Dla nauczyciela
Autor: Maurycy Gast
Przedmiot: Informatyka
Temat: Symulacja ruchów Browna metodą Monte Carlo w języku Java
Grupa docelowa:
Szkoła ponadpodstawowa, liceum ogólnokształcące, technikum, zakres rozszerzony
Podstawa programowa:
Kształtowane kompetencje kluczowe:
kompetencje cyfrowe;
kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się;
kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii.
Cele operacyjne (językiem ucznia):
Utworzysz szkic przykładowej trasy cząsteczki, poruszającej się zgodnie z ruchami Browna, wykorzystując możliwości graficzne języka Java.
Prześledzisz, w jaki sposób możesz przeprowadzić prezentację wyników symulacji w programie.
Zaimplementujesz prostą symulację, której wynik będziesz śledzić na bieżąco.
Przeanalizujesz sposób wykorzystania rozkładu normalnego Gaussa w języku Java.
Strategie nauczania:
konstruktywizm;
konektywizm.
Metody i techniki nauczania:
dyskusja;
rozmowa nauczająca z wykorzystaniem multimedium i ćwiczeń interaktywnych;
ćwiczenia praktyczne.
Formy pracy:
praca indywidualna;
praca w parach;
praca w grupach;
praca całego zespołu klasowego.
Środki dydaktyczne:
komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu;
zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;
tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda;
oprogramowanie dla języka Java SE 8 (lub nowszej wersji), w tym Eclipse 4.4 (lub nowszej wersji).
Przebieg lekcji
Przed lekcją:
Przygotowanie do zajęć. Nauczyciel loguje się na platformie i udostępnia e‑materiał: „Symulacja ruchów Browna metodą Monte Carlo w języku Java”. Nauczyciel prosi uczniów o zapoznanie się z treściami w sekcji „Przeczytaj”.
Faza wstępna:
Nauczyciel wyświetla uczniom temat, wskazuje cele zajęć oraz ustala z uczestnikami zajęć kryteria sukcesu.
Rozpoznanie wiedzy uczniów. Nauczyciel zadaje uczniom pytania dotyczące ich aktualnego stanu wiedzy w obszarze poruszanego tematu, opartego o programowanie.
Faza realizacyjna:
Praca z tekstem. Nauczyciel prosi, aby metodą burzy mózgów uczniowie wymienili, czego dowiedzieli się, zapoznając się przed lekcją z sekcją „Przeczytaj”. W razie konieczności nauczyciel dopowiada i tłumaczy niezrozumiałe kwestie. W kolejnym kroku uczniowie wykonują polecenie nr 1: „Zmień zaprezentowany kod w taki sposób, aby przemieszczenie cząsteczki mogło nastąpić wyłącznie pod kątem, który będzie losową wielokrotnością 45 stopni” z sekcji „Przeczytaj”. Chętny lub wybrany uczeń przedstawia rozwiązanie. Pozostali uczniowie weryfikują poprawność rozwiązania polecenia.
Praca z multimedium. Nauczyciel wyświetla zawartość sekcji „Symulacja interaktywna”. Uczniowie wspólnie analizują schemat interaktywny, który ukazuje kształty, jakie można utworzyć za pomocą symulacji ruchów Browna.
Ćwiczenie umiejętności. Uczniowie wykonują indywidualnie ćwiczenie nr 1 z sekcji „Sprawdź się”, a następnie porównują swoje odpowiedzi z kolegą lub koleżanką.
Faza podsumowująca:
Na koniec zajęć nauczyciel raz jeszcze wyświetla na tablicy temat lekcji i cele zawarte w sekcji „Wprowadzenie”. W odniesieniu do ich realizacji dokonuje szczegółowej oceny rozwiązania zastosowanego przez wybranego ucznia.
Praca domowa:
Uczniowie wykonują ćwiczenie nr 2 z sekcji „Sprawdź się”.
Uczniowie wykonują polecenie nr 3 z sekcji „Symulacja interaktywna”.
Wskazówki metodyczne:
Treści w sekcji „Przeczytaj” można wykorzystać jako podsumowanie i utrwalenie wiedzy uczniów.