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:
- 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.
- 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.