Что такое цифровая лабораториия? Как выбрать цифровую лабораторию для школы, на что обратить внимание при покупке, сравнение различных ЦЛ
Цифровая (компьютерная) лаборатория (ЦЛ) — комплект учебного оборудования, включающий измерительный блок, интерфейс которого позволяет обеспечивать связь с компьютером, и датчики, регистрирующие значения различных физических величин: температуры, pH водного раствора, электропроводности, давления, влажности и др.
ЦЛ используются в учебном процессе для практических занятий и лабораторных опытов на уроках предметов естественнонаучного цикла, для организации исследовательских практикумов, учебных исследовательских проектов, как в классе, так и в походных условиях. Они обеспечивают автоматизированный сбор и обработку данных, позволяют отображать ход эксперимента в виде графиков, таблиц, показаний приборов, способны измерять быстроизменяющиеся величины с частотой до 100 Гц. Результаты экспериментов могут сохраняться в реальном масштабе времени и воспроизводиться синхронно с их видеозаписью.
ЦЛ обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными средствами проведения школьного эксперимента:
- наглядное представление результатов эксперимента в виде графиков, диаграмм и таблиц; ЦЛ преобразует огромный поток информации в легко воспринимаемую визуальную форму;
- хранение и компьютерная обработка результатов эксперимента, данных измерений;
- сопоставление данных, полученных в ходе различных экспериментов;
- возможность многократного повторения эксперимента;
- наблюдение за динамикой исследуемого явления; доступность изучения быстро протекающих процессов;
- сокращение времени эксперимента; быстрота получения результата;
- индивидуализация обучения, учет психолого-педагогических особенностей каждого школьника; организация сотворчества учащихся;
- возрастание познавательного интереса учащихся.
Использование компьютерных технологий облегчает математическую обработку экспериментальных данных: устраняет «шум», аппроксимирует, представляет их в линеаризованных координатах, устанавливает параметры выявленной зависимости. Упрощается процедура построения калибровочных графиков.
Автор статьи демонстрирует опыты с использованием цифровой лаборатории
В процессе учебной деятельности с ЦЛ у школьников формируются представления о современных формах и базовых методах физико-химического анализа, развиваются умения работать с нетекстовыми источниками информации. Такой подход в полной мере соответствует задачам, определяемым ФГОС, который предполагает приоритет развития у учащихся широкого комплекса общих учебных и предметных умений, овладение способами деятельности, формирующими познавательную, информационную, коммуникативную компетенции.
В настоящее время на рынке учебного оборудования доступны ЦЛ как российских, так и зарубежных производителей:
Производители и дистрибьюторы цифровых лабораторий, представленные на российском рынке
|
Торговая марка |
Разработчик и производитель |
Дистрибьютор в России |
|---|---|---|
|
L-Микро |
Лаборатория L-Микро*, Россия www.l-micro.ru |
ТД «Школьный мир», www.td-school.ru |
|
SenseDisс |
Suweier Science&Technology Co., Китай, http://www.sensedisc.com |
ASCREEN http://www.ascreen.ru |
|
Архимед |
Fourier systems, Израиль www.fourier-sys.com |
Москва, ИНТ, www.int-edu.ru |
|
AFS |
Vernier, США, www.vernier.com |
Все для школы www.afsedu.ru |
|
Нау-ра усовершенствованная линейка оборудования марки L-micro |
ООО «Научные развлечения», Россия, www.nau-ra.ru |
ТД «Школьный мир», www.td-school.ru |
|
Cobra 4 |
PHYWE, Германия,www.phywe.com), |
«Резонанс» Москва, www.resonance-ed.com |
|
Science Cube |
Science Cube, Корея www.sciencecube.com |
Московский учколлектор www.mos-uk1.ru |
|
ReLab |
"Relab, Ltd. Россия (http://relab.ru/ ) |
"Relab, Ltd. Россия (http://relab.ru/ ) |
|
PASCO |
PASCO, США https://www.pasco.com/ |
ЗАО «Polymedia» , http://www.polymedia.ru/oborudovanie/tsifrovye-laboratorii/ |
|
Радуга |
ООО «НПП Учтехприбор», Россия uchtehpribor@yandex.ru |
ТД «Школьный мир», www.td-school.ru |
Практический опыт по использованию ЦЛ показал, что эффективность их применения во многом зависит от удобства использования и, соответственно, от степени проработки методики проведения экспериментов, которая включает в себя как оборудование, так и методическое и программное сопровождение.
На что обратить внимание при покупке цифровой лаборатории для школы?
- Качество — это один из важнейших параметров. Цифровая лаборатория ― это довольно дорогостоящий продукт и рассчитан на использование в течение 10 и более лет, поэтому он должен быть выполнен из качественных, экологически чистых, прочных и безопасных материалов.
- Соответствие образовательным стандартам. Адаптивность под ФГОС и основные образовательные стандарты ― необходимое условие для распространения такой аппаратуры в государственные образовательные учреждения.
- Количество модификаций и типов датчиков, производимых поставщиком цифровой лаборатории. Современная школьная лаборатория должна иметь в наличии большое количество различных типов датчиков и применяться на самых различных предметах естественнонаучного цикла.
- Развитое и доступное программное обеспечение. Интерфейсом общения ученика и учителя с цифровой лабораторией является программное обеспечение (ПО), поставляемое в комплекте с лабораторией. Именно от него во многом зависит успех и результативность внедрения цифровой лаборатории в школе. Только при условии совместимого со всеми основными операционными платформами (Windows 7 и 8, Macintosh, Linux, Android и iOS) ПО возможно поддерживать лабораторию на современном уровне и проводить эффективные занятия по различным дисциплинам.
- Качественный регистратор данных. Регистратор данных должен подключаться к компьютеру или планшету проводным или беспроводным способом, или может иметь собственный экран и ПО, отражающее все данные измерений. Для эффективного использования цифровой лаборатории регистратор данных, в случае если он имеет свою батарею, должен обладать возможностью зарядки от компьютера при USB подключении, иметь заряд батареи на весь учебный день, иметь малогабаритные размеры для удобного хранения в классе, иметь как можно меньше различных кнопок на корпусе, чтобы не быть сложным для учителей и учеников.
- Методические пособия для преподавательского состава и техническая поддержка. Чтобы педагоги могли в полной мере использовать лабораторное оборудование в учебном процессе, повышая его эффективность, необходимы адаптированные пособия и хорошая методическая поддержка со стороны производителя или поставщика, а также возможность получения консультационной помощи.
- Стоимость единичного продукта и комплекта оборудования Наиболее выгодным, с точки зрения приобретения, предложением являются готовые комплекты, куда уже включены измерительные инструменты, методические пособия и ПО. Разрозненный комплект устройств и высокая рыночная цена не дают в полной мере использовать данное оборудование в учебном процессе и своевременно загружать и получать обновления.
Сводная таблица параметров цифровых лабораторий
|
Название ЦЛ |
Кол-во датчиков |
ПО |
Регистратор данных |
Методические пособия |
|---|---|---|---|---|
|
Архимед 4 |
46 датчиков (физика, химия, биология, химия, география) |
MultiLab Входит в комплект Совместимо с WORD и EXCEL |
регистратор USBLink |
Имеется [5,12]
|
|
Эйнштейн (EinStein) |
46 датчиков (биология, физика, химия, физиология, география и природоведение) |
Несколько вариантов ПО (MiLab/MultiLab) Совместимо с ОС Android/ iOS (iPad). Можно работать с Windows |
Планшет "Еinstein™"с встроенным регистратором и или два различных регистратора данных для ПК (Tablet или LabMate) Приобретается один из вариантов модификации |
Имеется [7,13,14 ]
|
|
SenseDisc |
Около 60 датчиков (физика, химия, биология, география, окружающий мир) |
iLab |
Мультисенсорный регистратор данных |
Есть на русском языке. Входят в комплект [4] |
|
Relab |
Около 40 датчиков(химия, физика, биологии, ОБЖ, экология, география, окружающий мир) |
KidzLab/Relab Lite Входит в комплект. Совместимо с ОС Windows/ Android/ iOS (iPad)/ |
Регистратора нет, датчики подключаются напрямую к планшету, компьютеру или нетбуку. Отдельно приобретаются только USB датчики |
Есть на русском языке. Входят в комплект. |
|
LabDisc |
Около 40 датчиков |
GlobiLab Входит в комплект.Сов-месно работает с "Android", iOS, Windows, Linux |
Сенсорный регистратор данных, поставляется в комплекте |
Есть на русском языке. Входят в комплект и доступно для скачивания [5] |
|
Pasco |
Более 70 съемных датчиков (физика, химия, биология, география, экология, окружающий мир в начальной школе) |
Несколько вариантов ПО SPARK SLS. Совместимо с ОС Windows/ Android/ iOS (iPad) Приобретают отдельно |
Несколько вариантов регистраторов Приобретаются отдельно |
Есть на русском языке, входят в комплект [1,2,9,11] доступны для скачивания на сайте[8] edcommunity.ru |
Как видно, выбор цифровой лаборатории — это очень комплексный вопрос, требующий глубокого изучения как самого оборудования, так и его программного обеспечения, наличия методических пособий и методической поддержки на разных стадиях внедрения.
Читайте далее Опыт автора статьи по использованию лаборатории SenseDisc (там же — источники, указанные в [скобках]).
Кратко об авторе:
Зимина Алла Ивановна, учитель химии, ГБОУ ШКОЛА №1287, кандидат педагогических наук, почетный работник образования г. Москвы; лауреат конкурса Грант Москвы в сфере образования; победитель конкурса лучших учителей в рамках национального проекта «Образование».
Фото предоставлены автором.
