Обзор цифровых лабораторий и - Школа

Обзор цифровых лабораторий и робототехнических комплексов,
использующихся в работе
Учитель информатики
МБОУ «Гимназия№74»
Г.Барнаула, Алтайского края
Стёпкина И.Е.
Год назад в нашей гимназии появился ряд цифровых лабораторий и
несколько робототехнических комплексов. В результате использования
данного оборудования в урочной и внеурочной деятельности выявились
достоинства и недостатки каждого из комплексов. Этот обзор носит
субъективный характер, основанный исключительно на личном опыте
использования, но, надеемся, что кому-то данный опыт использования
окажется полезным.
Начнем с самых неоднозначных, на наш
взгляд решений:
Лаборатория «Архимед». Авторы
лаборатории утверждают: «Лаборатории Архимед
позволяют расширить исследовательскую
составляющую в изучении естественных наук».
Лаборатория имеет несколько модификаций. Нам,
к сожалению, досталась такая, как представлена на
рисунке. Она представляет собой регистратор,
соединительные кабели и набор датчиков.
Рисунок 1
Регистратор USBLink предназначен для работы с
программным обеспечением MultiLab.
Программное обеспечение MultiLab- это серьезная, хорошо продуманная
программа. По замыслу производителей она позволяет:
 Отображение данных в виде графиков, таблиц или показаний шкалы
прибора.
 Получение данных от устройства USBLink в режиме реального
времени (онлайн).
 Журналы экспериментов, включающее в себя одновременно
инструкции по проведению эксперимента, его настройки и отчет.
 Мультимедийные возможности, позволяющие сопровождать
полученные данные синхронизированными видео- и аудио материалами.
 Интуитивно понятное и простое управление регистрацией данных.
 Полная совместимость с такими программными приложениями, как
WORD и EXCEL.
 Видеоанализатор движения, который способен преобразовывать
видеозапись любого движения в набор данных.
Если мы рассмотрим внимательнее весь спектр возможностей, то
поймем, что он доступен только для старших школьников. Школьники
помладше просто не умеют еще анализировать данные графиков и работать
с таблицами EXCEL. А старшим школьникам, нацеленным на проведение
качественного эксперимента инструментарий как раз впору.
Но, к сожалению, все достоинства программного обеспечения
перечеркиваются недостатками подключения самого устройства
регистрации USBLink. Если датчик имеет один вход и подключается к
устройству напрямую, то такой датчик хорошо работает и с ним можно
проводить самые интересные эксперименты, но если датчик подключается
кабелем с тремя входами,
то … Нам, к сожалению, не удалось
корректно
подключить такие датчики!
Следующие, на наш взгляд, также
не однозначное решение- это
планшетный компьютер со
встроенной лабораторией
Эйнштейн ™ Table
• Про сам планшетный
компьютер ничего плохого сказать
нельзя. Особенности
• Android 4.1.1 OS,Двухъядерный процессор,7
"емкостный экран,Микро-гнездо для SD-карта,WiРисунок 2
Fi ,Bluetooth , Веб-камера х 2 (передний и задний),
Встроены датчики
• Акселерометр, GPS, Микрофон, Ультрафиолетовый, Свет,
Температура, Частота сердечных сокращений, Влажность
Датчики тоже вполне себе ничего, (хотя датчик чистоты сердечных
сокращений имеет манжетку на палец с очень слабой чувствительностью),
есть возможность подключать дополнительно еще порядка 20 датчиков. Но!
Цена данного устройства не самая дружелюбная. Это первое.
Второй, и пожалуй, самый главный , минус данного устройства- это
программа, в которой выполняются измерения. Программа встроенная, экран
маленький, пальцами не масштабируется, настроить корректно крайне
сложно, данные сохраняются только в формате программы- что потом с ними
делать не совсем понятно. Остается одно- измерить и записать ручкой. Что
«убивает » весь смысл использования планшета.
А теперь о хороших, на наш взгляд решениях. 5-6 лет назад в
распоряжение многих школ поступила
лаборатория L-микро. Сейчас она
перестала выпускаться, но даже то
оборудование, что поступило, не нашло
своего применения в школах по ряду
причин, а зря, оборудование было
хорошее.
В состав компьютерной
физической лаборатории "L-микро"
входят:
Рисунок 3
• модульная лабораторная оснастка (выполнена в виде отдельных
модулей, из которых могут собираться различные экспериментальные
установки);
• датчики физических величин;
• компьютерная измерительная система (показания приборов на экране
дисплея, обработка результатов с использованием электронной таблицы).
Это оборудование достаточно простое, программа на компьютер
устанавливается достаточно легко, у нее минимум настроек. Подключаем
блок к компьютеру, к блоку нужный датчик, нажимаем «пуск» и следим за
графиком измерений. Датчики «видятся » хорошо, частоту замеров можно
менять. Оборудование простое, но не «капризное». Так что, у кого без дела
до сих пор находится - советую применять в работу.
Еще одна очень хорошая
цифровая лаборатория
разработана американской
фирмой Vernier. У нас имелся
набор датчиков и блок
подключения к компьютеру.
Данные датчики также возможно
использовать совместно с
роботами Лего, что создает
широкие возможности для
исследований. При подключении
Рисунок 4
датчиков через блок
используется программа ,
устанавливаемая на компьютер
Logger Lite
Программа имеет интуитивно понятные
настройки и выдает данные в виде графика и в виде
таблицы. Полученные данные легко обрабатывать,
сохранять , выводить на печать. Программа не
слишком
красочная, но
может
Рисунок 5
достаточно
успешно
использоваться и в начальной школе из-за
крупного вывода данных и простоты
оформления.
И, пожалуй, самое лучшее решение,
которое с успехом может использоваться
как в начальной школе, так и в старшем
звене школьная лаборатория ЛабДиск.
Рисунок 6
Она выпускается для нескольких
предметов. К нам в руки попал комплект для предмета «Окружающий мир»выше всяких похвал!
Производители данной лаборатории утверждают:
• Главная особенность ЛабДиска – минимум действий:
• не требуется действий по подключению и настройке датчиков –
основной набор датчиков встроен в ЛабДиск,
• запись показаний датчиков начинается сразу после нажатия однойединственной кнопки на его корпусе,
• для просмотра показаний какого-либо датчика во время эксперимента
также требуется только одно нажатие кнопки – той, на которой изображен
понятный и легко запоминающийся символ этого датчика.
• Беспроводной, компактный регистратор данных для любой
естественно-научной школьной лаборатории.LabDisc – полноценная
беспроводная лаборатория со встроенными датчиками (до 12 в одном
устройстве)
•
• *Встроенные датчики
ЛабДиска ГЛОМИР:
• Датчик температуры
исследуемой среды (–
25...+110°С)
• Датчик температуры
окружающей среды (–10...+50
°С)
• Микрофонный датчик
(58–93 дБ)
• Датчик расстояния (0,4–
10 м)
• Датчик частоты
сердечных сокращений (0–200
Рисунок 7
уд/мин)
• Датчик освещенности
(0–55 000 лк)
Все заявления соответствуют истине. Лаборатория позволяет измерять
данные, демонстрировать их на дисплее, передавать в среду редактирования
на компьютере, проводить обработку данных. Все действия интуитивно
понятны, интерфейс программы яркий, встроены дополнительные сведения.
Данная программа доступна и понятна детям любого возраста. Кроме того, к
данной лаборатории привязан портал исследовательских учебных работ
GLOBALLAB. Ряд исследовательских работ на данном портале имеет
функцию прямой передачи данных из блока лаборатории, что делает
исследование более т очным .
Основной недостаток всех учебных лабораторий и исследовательских
комплексов – это их коммерческая направленность. Это и не дает в полной
мере использовать данное оборудование в учебном процессе. Фирмы,
разрабатывающие данное оборудование абсолютно не заинтересованы в его
использовании – они заинтересованы только в продажах, поэтому они
продают все и по отдельности: сами блоки, датчики к ним, кабели и
переходники, и наконец, справочники и руководства пользователя. Покупают
такое оборудование, ввиду его запредельной стоимости только органы
образования или , в крайнем случае, учебные заведения. Все они экономят на
чем только можно, зачастую не докупая важные составляющие или просто не
зная, что они необходимы. Фирмы не предоставляют никакой методической
поддержки., равно как и технической . В итоге: учителя попросту не знают
обо всех возможностях оборудования. Это не проблема учителя или школы,
это даже не проблема органов образования – все они не способны ее решить.
Это позор нашего министерства образования, которое стремится к
коммерциализации всех процессов, абсолютно не задумываясь о
последствиях. К сожалению, крайним остается учитель, которому и
приходится решать проблемы с оборудованием.
Литература:
1.
О Фурье[Электронный ресурс]. – URL:
http://fourieredu.com/ru/about-fourier-ru/(дата обращения 12.03.2015)
2.
Эйнштейн ™ Tablet +[Электронный ресурс]. – URL:
http://einsteinworld.com/product/einstein-tablet/(дата обращения 12.03.2015)
3.
Концепция[Электронный ресурс]. – URL: http://l-micro.ru/(дата
обращения 12.03.2015)
4.
Наша компания[Электронный ресурс]. – URL:
http://www.vernier.com/forms/mailing_list/?footer (дата обращения 12.03.2015)
5.
ЛабДиск ГЛОМИР. Естественно-научная лаборатория для
начальной
школы
[Электронный
ресурс].
–
URL:
http://www.ooopifagor.ru/shop/products/view/87(дата обращения 12.03.2015)