Цифровые лаборатории - новое поколение школьных естественнонаучных лабораторий

Цифровые лаборатории

Лаборатория — это комплект, в состав которого входят датчики и регистратор. Цифровые лаборатории — это новое поколение школьных естественнонаучных лабораторий.

Возможности цифровых лабораторий

- сокращение времени, которое затрачивается на подготовку и проведение эксперимента;

- повышение наглядности эксперимента и визуализация его результатов, расширение списка экспериментов;

- проведение измерений в полевых условиях;

- модернизация уже привычных экспериментов.

Цифровые лаборатории

SPARK;

АРХИМЕД («Архимед» производства  Fourier Systems ,  Inc  (Израиль,  www.fourier-sys.com ), распространитель – Институт новых технологий (Москва,  www.int-edu.ru );

RELAB

Датчики

• определения РН (концентрацию катионов H +  );
• концентрации кислорода;
• температуры , влажности;
• объемной скорости потока воздуха при вдохе и выдохе (пневмотахометр);
• частоты сердечных сокращений;
• освещенности

Датчик влажности

Датчик электропроводности

Основные достоинства

•  отображение данных в виде графиков, таблиц, диаграмм или показаний шкалы прибора;

• получение данных в режиме реального времени (on-line);

•  интуитивно понятное  и простое управление регистрацией данных;

• возможность хранения и компьютерной обработки результатов эксперимента, измерений;

• возможность сопоставления данных, полученных в ходе различных экспериментов;

• сокращение времени эксперимента;

• возможности для индивидуализации обучения, учета психолого-педагогических особенностей каждого школьника при организации проектной деятельности.

Проблемы использования или ограничения использования ЦЛ

• жесткие временные рамки урока;

• практически полное отсутствие количественного химического эксперимента в базовых учебных программах;

• превалирование иллюстрирующего химического эксперимента;

• использование понятий, содержание которых существенно выходит за рамки Государственного образовательного стандарта (базовый уровень).

• появляется опасность переключения внимания школьников с изучаемого явления на взаимодействие с измерительными приборами;

• происходит подмена учебных целей: вместо изучения явления – регистрация данных;

• возможно снижение эффективности самостоятельной работы школьника, поскольку все «рутинные» вычисления и построения, во время которых проходит очень важное осмысление и переосмысление полученной информации, проводит компьютер;

• возникает «эффект черного ящика»: ученику не известен принцип работы датчиков, и, соответственно, ему сложно установить причинно-следственные связи между наблюдаемым явлением и графиками на экране;

• систематическое применение ЦЛ на уроках может привести к угасанию «эффекта новизны», т.е. к постепенному снижению изначально высокого познавательного интереса к работе с ЦЛ.

Использование Цифровых лабораторий на уроках естественнонаучного цикла способствует:

• повышению эффективности учебного процесса, степени наглядности эксперимента и визуализации его результатов;

• расширению списка учебных экспериментов; получению данных, недоступных в традиционных опытах;

• уменьшению времени, затрачиваемого учителем и учащимися на организацию и проведение фронтального и демонстрационного эксперимента;

• успешному проведению измерений в природных, полевых условиях;

• внедрению цифровых технологий в область традиционных экспериментов и исследовательской работы.