ποιοτικά, τη σχέση μεταξύ
αυτών των μεγεθών.
Εικόνα IV.3-2. Παράδειγμα υπολογισμού με το Excel
346