Вход в Личный кабинет

Подписка

  • Цветной журнал с электронными приложениями;
  • Бумажные и электронные версии;
  • Скидки постоянным подписчикам.

Вы можете ознакомиться с номером журнала.

Оформить подписку

Статья "Использование цифровой лаборатории «Архимед» в образовательном процессе школы"

Разделы: Преподавание информатики, Администрирование школы


В начале XXI века современную жизнь довольно сложно представить без использования информационных технологий. Интенсивный переход к информатизации общества обуславливает все более глубокое внедрение информационных технологий в различные области человеческой деятельности. Это вполне справедливо и для учебного процесса, где без компьютера уже не обойтись.

Современная школа ставит задачу формирования новой системы универсальных знаний, умений и навыков, а также опыта самостоятельной деятельности и личной ответственности обучающихся, т. е. современных ключевых компетенций, которые и определяют новое содержание образования. Школа должна содействовать успешной социализации молодежи в обществе, ее активной адаптации на рынке труда, освоению базовых социальных способностей и умений, приобщению учащихся к творческой и исследовательской деятельности.

Коллектив нашей школы считает, что огромную роль в решении этих задач сегодня играет реализация возможности использования в образовательном процессе цифровой лаборатории «Архимед».

Цели использования лаборатории «Архимед»: 

  • осуществлять новые подходы в обучении
  • способствовать формированию у учеников навыка самостоятельного поиска, обработки и анализа информации, раскрытию творческого потенциала учащихся
  • создание электронного ресурса, содержащего различные виды объектов (текстовые, анимированные модели, презентации).

Цифровые лаборатории «Архимед» – это оборудование для проведения широкого спектра исследований, демонстраций, лабораторных работ по физике, биологии и химии, проектной и исследовательской деятельности учащихся. Лаборатория состоит из:

  • мощного, мобильного и простого в использовании карманного персонального компьютера Palm на базе операционной системы Palm OC;
  • измерительного интерфейса TriLink;
  • 22-х цифровых датчиков
  • дополнительно оснащается цифровым микроскопом.

КПК и TriLink имеют функцию синхронизации с настольным ПК, далее данные можно просматривать на персональном компьютере, а затем производить дальнейшую обработку результатов. При помощи расширенного варианта программы MultiLab, входящею так же в программное обеспечение КПК, производить конвертирование, т.е. перевод файлов в различные форматы без изменения их расширения, включая графические файлы и потоковое видео в формате AVI.

Существует два вида лабораторий:

  1. Цифровая лаборатория по физике позволяет выполнить разнообразные лабораторные работы, в т.ч. – посвященные изучению движения по наклонной плоскости; простых колебательных движений; вольтамперных характеристик проволочного сопротивления, лампы накаливания и диода; магнитных полей; скорости звука; дифракции и интерференции света.
  2. Цифровая лаборатория по биологии и химии дает возможность организовать число практических работ, например, изучение влияния физических упражнений на температуру тела человека и частоту его пульса; исследование испарения воды наземными растениями; титрование в среде кислота/щелочь; влияние растительности на микроклимат города.

Рассмотрим каждую составную часть цифровой лаборатории.

1. Карманный персональный компьютер Palm – представляет собой миниатюрный компьютер с возможностью беспроводного соединения и автономным питанием. Он оснащён программой MultiLab.

При помощи MultiLab можно:

  • собирать данные и отображать их в ходе эксперимента
  • выбирать различные способы отображения данных – в виде графиков, таблиц, табло измерительных приборов
  • обрабатывать и анализировать данные с помощью Мастера анализа
  • импортировать/экспортировать данные текстового формата
  • вести Журнал экспериментов
  • просматривать видеозаписи предварительно записанных экспериментов 

2. Данные в программу MultiLab поступают из измерительного интерфейса TriLink посредством беспроводной связиBluetoth. TriLink осуществляет сбор данных и их первичную обработку, а так же принимает сигналы от датчиков, регистрирует данные экспериментов. Может работать с восемью датчиками одновременно как самостоятельно, так и под управлением персонального компьютера.

3. В состав лаборатории входят 22 цифровых датчика. Они являются особо чувствительными и обладают минимальной погрешностью при измерениях.

В состав лаборатории по физике включены датчики:

  • тока
  • расстояния
  • силы
  • влажности
  • освещенности
  • индукции магнитного поля
  • давления
  • микрофонный датчик (звуковой)
  • термопара
  • напряжения

В состав лаборатории по биологии и химии включены датчики:

  • дыхания
  • частоты сердечных сокращений
  • влажности
  • освещенности
  • кислорода
  • pH-метр
  • температуры

4Дополнительно лаборатория Архимед оснащается цифровым микроскопом – это существенно расширяет ее возможности.

Цифровой микроскоп – это приспособленный для работы в школьных условиях оптический микроскоп, снабженный преобразователем визуальной информации в цифровую. Он обеспечивает возможность передачи в компьютер в реальном времени изображение микрообъекта и микропроцесса, его хранения, в т.ч. в форме цифровой видеозаписи, отображения на экране, распечатки, включения в презентацию.

Цифровой микроскоп используется на уроках природоведения и окружающего мира, биологии, химии, физики, экологии, в освоении отдельных разделов курса информатики и информационных технологий.

Микроскоп соединяется с компьютером посредством интерфейса 2.0 и имеет программу Digital Blue(tm) QX5(tm) Computer Microscope под ОС Windows для просмотра и обработки данных, есть возможность использовать другие программы, такие, как Adobe Photoshop CS2, ACDSee, для сбора и обработки графических данных, а так же Nero Vision, Pinnacle, Adobe Premere для обработки и конвертирования потокового видео в различных форматах.

В настоящее время получено и используется новое программное обеспечение под ноутбуки Macintosh на базе операционной системы Macintosh OS 10.4. Преимущества программы, по сравнению с программой под Windows очевидно – мобильность использования, а так же расширенные настройки интерфейса, включающего в себя помимо фиксированного увеличения линз микроскопа 10 60 и 200 кратного, так же цифровой плавный трехкратный зум на каждую линзу, коррекцию резкости, контраста и гаммы.

Для сбора, анализа и обработки данных имеется целый комплект дополнительного программного обеспечения, включающий в себя программы, которые позволяют осуществлять сбор экспериментальных данных, графический анализ данных, решение математических уравнений, обработку экспериментальных данных на настольном компьютере.

Лаборатории обладают целым рядом неоспоримых достоинств: позволяют получать данные, недоступные в традиционных учебных экспериментах, дают возможность производить удобную обработку результатов. Обладают мобильностью, что позволяет проводить исследования в «полевых условиях».

Осваивая лаборатории можно осуществить дифференцированный подход и развить у учащихся интерес к самостоятельной исследовательской деятельности. Эксперименты, проводимые с помощью цифровой лаборатории «Архимед» более наглядны и эффективны, это даёт возможность лучше понять и запомнить тему. С цифровыми лабораториями можно проводить работы, как входящие в школьную программу, так и совершенно новые исследования.

Цифровая лаборатория «Архимед» активно используется в работе школьного научного общества учащихся, что позволяет выполнять сложные научные эксперименты в ходе проектных и исследовательских работ учащихся.

Применяя такой исследовательский подход к обучению, создаются условия для приобретения учащимися навыков научного анализа явлений природы, осмыслению взаимодействия общества и природы, осознанию значимости своей практической помощи природе.

Каждый учитель сможет разработать свои интересные лабораторные опыты, которые сделают процесс обучения более интересным и запоминающимся.

Презентация – Приложение.