Application of video analysis in remote teaching of physics 
Zastosowanie analizy wideo w zdalnym nauczaniu fizyki
DOI: 10.34866/2fgb-fk44
Ihor Chernetskyi
ORCID: 0000-0001-9771-7830
Iryna Slipukhina
ORCID: 0000-0002-9253-8021
Fabian Andruszkiewicz
ORCID: 0000-0001-5318-3793
Słowa kluczowe: analiza wideo, fizyka, nauczanie na odległość, Tracker, instrumentalna dydaktyka cyfrowa.
Key words: video analysis, physics, distance learning, Tracker, instrumental digital didactics
Streszczenie: Nauczanie na odległość w latach 2020–2021 spowodowało zdecydowanie większe ukierunkowanie uwagi na problem kształtowania umiejętności posługiwania się narzędziami cyfrowymi przez nauczycieli przedmiotów przyrodniczych. W tym kontekście znacznie wzrosło zainteresowanie w zakresie wykorzystania narzędzi do analizy nagrań wideo w zdalnym nauczaniu przedmiotów z obszaru nauk ścisłych takich jak fizyka, matematyka, chemia i inne. Problem badawczy podjęty w pracy został określony następująco: czy analiza zapisów wideo jest skutecznym narzędziem nauczania zdalnego fizyki na różnych poziomach edukacji? Oprogramowanie Tracker: Video Analysis and Modeling Tool umożliwia uzyskiwanie danych o wielkościach fizycznych na podstawie przetwarzania obrazów ruchomych i statycznych, a także zastosowanie modelowania matematycznego w celach opisowych i prognostycznych do wykonywania ćwiczeń laboratoryjnych i eksperymentów edukacyjnych. Uogólniono również zasady tworzenia filmów edukacyjnych nadających się do analizy w tym środowisku cyfrowym. W laboratorium STEM Narodowego Centrum „Mała Akademia Nauk Ukrainy” stworzono wzorcowe nagrania filmowe eksperymentów fizycznych oraz określono możliwości ich wykorzystania w dydaktyce, utworzono zbiór nagrań wideo wraz z przypisanymi do nich zadaniami, opracowano także oryginalne metody przeprowadzania edukacyjnych eksperymentów fizycznych. Analiza wideo to wyjątkowa technologia, która może nie tylko wzbogacić lekcje przedmiotów ścisłych i matematyki, ale także pogłębić zrozumienie przez uczniów naukowych podstaw obserwowanych zjawisk i procesów sformalizowanych w postaci formuł, danych graficznych i algebraicznych. Metody nauczania wykorzystujące analizę wideo zostały wykorzystane w edukacji formalnej i nieformalnej, w kształceniu na odległość (spowodowanym między innymi pandemią COVID-19), w ogólnoukraińskim turnieju internetowym z nauk przyrodniczych „Otwarte pokazy przyrodnicze”, w letnich szkołach naukowych dla studentów, w szkoleniach dla nauczycieli, seminariach i konferencjach pedagogicznych. Można oczekiwać, że wykorzystanie analizy wideo w nauczaniu fizyki poszerzy rozumienie sposobów zdobywania wiedzy naukowej i jest skuteczne w kształtowaniu umiejętności posługiwania się narzędziami cyfrowymi wśród wszystkich uczestników procesu edukacyjnego.
Abstract: Distance learning in the years 2020-2021 resulted in a much greater focus on the problem of shaping the ability to use digital tools by science teachers. In this context, interest in using video analysis tools in remote teaching science subjects such as physics, mathematics, chemistry, and others has increased significantly. The research problem undertaken in the work was defined as follows: is the analysis of video recordings an effective tool for remote teaching of physics at various levels of education? Tracker: Video Analysis and Modeling Tool provides physical data from moving and still image processing and mathematical modeling for descriptive and predictive lab exercises and educational experiments. The principles of creating educational films suitable for analysis in this digital environment have also been generalized. In the STEM laboratory of the National Center “Junior Academy of Sciences of Ukraine,” model video recordings of physical experiments were created, and the possibilities of their use in teaching were determined; a collection of video recordings with assigned tasks was created, and original methods of conducting educational physics experiments were developed. Video analysis is a unique technology that can not only enhance science and math lessons but also deepen students’ understanding of the scientific basis of observed phenomena and processes formalized in formulas, graphical and algebraic data. Teaching methods that use video analysis were used both in formal and informal education, in distance learning (caused, inter alia, by the COVID-19 pandemic), in the all-Ukrainian online tournament in natural sciences “Open Natural Shows,” in summer science schools for students, in teacher training, seminars, and educational conferences. It can be expected that video analysis in teaching physics will broaden the understanding of ways to acquire scientific knowledge and effectively shape the skills of using digital tools among all participants of the educational process.