Wissensbasis

Die FizziQ Junior-Anwendung erfüllt zwei Ziele: - Helfen Sie 3 Schülern dabei, durch praktische Erfahrung die Grundlagen des wissenschaftlichen Denkens mithilfe digitaler Werkzeuge zu erlernen - Unterstützung der Lehrer bei der Erstellung und Durchführung von Untersuchungssitzungen im Klassenzimmer. Um diese Ziele zu erreichen, nutzt FizziQ Junior die oft ungeahnten Möglichkeiten von Tablets oder Smartphones, wie z. B. Sensoren, um ein innovatives und nützliches Werkzeug für den Unterricht, aber auch für die Bildungskontinuität zu schaffen. FizziQ Junior wurde auch vom Edu-Up-Programm des Ministeriums für nationale Bildung ausgewählt, das die Bildungswerkzeuge der Zukunft finanziert. Für Lehrer ist FizziQ Junior eine Möglichkeit, wissenschaftliche Untersuchungsaktivitäten zu identifizieren, anzupassen oder zu erstellen, diese dann mit ihren Schülern zu teilen und ihre Arbeit auf den Tablets zu korrigieren. Der Zugriff auf diese Funktionen erfolgt über den Lehrerbereich. So greifen Sie auf den Lehrerbereich zu: Bewegen Sie im Hauptmenü den Cursor unten rechts auf „Lehrermodus“. Für den Schüler oder eine Gruppe von Schülern ist FizziQ Junior sowohl ein Experimentierwerkzeug als auch ein digitales Experimentierheft, in dem alle Phasen ihrer Überlegungen in Form von Texten, Fotos, Zeichnungen oder Messungen organisiert werden. Sobald seine Arbeit abgeschlossen ist, exportiert er seine Arbeit in Form eines PDF-Dokuments oder gibt es zur Korrektur an seinen Lehrer weiter. Der Zugriff auf diese Funktionen erfolgt über den Studentenbereich.

Damit Studierende sich mit der FizziQ Junior-Anwendung vertraut machen und deren Funktionsweise besser verstehen können, empfehlen wir Ihnen, mit ihnen ein erstes kleines Experiment zur Einweisung in dieses Tool durchzuführen. Wir haben drei kleine Spiele vorbereitet, die die Schüler ausprobieren können und die Sitzungen zu Klang, Bewegung oder Farben einleiten. Diese kurze, unterhaltsame Zeit ermöglicht es ihnen, sich mit der Anwendung vertraut zu machen und die Philosophie der Untersuchungsmethode besser zu verstehen. Starten Sie die Anwendung und klicken Sie dann im angezeigten Menü auf „Ich teste meine Instrumente“. Drücken Sie nun auf eines der Symbole, beispielsweise auf das Symbol mit dem Titel „Der Maler“. Befolgen Sie die Anweisungen, um dieses kleine Spiel zu spielen, das Ihre Fähigkeit testet, Farben in Ihrer Umgebung schnell zu erkennen. Drücken Sie „Pause“ und fahren Sie fort, wenn Sie das Spiel beendet haben. Ein Tablet lässt sich ganz einfach in ein sehr präzises Messgerät verwandeln, um mit Ihren Schülern spannende Ermittlungsprozesse durchzuführen. Wir haben uns mit Farbe beschäftigt, aber FizziQ Junior bietet Zugriff auf mehr als zwanzig verschiedene Arten von Messungen. Um sie zu entdecken, kehren Sie zum vorherigen Menü zurück und klicken Sie auf das Symbol „Instrumente entdecken“. Anschließend sehen Sie die Liste aller Messinstrumente, die Ihren Schülern zur Verfügung stehen, um neue und bereichernde Erfahrungen zu machen.

Um den Lehrerbereich zu öffnen, müssen Sie den Lehrermodus mit der Schaltfläche unten rechts auf dem Bildschirm im Hauptmenü aktivieren. Bei der ersten Nutzung ist dieses Menü für jedermann zugänglich, der Lehrer kann jedoch ein Passwort erstellen, um zu verhindern, dass Schüler dieses Menü betreten. Nach dem Drücken des Lehrersymbols bietet der neue Bildschirm die verschiedenen Funktionen des Lehrerbereichs: Aktivitätssuche, Aktivitätsverwaltung, Lehrerschließfach und Tablet-Einstellungen. La main à la pâte und die Bildungsgemeinschaft haben zahlreiche Aktivitäten erstellt, die der Lehrer direkt nutzen oder modifizieren kann, um sie an seine Bedürfnisse anzupassen. Sie finden diese Aktivitäten, indem Sie auf „Aktivität suchen“ klicken. Für diese Funktion ist ein Internetzugang erforderlich. Wählen Sie eine Aktivität anhand ihres Namens aus. Anschließend visualisieren wir die Details der Aktivität, ihren Autor und einen Link zur vollständigen Ressource, die die Aktivität beschreibt. Um auf diese Ressource zuzugreifen, klicken Sie auf den Link und er erscheint auf dem Bildschirm. Bitte beachten Sie, dass für diese Funktionen ein Internetzugang erforderlich ist. In diesem Fenster können Sie die Aktivität herunterladen, um sie zu ändern oder an die Schüler zu übertragen. Klicken Sie unten auf Aktivität herunterladen. Diese Aktivität wird dann in einem Menü angezeigt, das dem Experimentiernotizbuch des Schülers ähnelt. Der Lehrer kann dann die Aktivität ändern, Text, Fotos oder Maße hinzufügen, aber auch Schritte hinzufügen, um den Schülern das Denken zu erleichtern. Ich schlage vor, dass Sie PAUSE drücken, eine Aktivität auf Ihr Tablet herunterladen und sie dann mit den Bearbeitungstools ändern. Sobald diese Elemente hinzugefügt wurden, können Sie die Aktivität teilen, indem Sie im Dropdown-Menü auf das Teilen-Symbol klicken. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine Aktivität zu teilen. Wenn der Lehrer keinen Internetzugang hat oder keinen QR-Code verwenden möchte, kann der Lehrer die Aktivität im Schließfach des Schülers ablegen. Er wird in seinem Studentenraum die Aktivität finden, der er folgen kann. Wenn der Lehrer kein Internet hat, seiner Klasse aber dennoch einen QR-Code mitteilen möchte, kann er mit der Option „Nur Text-QR-Code“ einen QR-Code erstellen, der kein Internet erfordert. Bilder, Zeichnungen oder Maße werden daher nicht in die Aktivität einbezogen. Wenn die Schüler schließlich Zugang zum Internet haben, kann der Lehrer einen Text- und Bild-QR-Code erstellen. Die Aktivität wird vollständig anonym und sicher auf unsere Server übertragen und ein QR-Code erstellt, der es den Schülern ermöglicht, in der angegebenen Datenbank nach dieser Aktivität zu suchen. Dieser Code kann einen Monat lang verwendet werden und nur Codeinhaber haben Zugriff auf die Informationen. Für diese Sequenz fügen wir Ihrer Aktivität ein Foto hinzu, dann erstellen Sie einen „Text- und Bild“-QR-Code. Sie senden diesen QR-Code an Ihre E-Mail-Adresse, indem Sie unten rechts auf das Teilen-Symbol klicken. Sie können diesen QR-Code auch fotografieren. Jetzt prüfen wir, ob ein Schüler den QR-Code lesen kann, kehren zum Schülermenü zurück und scannen den QR-Code aus Ihrer E-Mail auf einem anderen Gerät. Anschließend wird die von Ihnen erstellte Aktivität angezeigt. Es besteht auch die Möglichkeit, dass der Schüler sein Notizbuch mit dem Lehrer teilt. Während wir uns im Menü „Schüler“ befinden, teilen wir das Notizbuch, das wir in der ersten Sequenz erstellt haben, und legen es in den Spind des Lehrers. Klicken Sie dazu auf Meine Arbeit teilen, legen Sie dann ein Notizbuch in das Notizbuch des Lehrers und wählen Sie dann das Notizbuch aus. Nach der Validierung erscheint es in Rot. Kehren Sie nun zum Lehrermenü zurück und drücken Sie „Mein Schließfach öffnen“. Wir sehen dann das Dokument des Studenten. Öffnen Sie dieses Dokument. Der Lehrer hat dann die Möglichkeit, Kommentare zum Notizbuch hinzuzufügen und das Notizbuch dann beim Verlassen des Dokuments an den Schüler zurückzugeben. Der Schüler sieht das mit Anmerkungen versehene Notizbuch in seinen Notizbüchern und kann es ändern. Eine letzte Option ist das Einstellungsmenü. In diesem Menü können Sie die auf dem Tablet verfügbaren Sensoren konsultieren, bestimmte Instrumente wie Ton oder Kompass kalibrieren, Passwörter erstellen oder das Tablet personalisieren. Wir empfehlen Ihnen, sich diese verschiedenen Optionen anzusehen und die Gebrauchsanweisung auf der Website www.fizziq.org zu konsultieren, wenn Sie mehr erfahren möchten.

Der Schüler kann eine vom Lehrer vorbereitete Aktivität herunterladen. Diese Aktivität kann auf zwei Arten heruntergeladen werden: entweder als QR-Code oder im Schließfach des Schülers. 1. Laden Sie eine Aktivität als QR-Code herunter Um eine Aktivität herunterzuladen, die in Form eines QR-Codes verfügbar ist, wählen Sie im Schülermenü „Ich starte eine Aktivität“, dann „Ich lade eine Aktivität herunter“ und zielen Sie dann mit der Kamera auf den QR-Code der Aktivität. Wenn der QR-Code erkannt wird, wird der Rahmen grün. Klicken Sie auf „Diese Aktivität starten“. Das Experiment-Notizbuch wird geöffnet, einschließlich der grau angezeigten Fragen. Wenn der QR-Code nicht erkannt werden kann, lesen Sie den Abschnitt: Probleme: Der Aktivitäts-QR-Code wird nicht erkannt 2. Öffnen Sie eine Aktivität, die sich im Schließfach des Schülers befindet Um eine im Schließfach des Schülers verfügbare Aktivität zu öffnen, klicken Sie auf „Die Aktivität befindet sich in meinem Schließfach“ und wählen Sie dann die Aktivität aus. Laden Sie eine Aktivität herunter, die in Form eines QR-Codes verfügbar ist. Wählen Sie im Schülermenü „Ich starte eine Aktivität“, dann „Ich lade eine Aktivität herunter“ und zielen Sie dann mit der Kamera auf den QR-Code der Aktivität. Wenn der QR-Code erkannt wird, wird der Rahmen grün. Klicken Sie auf „Diese Aktivität starten“. Das Experiment-Notizbuch wird geöffnet, einschließlich der grau angezeigten Fragen.

Um ein neues Notizbuch zu erstellen, klicken Sie im Hauptmenü auf das Schülersymbol und wählen Sie dann „Ich erstelle ein neues Notizbuch“ aus. Um ein vorhandenes Notizbuch zu ändern, klicken Sie im Hauptmenü auf das Schülersymbol und wählen Sie dann „Ich öffne eines meiner Notizbücher“ aus. - Wenn das Notizbuch rot angezeigt wird, bedeutet dies, dass es im Spind des Lehrers abgelegt wurde. Um es aus dem Lehrerspind zu entfernen, drücken Sie auf das Notebook und nehmen Sie dann den Stuhl aus dem Spind. - Wenn das Notizbuch grün angezeigt wird, bedeutet dies, dass es vom Lehrer korrigiert und an den Schüler zurückgegeben wurde.

Im oberen Feld trägt der Studierende bzw. die Studierendengruppe seinen Namen, das Datum und die Autoren des Dokuments ein. Er kann auch ein Foto hinzufügen, indem er auf das Symbol tippt. Um seinem Notizbuch Elemente hinzuzufügen, drückt der Schüler das PLUS-Zeichen an der Stelle, die er für am relevantesten hält. Er kann Text, ein Foto, eine Zeichnung oder eine Messung hinzufügen. Die Elemente bzw. Beobachtungskarten, Texte, Fotos, Zeichnungen oder Messungen können im Experimentierheft per Drag & Drop verschoben werden: Halten Sie die Beobachtungskarte gedrückt und verschieben Sie diese Karte bei gedrückter Maustaste an die gewünschte Stelle. Wenn Fehler gemacht wurden, können Sie einen Eintrag löschen, indem Sie ihn nach links verschieben (nach links wischen), und indem Sie auf einen Text drücken, können Sie ihn auch ändern. Sie brechen eine Verschiebung oder einen Löschvorgang ab, indem Sie auf das grüne Zurück-Symbol klicken, das unten links im Notizbuch angezeigt wird. Um ein Bild zu ändern, drücken Sie zweimal schnell auf das Bild. Anschließend gelangen Sie in das Zeichenmodul, in dem das Bild geändert werden kann. Oben rechts im Erlebnisnotizbuch befindet sich eine Dropdown-Menüleiste. Es enthält mehrere Tools zur Verwaltung des Notebooks: - die Lupe, die Ihnen einen Gesamtüberblick über das Dokument ermöglicht - Hilfe für Schüler beim Ausfüllen des Dokuments, der Stern im Dropdown-Menü. Diese Hilfe gibt den Schülern Ratschläge, wie sie ihr Erfahrungsnotizbuch besser organisieren und vervollständigen können. - die Schaltfläche „Beenden“, um das Experiment-Notizbuch zu schließen und zu speichern. Die Arbeit des Schülers wird ständig gespeichert, während er sein Notizbuch vervollständigt. Auch wenn er die Anwendung beendet oder das Tablet ausschaltet, bleibt seine Arbeit erhalten.

Um Text hinzuzufügen, klicken Sie in dem Abschnitt, in dem das Textfeld hinzugefügt werden soll, auf die Schaltfläche MEHR und dann auf „Text“. Schreiben Sie den gewünschten Kommentar und klicken Sie dann auf „Ich bestätige“. Der Text wird dann am Ende des Abschnitts hinzugefügt. Um eine Zeichnung hinzuzufügen, klicken Sie in dem Abschnitt, in dem die Zeichnung hinzugefügt werden soll, auf die Schaltfläche MEHR und dann auf „Zeichnung“. Es öffnet sich ein neues Fenster, in dem der Schüler die gewünschte Zeichnung erstellen kann. Um diese Zeichnung zum Notizbuch hinzuzufügen, klicken Sie auf das Notebook Plus-Symbol. Um ein Foto hinzuzufügen, klicken Sie in dem Abschnitt, in dem das Foto hinzugefügt werden soll, auf die Schaltfläche MEHR und dann auf „Foto“. Es öffnet sich ein neues Fenster mit dem Kamerabildschirm. Um ein Foto aufzunehmen und zum Notizbuch hinzuzufügen, tippen Sie auf das Notebook Plus-Symbol. Um die Frontkamera zu verwenden, tippen Sie auf das Smiley-Symbol.

Die Studierenden können das Experimentierheft teilen, indem sie es entweder in den Spind des Lehrers legen oder in Form eines PDF-Dokuments, das per E-Mail oder über ein anderes im Tablet oder Smartphone vorhandenes Kommunikationsmittel versendet werden kann. Um ein Notizbuch in den Spind des Lehrers zu legen, drücken Sie im Hauptmenü „Schüler“ auf „Ich teile meine Arbeit“, dann auf „Legen Sie ein Notizbuch in den Spind Ihres Lehrers“ und wählen Sie dann das Dokument aus. Nach der Bestätigung erscheint das Dokument rot in der Liste der Schülernotizbücher und erscheint im Spind des Lehrers. Um ein Notizbuch im PDF-Format zu teilen, klicken Sie im Hauptmenü des Schülers auf „Ich teile meine Arbeit“, dann auf „Dokument im PDF-Format teilen“ und wählen Sie dann das Dokument aus. Nach der Bestätigung wird das Dokument vorbereitet und dann auf dem Bildschirm angezeigt. Um es zu exportieren, klicken Sie unten rechts auf das Teilen-Symbol und wählen Sie dann die gewünschte Art der Freigabe aus.

Der Student kann Messungen mit den verschiedenen Messgeräten hinzufügen, die auf dem Tablet oder Smartphone verfügbar sind. Um eine Messung hinzuzufügen, klicken Sie im Notizbuch auf das PLUS-Symbol in dem Abschnitt, zu dem Sie eine Messung hinzufügen möchten. Klicken Sie dann auf „Messungen“. Wählen Sie dann das Instrument aus, das Sie verwenden möchten. Um die Messung zum Notizbuch hinzuzufügen, tippen Sie auf das Notebook Plus-Symbol.

La main à la pâte und die Bildungsgemeinschaft haben zahlreiche Aktivitäten erstellt, die der Lehrer direkt nutzen oder modifizieren kann, um sie an seine Bedürfnisse anzupassen. Klicken Sie im Lehrerbereich auf „Aktivität suchen“. Für diese Funktion ist ein Internetzugang erforderlich. Wählen Sie eine Aktivität aus, um sie anzuzeigen. Anschließend werden die Details der Aktivität, ihr Autor und ein Link zur vollständigen Ressource, die die Aktivität beschreibt, angezeigt. Um das Informationsblatt für diese Ressource anzuzeigen, klicken Sie auf den Link. Bitte beachten Sie, dass für diese Funktionen ein Internetzugang erforderlich ist. Um die Aktivität herunterzuladen und zu bearbeiten oder mit Schülern zu teilen. Klicken Sie unten auf Aktivität herunterladen. Diese Aktivität erscheint dann im Aktivitätsbuch, ähnlich dem Erfahrungsbuch des Schülers.

Im Lehrerbereich kann der Lehrer eine Aktivität erstellen oder ändern, die mit den Schülern geteilt wird, entweder in Form eines QR-Codes oder im Schließfach des Schülers. Um eine neue Aktivität zu erstellen, klicken Sie im Lehrerbereich auf „Meine Aktivitäten verwalten“ und dann auf „Aktivität erstellen“. Anschließend geben wir den Namen der Aktivität ein und fügen Text, Zeichnungen, Fotos oder Maße hinzu, wie beim Schülernotizbuch. Der Lehrer kann auch neue Schritte hinzufügen, eine Option, die im Schülernotizbuch nicht möglich ist. Die Schritte helfen dabei, das Notizbuch zu strukturieren und den Schüler bei seiner Argumentation zu unterstützen. Um eine Aktivität zu ändern, klicken Sie im Lehrerbereich auf „Meine Aktivitäten verwalten“ und dann auf „Aktivität erstellen“. Anschließend geben wir den Namen der Aktivität ein und fügen Text, Zeichnungen, Fotos oder Maße hinzu, wie beim Schülernotizbuch. Der Lehrer kann auch neue Schritte hinzufügen, eine Option, die im Schülernotizbuch nicht möglich ist. Die Schritte helfen dabei, das Notizbuch zu strukturieren und den Schüler bei seiner Argumentation zu unterstützen.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine Aktivität mit Ihren Schülern zu teilen: - Platzieren Sie die Aktivität im Schließfach des Schülers auf dem Tablet - Teilen Sie die Aktivität in Form eines QR-Codes, ohne dass eine Internetverbindung erforderlich ist - Aktivitäten als QR-Code über den Internetzugang teilen Legen Sie die Aktivität in den Spind des Schülers Wenn der Lehrer keinen Internetzugang hat oder keinen QR-Code verwenden möchte, kann der Lehrer die Aktivität im Schließfach des Schülers ablegen. Er wird in seinem Studentenraum die Aktivität finden, der er folgen kann. So platzieren Sie die Aktivität im Schließfach des Schülers: Im Lehrermenü > Aktivität teilen > Datei auswählen > Zum Schließfach des Schülers hinzufügen Die Aktivität ist dann für den Schüler in seinem Schließfach zugänglich. Teilen Sie eine Aktivität per QR-Code, für die kein Internet erforderlich ist Wenn kein Internetzugang verfügbar ist oder die Aktivität einfach ist und nur Text oder Schritte enthält, kann der Lehrer die Aktivität in Form eines QR-Codes ohne Internet teilen. Wenn die Aktivität Text enthält, kann dieser dennoch ohne Internet in einen QR-Code umgewandelt werden, es wird jedoch nur der Text integriert. So generieren Sie einen QR-Code ohne Internet für die Aktivität: Im Lehrermenü > Aktivität teilen > Datei auswählen > QR-Code ohne Internet Der QR-Code erscheint auf dem Bildschirm. Es kann als Bild per E-Mail oder über ein anderes Kommunikationsmittel geteilt werden, indem Sie unten rechts auf die Schaltfläche „Teilen“ klicken. Studierende können die Aktivität hinzufügen, indem sie den QR-Code direkt im Student Space scannen Teilen Sie eine Aktivität per QR-Code, für die kein Internet erforderlich ist Wenn ein Internetzugang verfügbar ist und die Aktivität Bilder umfasst, kann der Lehrer über das Internet einen QR-Code erstellen. In diesem Fall werden die Informationen auf unseren Servern gespeichert und sind nur über einen im QR-Code integrierten Schlüssel zugänglich. Bevor der QR-Code erstellt werden kann, muss der Lehrer bestätigen, dass die in der Aktivität enthaltenen Informationen ausschließlich für Unterrichtszwecke bestimmt sind und keine Inhalte enthalten, die für Schüler ungeeignet sind. So generieren Sie einen QR-Code mit dem Internet: Im Lehrermenü > Eine Aktivität teilen > Datei auswählen > QR-Code mit dem Internet Der QR-Code erscheint auf dem Bildschirm. Es kann als Bild per E-Mail oder über ein anderes Kommunikationsmittel geteilt werden, indem Sie unten rechts auf die Schaltfläche „Teilen“ klicken. Studierende können die Aktivität hinzufügen, indem sie den QR-Code direkt im Student Space scannen

Nicht alle Smartphones und Tablets verfügen über die gleichen Sensoren. Um die Liste der Sensoren herauszufinden, auf die der Benutzer von FizziQ Junior zugreifen kann: Aus dem Lehrerbereich > Parameter ändern > Liste der Sensoren

Manche Messgeräte müssen aus verschiedenen Gründen regelmäßig neu kalibriert werden: - Der Kompass reagiert möglicherweise empfindlich auf magnetische Streufelder und kann seine Ausrichtung verfälschen. - Tablet-Mikrofone sind alle unterschiedlich. Wenn Sie möchten, dass alle Tablets die gleiche Tonempfindlichkeit haben, können Sie das Mikrofon kalibrieren. So kalibrieren Sie ein Instrument: Wählen Sie im Lehrerbereich > Parameter ändern > Kalibrierung > das zu kalibrierende Instrument aus

Der Zugang zum Lehrerbereich kann durch ein Passwort geschützt werden. So erstellen Sie ein Passwort: im Lehrerbereich > Einstellungen ändern > Lehrerpasswort Das Passwort wird jedes Mal abgefragt, wenn Sie den Lehrerbereich betreten. Sollte das Passwort verloren gehen, kann es mit dem Backup-Passwort zurückgesetzt werden: FizziQ2022

Der Kompass nutzt das Magnetometer des Mobiltelefons oder Smartphones, um den Winkel des Geräts zum magnetischen Nordpol zu bestimmen. Das Magnetometer misst die Richtung des Erdmagnetfeldes, reagiert jedoch sehr empfindlich auf Störungen durch ferromagnetische Metalle in bestimmten elektronischen Geräten oder Metallgegenstände wie Eisen oder Stahl. In diesem Fall hat das Magnetometer Schwierigkeiten, die von der Erde ausgehende Komponente des Magnetfelds von der des Objekts zu trennen, das eine Störung verursacht. Das Magnetometer kann dann außer Kontrolle geraten. Um den Kompass zu kalibrieren, können Sie ganz einfach das Mobiltelefon manipulieren, das vom Magnetometer erkannt wird. Anschließend wechselt es in den Kalibrierungsmodus und kalibriert sich mithilfe des Laptops neu, um die Richtung des Erdmagnetfelds genau zu bestimmen. Die Manipulation besteht darin, das Smartphone nacheinander vollständig um alle drei Achsen zu drehen. Nach diesen Drehungen wird das Magnetometer neu kalibriert und der Kompass ist dann wieder einsatzbereit. Diese Manipulation kann für alle Anwendungen durchgeführt werden, die ein Magnetometer verwenden. In FizziQ können Sie diese Kalibrierung über das Menü Einstellungen > Kalibrierung und Kalibrierung > Ausrichtung durchführen.

FizziQ nutzt Sensoren von Mobiltelefonen oder Tablets, um wissenschaftliche Messungen in der realen Welt durchzuführen. Die Arten von Sensoren in einem Smartphone variieren je nach Gerät, aber praktisch alle umfassen einen Beschleunigungsmesser, eine Kamera, ein Mikrofon, GPS, ein Magnetometer und ein Gyroskop. Mit diesen Sensoren ist fizziQ in der Lage, mehr als 50 Datentypen zu berechnen, um Schallwellen, Licht, Farbe, Bewegung, Magnetfeld, Position und sogar die Kinematik sich bewegender Objekte zu untersuchen. Die von diesen Sensoren erzeugten Informationen können von der Anwendung aufgezeichnet und in Form von Grafiken oder Datentabellen analysiert werden.

Die Smartphone-Kamera ermöglicht es, die Leuchtdichte des Lichtstroms zu berechnen, der von den Objekten in ihrem Feld emittiert oder reflektiert wird. Die Leuchtdichte ist proportional zur Lichtintensität, berücksichtigt aber im Gegensatz zur Beleuchtungsstärkemessung nicht die Oberfläche der Lichtquelle. Es ist die visuelle Wahrnehmung der Lichtintensität. Die lokale Luminanz berechnet die Luminanz der zentralen Pixel des von der Kamera aufgenommenen Bildes. Die globale Luminanz berechnet die durchschnittliche Luminanz aller Pixel im Kamerabild. In FizziQ wird die Leuchtdichte als Durchschnitt der von der Smartphone-Kamera erfassten Rot-, Grün- und Blauanteile über das gesamte Bild berechnet und mit dem Kalibrierungswert in Beziehung gesetzt. Die Messung wird mit einer Rate von ca. 10 Hz aktualisiert. ACHTUNG: Das Smartphone passt seine Helligkeitssensoren ständig an, damit das Bild bestmöglich ist. Daher ist es notwendig, das Instrument zu kalibrieren, um die Bildaufnahmeparameter einzustellen und somit die von Ihnen beobachtete Leuchtdichte vergleichen zu können zur anfänglichen Leuchtdichte.

Die Absorption misst die Fähigkeit eines Mediums, durchtretendes Licht zu absorbieren. Diese Messung wird in der Spektrometrie verwendet, um Konzentrationen von Chemikalien zu messen. Die Absorption ist der dezimale Logarithmus des Verhältnisses zwischen der Referenzlichtintensität und der durchgelassenen Lichtintensität. Die Extinktion ist eine dimensionslose relative Angabe. Das Messgerät muss mit der CAL-Taste kalibriert werden, wodurch die Referenzlichtintensität eingestellt wird. Mit der RESET-Taste können Sie die Kalibrierung abbrechen. Ihr Smartphone ist nicht mit einem Laborspektrometer zu vergleichen, das hochpräzise Messungen ermöglicht, Ihnen aber dennoch spannende Lichtexperimente ermöglicht.

Der englische Gelehrte Thomas Young entdeckte als erster, dass drei monochromatische Farben, Rot, Grün und Blau, ausreichen, um durch Addition alle Farbempfindungen zu erzeugen. Unsere Netzhaut besteht außerdem aus Detektoren, sogenannten Zapfen, die für jede dieser Farben eine besondere Empfindlichkeit aufweisen. Eine Digitalkamera funktioniert auf ähnliche Weise. Am Sensor ist ein Netzwerk aus kleinen roten, grünen und blauen Farbfiltern angebracht, die als Bayer-Filter bezeichnet werden. Dieser Filter lässt Wellenlängen um 460 nm (blau), 550 nm (grün) und 640 nm (rot) durch. Weitere Einzelheiten zur Funktionsweise des FizziQ-Kolorimeters finden Sie in unserem Artikel: Funktionsweise des Kolorimeters Bitte beachten Sie: Smartphone- und Tablet-Kameras passen die Einstellungen ständig an, damit das Bild immer klar ist und die Farben gut dargestellt werden. Dies kann jedoch die Messungen beim Vergleich der Spektren verschiedener Objekte beeinträchtigen. Es wird daher empfohlen, die CALIB-Taste zu drücken, um die Einstellungen Ihres Geräts vorzunehmen, wenn Sie verschiedene Farben vergleichen möchten.

Das Kolorimeter ist ein Werkzeug zur Analyse farbiger Proben. FizziQ verwendet den fotografischen Detektor Ihres Mobiltelefons, um verschiedene Parameter zu berechnen, die die von den von Ihnen analysierten Objekten reflektierte oder übertragene Farbe charakterisieren. Farbe ist ein physikalisches Phänomen, das schwer zu untersuchen ist. Jeder nimmt Farben anders wahr. Fotosensoren von Mobiltelefonen weisen bei bestimmten Wellenlängen unterschiedliche Empfindlichkeiten auf und die Ergebnisse sind für verschiedene Mobiltelefone nicht immer vergleichbar. Der Farbbildschirm liefert viele Informationen über die Farbe der Bildmitte: - ein Muster der vom Sensor wahrgenommenen Farbe und ihre gebräuchliche Bezeichnung, - das Spektrum in % des Maximalwerts der Rot-, Grün- und Blauanteile, aus denen diese Farbe besteht, - der Farbton auf der HSV-Skala und die Intensität dieses Farbtons.

L'accéléromètre mesure l'intensité de l'ensemble des forces qui s'exercent sur un téléphone portable ou une tablette et les exprime sous forme d'une accélération. Si on agites un mobile et que donc on lui applique des forces, on voit la mesure augmenter ou décroître rapidement. Si on garde ton portable immobile, on constate que l'accéléromètre affiche une valeur d'environ 9.8 m/s2. Cette accélération résulte de la force que l'on exerce pour maintenir le portable immobile et contrer la force d'apesanteur. L'accéléromètre est un petit composant électronique réalisé à partir de la technologie MEMS (système micro-électromécanique). Son fonctionnement est décrit dans notre blog sur le sujet. L'accéléromètre d'un smartphone est très précis. La précision des mesures est inférieure à 0.01 m/s2, et la fréquence de mise à jour des données est supérieure à 100 hertz, c'est-à-dire que 100 données sont calculées par seconde. Certains smartphones donnent accès à une autre mesure de l'accélération: l'accélération linéaire. Cette mesure est en fait le résultat combiné de deux capteurs: l'accéléromètre avec g, et le magnétomètre. Ce dernier permet de soustraire la composante de la gravité de la mesure. L'accélération linéaire est ainsi une mesure qui reflète uniquement l'accélération créée par l'utilisateur sans la gravitation, comme si tu étais en apesanteur ! Cette mesure est très utile pour les jeux où seul le mouvement de l'utilisateur compte.

Der Beschleunigungsmesser eines Smartphones wird von einer kleinen elektronischen Komponente namens MEMS gemessen, also einem kleinen integrierten Schaltkreis, in dem wir mechanische Teile und elektronische Teile vollständig integriert haben. Die ersten MEMS wurden in den 1970er Jahren entwickelt. Die MEMS-Schaltung berechnet die Beschleunigung durch Messung der Kapazitätsänderungen eines Kondensators, dessen eine Elektrode am Smartphone und die andere an einem Federsystem befestigt ist. Wenn eine Beschleunigung in die jeweilige Richtung ausgeübt wird, bewegt sich diese Elektrode und die Kapazität zwischen den Platten und der Erde ändert sich. Diese Kapazitätsschwankung wird gemessen, verarbeitet und entspricht der Beschleunigung. Mehr zur Funktionsweise des Beschleunigungsmessers erfahren Sie in unserem Blog: Warum zeigt ein stationärer Beschleunigungsmesser 9,8 m/s² an?

Die Linearbeschleunigung misst die Geschwindigkeitsänderung des Mobiltelefons im terrestrischen Bezugssystem entlang der drei Achsen X, Y und Z. Sie wird in m/s² gemessen. Der Wert ist daher Null (entlang aller Achsen), wenn das Telefon stillsteht. Diese Messung ist eigentlich das kombinierte Ergebnis zweier Messungen: der absoluten Absolutbeschleunigung, auch Beschleunigung mit g genannt, und der Schwerelosigkeit, die vom Magnetometer gemessen wird. Letzteres ermöglicht es, die Schwerkraftkomponente von der Messung abzuziehen. Bei der Linearbeschleunigung handelt es sich also um eine Messung, die lediglich die Beschleunigung widerspiegelt, die der Benutzer ohne Schwerkraft erzeugt, als ob er sich in der Schwerelosigkeit befände! Diese Messung ist sehr nützlich für Spiele, bei denen nur die Bewegung des Benutzers zählt. Weitere Details zum Unterschied zwischen linearer und absoluter Beschleunigung finden Sie in unserem Artikel zum Thema: Was ist der Unterschied zwischen linearer Beschleunigung und absoluter Beschleunigung?

Ein Gyroskop ist ein Instrument, das die Ausrichtung eines Objekts im Raum misst. Gyroskope sind für die Flugzeug- oder Satellitennavigation unverzichtbar und ermöglichen die Erkennung, ob sie nach oben, unten oder zur Seite zeigen. Normalerweise besteht ein Gyroskop aus einem Rad oder einer Scheibe, die sich um eine andere Scheibe oder Achse dreht. Die Drehung der Scheiben misst sowohl die Ausrichtung des Gyroskops selbst als auch die Geschwindigkeit, mit der es sich in die eine oder andere Richtung dreht. In einem Smartphone ist das Gyroskop ein kleines elektronisches Bauteil, das auf der MEMS-Technologie (Mikroelektromechanisches System) basiert. Die meisten Smartphones verfügen über Gyroskope, mit denen Sie die Rotationsgeschwindigkeit des Mobiltelefons um sich selbst in alle Richtungen bestimmen können. Diese Verwendung ist wichtig für Videospiele, aber auch zur Bestimmung der genauen Position des Telefons in Abstimmung mit dem Beschleunigungsmesser und dem Magnetometer. Im schulischen Umfeld ermöglicht das Gyroskop Experimente zu Kraft und Zentripetalbeschleunigung oder auf geradliniger Bewegung . Unter Gesichtsrotation versteht man die Drehung des Mobiltelefons relativ zur Z-Achse, die senkrecht zur Vorderseite des Smartphones verläuft. Die Längsdrehung ist die Drehung um die Y-Achse, die der Länge Ihres Laptops entspricht. Die Rotationsgeschwindigkeit wird normalerweise in U/min gemessen, was Rotation pro Minute bedeutet.

Ein Theodolit ist ein optisches Instrument, das Winkel sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Ebene misst. Es dient zur Messung einer Triangulation, also der Winkel eines Dreiecks. Es ist ein wesentliches Instrument in der Geodäsie, Kartographie, Topographie, Technik und Archäologie. Der FizziQ-Theodolit verwendet eine Smartphone-Kamera, um Folgendes anzuvisieren und präzise zu messen: - Azimut, also der Winkel in der horizontalen Ebene zwischen der Richtung eines Objekts und dem magnetischen Nordpol - die Höhe , also der Winkel in der vertikalen Ebene zwischen der Richtung eines Objekts und der Horizontalen Der Theodolit kann im Unterricht zur Messung der Höhe eines Gebäudes oder zur Durchführung von Triangulationsmessungen eingesetzt werden.

Mit GPS (Global Positioning System) können Sie die Position eines Objekts auf der Erde berechnen. Das System empfängt Informationen von Satelliten, die die Erde umkreisen. Durch die Messung der Empfangswerte eines von verschiedenen Satelliten ausgesendeten Signals kann der in einem Smartphone vorhandene GPS-Chip durch Triangulation den Standort des Smartphones und seine Höhe berechnen. Mit FizziQ können Sie zahlreiche Messungen per GPS durchführen: - der Breiten- und Längengrad , der es Ihnen ermöglicht, den Standort des Smartphones auf dem Globus anzugeben. Diese Messungen werden in FizziQ in Milligrad ausgedrückt - die Geschwindigkeit , die aus zeitlichen Schwankungen der Breiten- und Längengrade abgeleitet und in m/s ausgedrückt wird - die Höhe des Mobiltelefons, ausgedrückt in Metern - die Genauigkeit der Standortmessung , ausgedrückt in Metern. Die Genauigkeit ist ein Maß für die Fehlertoleranz von GPS. Eine Genauigkeit von 10 Metern gibt an, dass die Position auf 10 Meter genau ist. Das GPS-System empfängt Informationen von Satelliten, die die Erde umkreisen. Für eine optimale Genauigkeit muss das GPS Informationen von mindestens vier Satelliten empfangen. Das Signal hat Schwierigkeiten, Hindernisse wie Wände oder Bäume zu durchdringen. Um die Genauigkeit der Messungen zu verbessern, müssen Sie sich in offenem Gelände ohne Hindernisse zwischen dem Mobiltelefon und dem Himmel befinden.

Das Mikrofon dient zur Erfassung von Daten, die eine Schallwelle charakterisieren. Die Menge an Informationen, die FizziQ über das Tonsignal aufzeichnet, ist äußerst wichtig, da Fizziq mehr als 44.000 Daten pro Sekunde erfasst (Abtastung mit 44.000 Hertz). Aus diesen Informationen leitet FizziQ synthetische Daten ab, die die Schallwelle charakterisieren: - Die Lautstärke , die die Lautstärke eines Tons beschreibt. Sie wird in Dezibel oder dB ausgedrückt. Diese Messung eignet sich zur Analyse von Variationen einfacher oder komplexer Geräusche oder zur Messung der Schallgeschwindigkeit oder Echoortung. - Der Geräuschpegel , der einen durchschnittlichen Messwert für die Lautstärke liefert und ebenfalls in Dezibel ausgedrückt wird. Mit diesem Indikator können Sie die Intensität von Umgebungsgeräuschen analysieren, beispielsweise von einer stark befahrenen Straße oder der Lautstärke eines Klassenzimmers. - Die Frequenz eines Signals , die der Anzahl der Wiederholungen pro Sekunde des Elementarmusters entspricht, aus dem es besteht. Sie wird in Hertz ausgedrückt und mit Hz bezeichnet. In FizziQ gibt der Frequenzmesser die Grundfrequenz des periodischen Signals an, also seine erste Harmonische. Die Harmonischen eines Musikklangs sind ganzzahlige Vielfache der Frequenzen dieser ersten Harmonischen. Der Frequenzmesser dient zur Analyse der harmonischen Klänge von Musikinstrumenten und zur Tonleiteranalyse. - Das Frequenzspektrum , in dem alle Frequenzen aufgeführt sind, aus denen es besteht. Mit diesem Tool können Sie die Eigenschaften eines Klangs präzise beschreiben. Frequenzen werden in Hertz, kurz Hz, ausgedrückt. Das Spektrum wird verwendet, um die verschiedenen Frequenzen zu verstehen, aus denen ein Klang besteht. Schließlich können wir die Form einer Schallwelle auch mithilfe des Oszillogramms analysieren. Ein Oszillogramm liefert eine zeitliche Darstellung eines Signals, indem es Schwankungen seiner Intensität (oder Amplitude) über die Zeit misst. Periodische und nichtperiodische Signale können durch ein Oszillogramm dargestellt werden, aber nur diejenigen, die Periodizität aufweisen, werden über die Zeit stabil dargestellt. Das Oszillogramm bietet eine Ansicht, die derjenigen entspricht, die man mit einem an ein Mikrofon angeschlossenen Oszilloskop haben könnte.

La fréquence d'un signal correspond au nombre de répétitions par secondes du motif élémentaire qui le compose. Elle est exprimée en hertz, noté Hz. On distingue plusieurs types de sons : les sons purs qui ne sont composés que d'une seule fréquence et les sons complexes composés de plusieurs fréquences. Parmi les sons complexes, la plupart des son musicaux sont des sons harminques, c'est-à-dire que les fréquences qui composent le sons sont les multiples d'une seule fréquence appelée la fréquence fondamentale. FizziQ calcule la fréquence fondamentale du signal sonore. Pour calculer la fréquence fondamentale dans FizziQ, nous utilisons l'algorithme YIN, créé par Alain de Cheveigne de l'Ircam-CNRS, et Hideki Kawahara de la Wakayama University. cet algorithme est rapide et utilise la méthode d''autocorrelation du signal. Dans FizziQ la fréquence fondamentale est calculée à la fréquence de 10 hertz. Pour des applications spécifiques comme l'analyse de l'effet Doppler, on peut accléréer la fréquence jusqu'à 40 hertz. Pour cela aller dans réglages > Échantillonnage > Échantillonnage fin des fréquences

Un grand nombre de protocoles sont disponibles sur le site www.fizziq.org dans l'onglet Activités. Toutes ces activités ont été créées par des éducateurs spécialisés en sciences. En partenariat avec Trapèze.digital, la fondation La main à la pâte développe régulièrement de nouvelles ressources pédagogiques à destination des professeurs de primaire et collège permettant d’utiliser FizziQ en classe. Ces ressources détaillent les activités pouvant être conduites en classe en mettant en avant une démarche active et expérimentale des sciences conformément aux principes pédagogiques de La main à la pâte. De nombreux éditeurs comme Belin, Magnard, Hatier proposent également dans les livres scolaires des activités utilisant FizziQ pour conduire des séances d'expérimentation. Finalement, sur les réseaux sociaux, on retrouve des protocoles FizziQ avec le hashtag #fizziqlab. La communauté est encouragée à partager ses protocoles pour que d'autres enseignants, en France mais aussi à l'étranger et dans les pays en développement, puisse utiliser les smartphones comme outils éducatifs.

Hier sind verschiedene Bewegungsaktivitäten, die den Beschleunigungsmesser von Smartphones oder Tablets nutzen: - Berechnung der Schwerkraft - der Zusammenhang zwischen Rotationsgeschwindigkeit und Zentripetalbeschleunigung - geradlinige und gleichmäßige Bewegung - die Schaffung eines Schrittzählers - Energieerhaltung für ein Pendel Um mehr über die Funktionsweise eines Beschleunigungsmessers zu erfahren: - „ Warum zeigt ein stationärer Beschleunigungsmesser 9,8 m/s² an? “ erklärt die Funktionsweise eines Beschleunigungsmessers - „ Was ist der Unterschied zwischen linearer Beschleunigung und absoluter Beschleunigung? “, wo der Unterschied zwischen linearer Beschleunigung (auch Beschleunigung ohne g genannt) und absoluter Beschleunigung (auch Beschleunigung mit g genannt) detailliert beschrieben wird.

Hier sind verschiedene Bewegungsaktivitäten, die das Gyroskop von Smartphones oder Tablets nutzen: - der Zusammenhang zwischen Rotationsgeschwindigkeit und Zentripetalbeschleunigung - geradlinige und gleichmäßige Bewegung - Energieerhaltung für ein Pendel

Hier sind verschiedene wissenschaftliche Aktivitäten zur Frequenz und Periode eines Schalls, die mit einem Smartphone oder Tablet durchgeführt werden können: - Stimmgabeln - die Vokale - Noten und Tonleiter - harmonische und nichtharmonische Klänge - Was ist die Klangfarbe eines Instruments ? - Was ist weißes Rauschen?

Hier sind verschiedene Methoden zur Berechnung der Schallgeschwindigkeit mit einem Smartphone oder Tablet: - Berechnung der Schallgeschwindigkeit