Programmi CorelDraw kasutamisest füüsikatundides

Jaak Saukas
Tallinna Reaalkool

Jaak SaukasCorelDraw on joonistus- ja kujundusprogramm, mille abil saab koostada nii tehnilisi jooniseid kui ka illustratsioone ja kunstiliselt kujundatud tekste, luua animatsioone, diagramme ja graafikuid. Praeguseks ajaks on jõudnud müügile selle üheksas versioon, kuid ka varasemad versioonid on hästi kasutatavad. Tarkvarapaketi koosseisu kuulub mitu iseseisvat programmi, millest füüsikatundides on oluliseim joonistusprogramm.

Programmi kasutamise füüsikatundides võib jagada neljaks:

  1. Õpilastele jagatud ülesandeid selgitavad joonised (vt. joonis 1).

    Joonis 1

    Näide. Kaalutu vedru, mille jäikus on k = 30 N/m, otstes on ühesuguse massiga m = 800 g väikesed kehad, mis on jäigalt kinnitatud varrastel. Varraste vabade otste vaheline kaugus on l = 30 cm, sama pikk on vedru deformeerimata olekus. Millise x-telje sihilise kiirusega liiguvad kehad hetkel, mil nad lahkuvad varrastelt? Alghetkel olid kehad koos vedrudega paigal, hõõrdumist ei arvesta.. 

  2. Täiendavad jaosmaterjalid. Näitena olgu toodud vaba langemine (vt. joonis 2).
    Joonis 2
    Joonis 2.
  3. Joonised grafoprojektoriga näitamiseks - siin sobib näitena samuti joonis 2.
  4. Kriidiga tehtavate tahvlijooniste asendamine arvuti abil varem tehtud või tunni käigus loodavate jooniste projekteerimisega videoprojektori abil ekraanile.
Käesolev artikkel kajastabki eelkõige viimasena toodud võimalust.

Võib arvata, et üksnes õigete metoodiliste võtete kasutamine tagab edu füüsika kui teaduse, kooliõpilasele aga esmalt õppeaine mõistmisel.

Loodusnähtuste selgitamiseks tuleb paratamatult kasutada mitmesuguseid mudeleid. Et mudelitest paremini arusaada on vajalik üsna tihti teha selgitavaid jooniseid, mille kvaliteedist sõltub ka tulemus. Näiteks dünaamikaülesannete või elektriskeemide lahendamise selgitamine ilma joonisteta üldsegi võimalik. Seega tuleb füüsikaõpetajal paratamatult tahvlijooniseid teha. Sageli ei ole tulemus aga selline, mis tagaks õpilastele piisavalt hea arusaamise: vektorid pole kuigi sirged, ringid kipuvad tulema lopergustena, täisnurk pole sugugi 90°. Ebakorrektne tahvlijoonis põhjustab aga täiesti kõlbmatu joonise tekkimise õpilaste vihikuisse. Ja nii polegi vihikusse tehtud joonisest hilisemal õppimisel mingit kasu. Kasutades videoprojektorit on võimalik CorelDraw abil varem tehtud väga korrektseid jooniseid ekraanil vajaliku suurusega näidata, vajadusel suurendada joonise üksikuid osi, eristada üksikuid detaile erinevate värvidena jms. CorelDraw abil on loomulikult võimalik ka jooniseid õppetunni ajal luua. Selleks peab programmi kasutamine olema väga "käes". Mõistagi on CorelDraw abil tehtud jooniseid võimalik näidata ka grafoprojektoriga.

Isiklike kogemuste põhjal julgen väita, et õpilased saavad joonistest paremini aru, kui nad näevad, kuidas joonis valmib ja saavad seda ka ise "kriipshaaval" teha. Õpikutes olevad joonised on üldreeglina igati korrektsed, kuid tihtilugu on väga raske mõista, mis on põhjus, mis tagajärg. Teisiti öeldes pole arusaadav joonise valmimine ajalise protsessina. Arvan, et korrektsete tahvlijooniste tegemine on füüsikas väga vajalik. Tihtilugu on küll kena joonis tahvlile tekkinud, kuid aru saab sellest ikkagi üksnes tegija ja andekamad õppurid. Keskpärane õpilane ei suuda joonise tegemise ajal jälgida ja sisust aru saada. Nõnda tuleks nii mõndagi joonist teha mitu korda, ka õpilased peaksid seda kaks-kolm korda tegema, et sisuline külg selgeks saada. Mõistagi on see tegevus nii õpetajale kui õpilastele üsnagi tüütu, ajaliselt ebaratsionaalne ja võimalik, et ühe ja sama tegevuse kordamiseks ei jätku tunnis ka aega. Ometi tuleb näiteks dünaamika- või staatikaülesannete lahendamiseks osata keha(de)le mõjuvaid jõudusid õigesti kujutada, geomeetrilise optika probleemide lahendamiseks kujutada valguskiiri jms. Seega oleks üsnagi otstarbekas ühe ja sama joonise mitmekordse valmimise ajaliselt võimalikult kiire taasesitamine.

Joonis 3

CorelDraw abil on võimalik teha joonise üksikuid osi erinevatele kihtidele ning muuta mingil kihil oleva joonise osa nähtamatuks. Vajadusel saab nähtamatu muuta nähtavaks. Soovides kujutada näiteks horisontaalsel pinnal veetavale kehale mõjuvaid jõudusid, tuleks joonist (vt. joonis 3) teha järgneva põhimõtte järgi. Joonestada horisontaalne pind kihile 1, keha kihile 2, teljestik kihile 3, raskusjõud kihile 4, toereaktsioon kihile 5, veojõud kihile 6, hõõrdejõud kihile 7, kiirendusvektor kihile 8. Kui on soov lisada juurde matemaatilised võrrandid, siis saab need kirjutada järgnevatele kihtidele. Kui kõik kihid on nähtavad, ongi joonis just selline, nagu siinsamas näha võib. Jättes nähtavaks üksnes kihi 1, näeme horisontaalset pinda. Muutes nähtavaks kihi 2, tekib joonisele lisaks keha. Kolmanda kihi nähtavaks muutmine toob joonisele teljestiku, neljas kiht raskusjõudu kujutava vektori jne. Kui joonis on lõplikult valminud, saab selle kerge vaevaga "ära kustutada" ja seejärel uuesti "tükkhaaval" esitada. Nii saab lühikese ajaga ühe ja sama joonise mitmekordset valmimist näidata. Seega peaks korduv joonise tegemine veenma õpilasi põhjuse ja tagajärje vahelisest seosest. Kõik see tähendab aga loomulikult seda, et tunniks ettevalmistamine võtab palju aega, sest joonise tegemine on esialgu üsnagi aeganõudev tegevus. Oskuste ja kogemuste arenemisega lüheneb aeg muidugi märgatavalt, ja mis peamine, kord tehtud joonist saab kasutada paljude aastate jooksul. Vajadusel saab õpilane juba tehtud joonist ka iseseisvalt uurida ja nõnda oma oskusi täiendada.

Näitena esitan veel ühe üsna tüüpilise elektriskeemi, mille lahendamise selgitamiseks olen kasutanud CorelDraw abil tehtud joonise projekteerimist videoprojektori abil ekraanile. Ülesandes on küsitud ampermeetri näitu, kusjuures on eeldatud, et ampermeetri ja ühendusjuhtmete takistused võib lugeda nulliks. Sellise ülesande lahendamiseks on ilmselt kõige otstarbekam vooluringi pidev lihtsustamine. Joonisel 4 on kujutatud algne vooluring, joonisel 5 osaliselt lihtsustatuna ja joonisel 6 on kõik takistused asendatud lõpuks ühega ning nüüd pole ülesandele vastuse andmine enam mingi probleem. Joonise erinevad osad on tehtud erinevatele kihtidele ja seega saab ülesande lahendamist vajadusel mitu korda uuesti näidata.

Joonis 4

Joonis 4.

Joonis 5

Joonis 5.

Joonis 6

Joonis 6.


Tagasi kogumiku sisukorda