Wissensbasis
Es gibt drei Möglichkeiten, eine Aktivität zu erstellen und einen QR-Code zu generieren, um sie teilen zu können:
1. Erstellen Sie ein neues Protokoll aus der Anwendung:
Aktivitäten > „+“-Symbol > Neues Protokoll erstellen
2. Kopieren und bearbeiten Sie ein vorhandenes Protokoll:
Aktivitäten > Protokoll auswählen > Symbol „Bearbeiten“ oben rechts
3. Erstellen Sie ein neues Protokoll mit einem Internet-QR-Code-Generator
Sie können eine Aktivität über die FizziQ-Anwendung erstellen , es ist jedoch auch möglich, eine Aktivität zu erstellen und ihren QR-Code zu generieren , ohne die Anwendung zu verwenden. Wir verwenden einen QR-Code-Generator, der im Internet frei verfügbar ist (geben Sie QR-Code-Generator in die Suchleiste Ihres Browsers ein, um den für Sie passenden zu finden). Anschließend geben wir einen Text ein, dessen Format den unten beschriebenen Vorgaben folgt.
Was ist das Format der FizziQ-Protokolle?
Das FizziQ-Format ist eine Textformatdatei, die durch bestimmte Felder definiert ist, die durch die Zeichenkombination „//“ getrennt sind.
Die Felder lauten wie folgt und die Informationen müssen in der richtigen Reihenfolge platziert werden:
1. Die Sequenz beginnt mit dem Code: „Fizziq“. Bitte beachten Sie, dass das letzte q in Kleinbuchstaben geschrieben ist.
2. Der Titel im Textformat
3. Das Ziel des Protokolls im Textformat
4. Die verschiedenen Schritte des Protokolls klassifiziert und durch das Trennzeichen „//“ getrennt
Ein Beispiel
Betrachten Sie beispielsweise das folgende Protokoll:
Der Titel des Experiments lautet „Klang“, der Untertitel „Arbeiten an Amplitude und Frequenz“ und zwei Schritte „Wählen Sie ein Musikinstrument, dessen Klang Sie analysieren möchten“ und dann „Mit welchem FizziQ-Instrument können Sie die Grundfrequenz messen?“. einer Note auf Ihrem Instrument?“
Sie können einen QR-Code erstellen, indem Sie in das Textfeld des im Internet verfügbaren „QR-Code“-Generators den folgenden Text eingeben:
„Fizziq//Klang//Arbeiten an Amplitude und Frequenz//Wählen Sie ein Musikinstrument, dessen Klang Sie analysieren möchten//Mit welchem FizziQ-Instrument können Sie die Grundfrequenz einer Note Ihres Instruments messen?“
Um einen QR-Code-Generator zu finden, geben Sie „QR Code Generator“ in die Suchleiste des Browsers ein.
QR-Code-Einschränkungen
Häufig verwendete QR-Codes können bis zu 4296 alphanumerische Zeichen enthalten. Für die Verwendung in FizziQ empfehlen wir jedoch, dass die Protokollgröße, einschließlich Trennzeichen, 2000 Zeichen nicht überschreitet.
Mit dem Kinematik-Modul der FizziQ-Anwendung können Sie Bewegungsvideos oder Chronofotografien mit Ihrem Laptop oder Tablet analysieren und die Daten anschließend in das Experimentier-Notizbuch exportieren. Im Notizbuch können die Daten analysiert und im PDF- oder Excel-Dateiformat geteilt werden.
Die Analyseschritte werden in einem speziellen Video beschrieben, indem Sie diesem Link folgen oder indem Sie die unten beschriebenen Schritte ausführen:
1. Laden Sie ein Video oder Foto zur Analyse hoch
- Öffnen Sie das Kinematikmodul über die Registerkarte „Extras“ in FizziQ.
- Wählen Sie den Videomodus, wenn Sie ein Video analysieren möchten, oder Chronofotografie, wenn Sie ein Foto analysieren möchten.
- Wählen Sie ein Video aus den Vorschlägen aus. Sie können auch Ihr eigenes Video verwenden oder ein aus dem Internet heruntergeladenes Video verwenden oder ein Video aus dem Bereich „Kinovideos“ verwenden FizziQ
2. Skalierung
Skalierung, mit der Sie das Verhältnis zwischen der Bildgröße und der tatsächlichen Größe angeben und die Achsen definieren können. Die Skalierung erfolgt in drei Schritten:
- Positionieren Sie den Ursprung der Regel,
- Positionieren Sie das Ende der Regel,
- Geben Sie die Länge des Maßstabs in Metern an.
Wir überprüfen die Richtung der Achsen, die automatisch aus den Positionen des Ursprungs und des Endes bestimmt wird.
3. Zeigen
Sobald die Kalibrierung durchgeführt wurde, können Sie mit dem Ausrichten der Bewegung fortfahren:
- den Zeitabstand zwischen aufeinanderfolgenden Schlägen prüfen oder ändern,
- Bringen Sie das Ziel nacheinander zu den zu untersuchenden Punkten und drücken Sie dann auf den Bildschirm. Die Position wird dann gespeichert und die Sequenz schreitet zum nächsten Bild fort.
- Sie können in der Bildfolge vorwärts oder rückwärts gehen, indem Sie auf die Pfeile am unteren Bildschirmrand drücken
- Mit den Optionen können Sie einen Punkt löschen, die Daten transparent machen, um das Zeigen zu erleichtern, und ein Bild des Bildschirms zum Experimentiernotizbuch hinzufügen.
4. Ergebnisse
Nachdem wir die gesamte Bewegung notiert haben, können wir mit der Analyse fortfahren, die im Experimentierbuch mit den grafischen Möglichkeiten der Anwendung durchgeführt wird:
- Wählen Sie die Daten aus, die Sie auf das Notebook übertragen möchten. Es können maximal 3 Daten ausgewählt werden,
- Übertragen Sie die Daten durch Drücken von Notebook,
- Analysieren Sie die Daten im Notebook oder übertragen Sie die Daten im Excel- oder PDF-Format
Andere Ressourcen:
Wir können das hervorragende Video von Jean-Michel Courty für Billes de Sciences über die Verwendung der FizziQ-Anwendung für die kinematische Analyse einsehen.
Die Analyse von vom Benutzer erstellten Videos ist eine der interessantesten Funktionen des Kinematikmoduls. Dieses Video kann mit einer Mobiltelefon- oder Tablet-Kamera gefilmt und zur Analyse in FizziQ importiert werden.
Um ein brauchbares Video einer Bewegung zu erstellen, empfehlen wir, auf folgende Elemente zu achten:
- die Kameraebene muss fixiert sein,
- der Gegenstand oder die Person muss sichtbar und ausreichend kontrastreich sein,
- Wenn das Objekt groß ist, muss eine Markierung die Stelle angeben, auf die gezeigt werden muss. Idealerweise im Schwerpunkt gelegen,
- Jegliche Parallaxe muss vermieden werden, d. h. das Mobiltelefon muss sich während seiner Bewegung im gleichen Abstand zum Objektiv befinden.
- Auf dem Video muss eine Skala sichtbar sein, die sich in der gleichen Ebene wie das Mobiltelefon und im gleichen Abstand vom Objektiv befindet
- Die Skala muss über sichtbare Markierungen zur Anzeige der Skala verfügen
- Die Anzahl der Bilder pro Sekunde muss bekannt und ausreichend sein, um zu verhindern, dass aufeinanderfolgende Bilder unscharf werden
Sobald das Video erstellt ist, kann es zur Analyse einfach auf FizziQ hochgeladen werden:
- Öffnen Sie das Kinematikmodul in der fizziQ-Anwendung über die Registerkarte „Extras“.
- Wählen Sie „Meine Videos“,
- Video auswählen
- Überprüfen Sie beim Zeigen das Zeitintervall (ausgedrückt in Millisekunden).
Um mehr zu erfahren, können Sie unseren Blog konsultieren – Unsere 7 Tipps für die Erstellung eines guten Kinovideos – und Sie können das Video von La main à la pâte – Billes de Sciences zu diesem Thema konsultieren
Der Bereich „Filmvideos“ in den Ressourcen enthält eine große Anzahl von Videos zum Sport und zur Bewegung von Objekten, um Untersuchungssitzungen zu Bewegungen im Unterricht oder zu Hause durchzuführen.
So laden Sie ein Video aus dem Cinematic Video-Bereich in FizziQ herunter:
- Öffnen Sie das Kinematikmodul in der fizziQ-Anwendung über die Registerkarte „Extras“.
- Wählen Sie FizziQ Resources aus, wodurch Sie zu einem Internetbrowser und der Seite „Kinovideos“ weitergeleitet werden.
- Kopieren Sie den Videolink in die Zwischenablage,
- Kehren Sie zu FizziQ zurück und wählen Sie dann das Internet-Symbol aus.
- Klicken Sie auf das Symbol „Kopieren“.
Le module cinématique permet de calculer plusieurs données essentielles pour l'étude du mouvement, telles que la position, la vitesse, l'accélération, l'angle et les énergies associées.
1. Position
La position est calculée en utilisant les points enregistrés dans le module de pointage. Chaque point de position est défini à partir du repère et de l'échelle définie lors de la Mise à l'Echelle. Lors de la mise à l'échelle, on peut séparer l'origine du repère en appuyant sur le bouton + en haut à droite. Les directions des axes X et Y sont orientés en fonction de l'origine par rapport à ces axes.
2. Vitesse
La vitesse est calculée de deux manières différentes :
- Différence finie centré : pour un point donné, la vitesse est calculée en utilisant les positions avant et après ce point : v(i) = x(i+1) - x(i-1) / [t(i+1)- t(i-1)]
- Dérivée de la courbe lissée : une portion de courbe lissées sur 5 points (ou 3 aux extrémités) est générée, et la vitesse est calculée à partir de la dérivée de cette courbe au point considéré. Cette méthode permet de minimiser les erreurs de mesure et de rendre le calcul plus fluide.
Par défaut, le module utilise la courbe lissée pour le calcul de la vitesse. Il est possible de changer cette option dans Réglages > Modélisation.
Dans les deux cas, les premiers et derniers points sont exclus puisqu'ils ne disposent pas de points voisins pour effectuer le calcul.
3. Accélération
L'accélération est calculée de deux façons :
- Différence finie centrée : pour un point donné, l'accélération est calculée en utilisant les vitesses avant et après ce point : a(t) = [v(i+1) - v(i-1)] /[t(i+1) - t(i-1)]
- Dérivée seconde de la courbe lissée : une portion de courbe lissées sur 5 points (ou 3 aux extrémités) est générée, et l'accélération est calculée à partir de la dérivée seconde de cette courbe au point considéré.
Par défaut, le module utilise la courbe lissée pour le calcul de l'accélération. Il est possible de changer cette option dans Réglages > Modélisation.
Dans les deux cas, les deux premiers et deux derniers points sont exclus.
4. Angle
FizziQ permet de mesurer l’angle à chaque instant tt, offrant ainsi la possibilité d’analyser les mouvements de rotation ou de décrire la position du mobile en coordonnées polaires.
L’angle calculé par FizziQ est obtenu à partir des positions successives du mobile au cours du mouvement. Il correspond à l’angle formé entre l’axe horizontal XX et la droite reliant l’origine à la position du mobile à l’instant tt. Cet angle est mesuré dans le sens trigonométrique, c’est-à-dire dans le sens anti-horaire à partir de l’axe XX.
5. Énergies Cinétique, Potentielle et Mécanique
Les énergies liées au mouvement sont calculées à partir des positions, vitesses et du poids de l'objet (voir le calculés ces différents paramètres). Le poids est entré à la première analyse, et peut être ensuite modifié en tapant sur la valeur affichée.
En ajoutant les données au cahier d'expérience, on peut conduire des analyses simples sur les données. Il est également possible d'exporter ces données vers Excel ou Python pour une analyse plus poussée.
Ajout des données au cahier d'expérience
À la fin de l'analyse cinématique, un écran permet de sélectionner les données que l'on souhaite exporter dans le cahier d'expériences. On peut exporter jusqu'à trois données.
Analyse sous forme de tableau
Une fois les données ajoutées au cahier d'expériences, elles peuvent être analysées sous forme de tableau. Le tableau peut être constitué d'un maximum de 100 lignes et 3 colonnes. Plusieurs fonctionnalités facilitent l'organisation et la personnalisation des données :
Modification des cellules : Il est possible d’ajouter du texte, des nombres, ou des formules dans chaque cellule. En double cliquant sur une cellule on peut copier le contenu de cette cellule dans toute la colonne.
Gestion des lignes : Vous pouvez ajouter des lignes supplémentaires pour des annotations ou supprimer des lignes qui ne sont plus nécessaires.
Précision des données : L'affichage des chiffres après la virgule peut être ajusté pour obtenir une présentation plus précise ou simplifiée des valeurs.
Formules : des calculs très simples peuvent être effectués sur le tableau en entrant une formule. Les formules ne peuvent être entrées que dans la dernière colonne. Elles commencent par le signe = suivi d'une formule qui fera intervenir les titres des colonnes. Par exemple = T * x /5. On peut utiliser des parenthèse ou des crochets indifféremment. A noter que l'on peut référencer ligne précédente ou suivante avec le préfixe prec(titre colonne) ou suiv(titre colonne).
Statistiques : La dernière ligne permet de calculer des statistiques sur les données d'une colonne (Somme, Moyenne, Ecart-type, Somme Produit).
Analyse sous forme de graphique
FizziQ permet de représenter les données sous forme de graphique :
Choix des axes : Vous pouvez sélectionner une donnée pour l'axe des abscisses (X) et une autre pour l'axe des ordonnées (Y).
Échelle et centrage : L'échelle du graphique peut être ajustée en utilisant les boutons de loupe, permettant de zoomer ou de dézoomer selon la précision souhaitée. On peut également centrer le graphique pour obtenir une vue différentes de la courbe.
Modélisation : En appuyant sur le bouton de modélisation, on a accès à différentes options :
Interpolation linéaire : Cette option relie les points de données par des segments de droite. La formule apparait en haut à droite.
Lissage quadratique : Ce type de modélisation applique un lissage quadratique aux données. La formule de la courbe apparait en haut à droite.
Aucune modélisation : Vous pouvez également choisir d’afficher les données sans aucune modélisation si vous préférez observer les points bruts.
Export des données : une fois dans le cahier d'expériences, les données peuvent être exportées sous forme CSV (séparateurs point ou virgule) ou sous forme d'un fichier Python (les données sont présentées sous forme de données lignes facilement intégrables dans un programme Python).
FizziQ ermöglicht den Export der im Experimentiernotizbuch vorhandenen Daten in eine Excel-kompatible CSV-Datei.
Um Daten aus dem Kinematikmodul zu exportieren:
- Sobald die Bewertung abgeschlossen ist, wählen Sie Ergebnisse, um die Flugbahn-, Geschwindigkeits-, Beschleunigungs- oder Energiedaten zu berechnen
- Wählen Sie im Menü maximal drei Daten aus, die Sie in das Notebook exportieren möchten
- Drücken Sie „Notizbuch“, um die Daten in das Experiment-Notizbuch zu exportieren
- Die Daten werden dann dem Notizbuch hinzugefügt, wo sie analysiert werden können
Sobald sich die Daten im Experiment-Notizbuch befinden, können sie in eine Datei im CSV-Format exportiert werden:
- Drücken Sie im Notizbuch oben rechts auf dem Bildschirm auf das Teilen-Symbol
- Wählen Sie „CSV-Datei erstellen“
- Entscheiden Sie sich je nach Konfiguration Ihrer Tabellenkalkulation für ein Punkt- oder Komma-Dezimaltrennzeichen
- Exportieren Sie das Dokument
Mit FizziQ und FizziQ Junior können Sie wissenschaftliche Experimente mit einem Smartphone, Mobiltelefon oder Tablet durchführen. Die Anwendungen sind kostenlos und nutzen die zahlreichen Möglichkeiten digitaler Tools, um wissenschaftliche Messungen durchzuführen, diese Messungen anhand von Grafiken, Tabellen und Kommentaren zu dokumentieren, diese Messungen mit einer Gruppe zu teilen und exportierbare Dokumente im PDF- oder CSV-Format für Excel zu erstellen.
FizziQ und FizziQ FIZZIQ Junior können im Unterricht verwendet werden, um schnell eine Manipulation entweder durch den Lehrer oder mit der gesamten Klasse durchzuführen. Die Bewerbungen wurden so organisiert, dass sie den Anforderungen der Lehrkräfte im schulischen Umfeld entsprechen.
FizziQ und FizziQ Junior können auch innerhalb der Familie oder von Schülern und Studenten verwendet werden, um persönliche Forschungen über die Welt um sie herum durchzuführen.
Schließlich sind die Anwendungen speziell für den Einsatz in allen Situationen konzipiert, in denen Schüler oder Studenten keinen Zugang zu einem Labor zur Durchführung ihrer wissenschaftlichen Experimente haben:
- Unzugängliche Labore (Eindämmung, Arbeiten)
- Behinderungssituationen (im Krankenhaus oder zu Hause)
- Nicht vorhandene oder fehlerhafte Ausrüstung
- Feldarbeit allein oder in der Gruppe
Die Anwendungen sind in iOS- und Android-Umgebungen verfügbar und funktionieren auf Geräten, die diese Betriebssysteme verwenden. Bei Android muss die Betriebssystemversion mindestens 5 sein (die neueste Version ist 11). Die Art der Daten, die der Benutzer erfassen kann, hängt jedoch von den Fähigkeiten der Geräte ab. Die Funktionen sind auf beiden Plattformen gleich.
Die FizziQ-App ist kostenlos. Es kann für Bildungszwecke und für nichtkommerzielle Zwecke frei verwendet werden. Werden Kopien von Bildschirmen oder Teilen von Bildschirmen auf Medien mit einer Verbreitung von mehr als 250 Kopien verbreitet, muss auf dem Träger die Nennung des Namens der Anwendung und des Internet-Links der Anwendung, www.fizziq.org , angegeben werden. Sie können das App-Logo auch im Zusammenhang mit der App verwenden.
Es gibt andere Anwendungen, von denen einige Pioniere auf diesem Gebiet waren. Es gibt auch andere Möglichkeiten, Schülern das Experimentieren beizubringen, beispielsweise durch die Verwendung virtueller Experimentierumgebungen.
FizziQ ist die einzige Anwendung, die in einer modernen und intuitiven Benutzeroberfläche Informationserfassung, Experimentiernotizbuch, Experimentprotokolle und Experimentiertools wie Simultanaufzeichnung, Soundbibliothek, Intervalltimer, Trigger und viele andere Funktionen integriert. FizziQ ermöglicht die Zusammenarbeit zwischen Studierenden und fördert die Entwicklung der Bildungsgemeinschaft.
FizziQ ist eine Anwendung, die sich ständig weiterentwickelt. Wir fügen fast jeden Monat neue Funktionen hinzu.
Wenn Sie der Meinung sind, dass bestimmte Funktionen in der Anwendung fehlen, senden Sie uns eine E-Mail an info@fizziqlab.org .
Die neueste Version von FizziQ ist Version 3.9, FizziQ Blue, die die folgenden Funktionen enthält:
- Erleichtern Sie den Datenaustausch zwischen Schülern oder zwischen Schüler und Lehrer, ohne eine Internetverbindung zu verwenden, indem Sie einen QR-Code verwenden.
- Tabellen mit drei Spalten, von denen die letzte Zahlen, Text und/oder Formeln akzeptiert.
- Organisieren Sie das Notizbuch, indem Sie die Karten mit dem Finger bewegen.
- freie Auswahl der Daten im Kinematikmodul.
- Sampling-Modus für Schallwellen.
- Histogramme für Sensordaten.
- Das PDF-Produktionsmodul wurde für eine neue Präsentation neu gestaltet, sehr strukturiert und optisch ansprechend.
Weitere Informationen zu diesen verschiedenen Funktionen finden Sie in unserem Blog: Was ist neu in FizziQ Blue?
Da Mobiltelefone und Tablets mit Lautsprechern ausgestattet sind, lag es für uns nahe, ein Tool zur Erzeugung von Tönen zu entwickeln und dem Forscher so eine an seine Bedürfnisse anpassbare Klangquelle zur Verfügung zu stellen.
Mit dem Klangsynthesizer auf der Registerkarte „Extras“ können Sie auf drei unabhängig programmierbaren Kanälen einen Klang mit einer Frequenz zwischen 200 und 10.000 Hertz erzeugen. Darüber hinaus kann der zweite Kanal gegenüber dem ersten phasenverschoben werden und jeder Kanal verfügt über eine eigene Lautstärke.
Durch die Verwendung mehrerer Kanäle kann der Benutzer komplexe Klänge erzeugen.
Achtung: Auf Android können diese Sounds gleichzeitig „abgespielt“ werden, während im Reiter „Messung“ eine Analyse des Sounds durchgeführt wird. Wir können also spielen und messen. Unter iOS ist dies nicht möglich, da Apple das Urheberrecht nicht verletzen möchte und Sie entweder einen Ton abspielen oder einen Takt abspielen müssen, aber nicht beides gleichzeitig tun können.
Die Klangbibliothek stellt dem Schüler und dem Lehrer mehr als 15 verschiedene Geräusche zur Verfügung, die zur Durchführung von Untersuchungsverfahren genutzt werden können.
Sie greifen auf die Soundbibliothek über die Registerkarte „Extras“ zu. Durch Drücken des Dropdown-Menüs wählen Sie einen der Sounds aus der Bibliothek aus, der die folgenden Sounds enthält:
- 3 Stimmgabelklänge aus verschiedenen Epochen
- 6 Noten verschiedener Instrumente
- 2 Geräusche (elektronisches weißes Rauschen und eine belebte Straße)
- 1 Doppler-Effekt
- 1 konstant reiner Klang bei 680 Hertz
- 1 intermittierender Piepton
- 1 Glockenton
- 3 Sequenzen von Musiknoten (Tonleiter, Oktal, Mystery-Sounds)
Achtung: Auf Android können diese Sounds gleichzeitig „abgespielt“ werden, während im Reiter „Messung“ eine Analyse des Sounds durchgeführt wird. Wir können also spielen und messen. Unter iOS ist dies nicht möglich, da Apple das Urheberrecht nicht verletzen möchte und Sie entweder einen Ton abspielen oder einen Takt abspielen müssen, aber nicht beides gleichzeitig tun können.
Mit dem Banner unten in der Anwendung können Sie jederzeit zwischen den 5 unabhängigen Bildschirmen navigieren:
- die Registerkarte „Aktivitäten“, die Zugriff auf alle Aktivitätsprotokolle sowie die Erstellung, Bearbeitung und Freigabe von Aktivitäten bietet,
- die Registerkarte „Notizbuch“, in der der Schüler die Ergebnisse seiner Experimente einträgt, aber auch Text, Fotos oder Tabellen hinzufügen kann,
- die Registerkarte „Messungen“, die durch Drücken auf den zentralen Kreis Zugriff auf die Messgeräte bietet,
- die Registerkarte „Werkzeuge“, die viele Funktionen zur Durchführung wissenschaftlicher Experimente bietet, wie zum Beispiel den Synthesizer, die Klangbibliothek oder das Kinematik-Werkzeug,
- die Registerkarte „Einstellungen“, auf der der Benutzer die verschiedenen Optionen findet, um FizziQ an seine Bedürfnisse anzupassen, eine Werkzeugkalibrierung durchzuführen oder die Probenahme zu ändern.