Использование программно-аппаратных
Комплексов в образовательном процессе Утичевской основной общеобразовательной школы
Погадаева С.В.,
заместитель директора по УР, учитель физики МКОУ «Утичевская основная общеобразовательная школа», Мокроусовский район, Курганская область, РФ
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 учебных действий, а также опыта самостоятельной деятельности и личной ответственности обучающихся, то есть 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.
Времена меняются, меняются и люди... И кажется, что ученикам уже не так интересны все эти маятники, температуры, кислоты и основания, фотосинтез и ферменты... У каждого из них в кармане мини-компьютер с Интернетом и множеством развлечений! Разве простой учебник может привлечь их внимание? Мне кажется, что нет. Однако оказалось, что есть простые и удобные готовые решения, которые позволяют превратить скучный и однообразный урок в увлекательную работу с новейшими приборами.
|
|
|
Пять лет назад в нашей школе появилось новое оборудование – программно-аппаратный комплекс AFS для изучения предметов естественного цикла на основе цифровых средств обработки данных. Программно-аппаратный комплекс AFS представляет собой цифровую естественнонаучную лабораторию и предназначен для проведения демонстрационных учебных экспериментов и для ознакомления школьников с основами цифровых технологий и средств передачи информации. В данный комплекс входят программное обеспечение, система сбора данных и датчики. Программное обеспечение обеспечивает сбор, обработку, сохранение и наглядное представление результатов. Система сбора данных предназначена для автоматизации учебных экспериментальных работ с одновременным использованием до 4-х датчиков.
Датчики предназначены для измерения и регистрации экспериментальных данных. LabQuest мини-лаборатория – это одновременно программное и аппаратное обеспечение. Комплекс позволяет производить сбор данных измерений лабораторных работ по предметам естественнонаучного цикла и обеспечивает их аналитическую и графическую обработку. За эти годы цифровая лаборатория в школе стала привычной и необходимой. Это комплекты оборудования и программное обеспечение для сбора и анализа данных естественнонаучных экспериментов. Широкий спектр цифровых датчиков используют учителя и ученики на уроках физики, химии и биологии. При изучении естественных наук в современной школе огромное значение имеет наглядность учебного материала. Наглядность дает возможность быстрее и глубже усваивать изучаемую тему, помогает разобраться в трудных для восприятия вопросах и повышает интерес к предмету. Цифровая лаборатория является новым, современным оборудованием для проведения самых различных школьных исследований естественнонаучного направления. С их помощью можно проводить работы, как входящие в школьную программу, так и совершенно новые исследования.
|
|
|
Оборудование цифровой лаборатории универсально, может быть включено в разнообразные экспериментальные установки, экономит время учеников и учителя, побуждает учеников к творчеству, давая возможность легко менять параметры измерений. Цифровая лаборатория – это качественный скачок в становлении современной естественнонаучной лаборатории. Встроенный измерительный интерфейс служит для подключения датчиков. В естественнонаучной лаборатории это существенно расширяет спектр видов индивидуальной и групповой деятельности учеников. Использование цифровых лабораторий способствует значительному поднятию интереса к предмету и позволяет учащимся работать самим, при этом получая не только знания в области естественных наук, но и опыт работы с интересной и современной техникой, компьютерными программами, опыт взаимодействия исследователей, опыт информационного поиска и презентации результатов исследования. Учащиеся получают возможность заниматься исследовательской деятельностью, не ограниченной темой конкретного урока, и самим анализировать полученные данные. Так, например, при изучении кислотности различных веществ учащиеся самостоятельно делают вывод, что многие популярные напитки вредны для пищеварительной системы, а при использовании некоторых моющих средств и тем более химических реактивов необходимо пользоваться перчатками. Применяя цифровые лаборатории на уроках физики, учащиеся выполняют лабораторные работы; в разделе «Механика» можно выполнить работы: «Исследование зависимости силы тяжести от массы тела», «Исследование силы трения», «Исследование зависимости удлинения пружины от силы ее растяжения» и другие, в разделе «Молекулярная физика и термодинамика»: «Измерение температуры вещества», «Изучение явлений теплообмена», «Измерение удельной теплоемкости вещества», «Измерение влажности воздуха», «Измерение удельной теплоты плавления льда» и другие, в разделе «Электродинамика»: «Сборка электрической цепи и измерение силы тока на ее различных участках», «Измерение напряжения на различных участках электрической цепи», «Исследование зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах», «Измерение работы и мощности электрического тока», «Исследование магнитного поля тока», «Изучение явления электромагнитной индукции» и другие.
|
|
|
|
|
|
Применяя цифровые лаборатории на уроках биологии, учащиеся смогут выполнять множество лабораторных работ по программе основной школы («Реакция ССС на дозированную нагрузку», «Изучение кровообращения», «Дыхательные функциональные пробы», «Зависимость между нагрузкой и уровнем энергетического обмена») и экспериментальных заданий разной длительности, в том числе внеурочных исследований: в разделе «Биология растений» – «Поглощение воды корнями растений. Корневое давление», «Дыхание корней», «Поглощение листьями на свету СО2 и выделение О2», «Дыхание листьев», «Испарение воды растениями», «Дыхание семян», «Условия прорастания семян», «Теплолюбивые и холодостойкие растения». В разделе «Зоология» – «Водные животные», «Теплокровные и холоднокровные животные». В разделе «Человек и его здоровье» – «Затруднение кровообращения при перетяжке пальца», «Реакция ССС на физическую нагрузку», «Газообмен в легких», «Механизм легочного дыхания», «Жизненная емкость легких. Реакция ДС на физическую нагрузку», «Выделительная, дыхательная и терморегуляторная функция кожи». В разделе «Общая биология» – «Действие ферментов на субстрат на примере каталазы. Разложение Н2О2», «Влияние рН среды на активность ферментов», «Факторы, влияющие на скорость процесса фотосинтеза».
При использовании программно-аппаратных комплексов в демонстрационном эксперименте опыты эффектны и наглядны. Учащиеся не только быстро понимают и запоминают тему, но и находят множество бытовых примеров, подтверждающих полученные выводы, легко отвечают на вопросы. Например, в результате опыта с перетяжкой пальца учащиеся сразу понимают, почему мерзнут ноги в тесной обуви, что туго затягиваться ремнем вредно, почему кровоостанавливающий жгут зимой нельзя накладывать на то же место, что и летом. В результате опыта с теплокровными и холоднокровными животными учащиеся не только понимают, что мышь потребляет больше кислорода, чем лягушка, но и делают из этого различные заключения: почему теплокровные животные могут жить в местах с холодным климатом, а холоднокровные – нет, почему холоднокровные животные могут очень долго обходиться без пищи и т.д.
Цифровые лаборатории активно используются во внеурочной деятельности учащихся, что позволяет выполнять сложные научные эксперименты в ходе проектных и исследовательских работ учащихся.
При применении такого исследовательского подхода к обучению создаются условия для приобретения учащимися навыков научного анализа явлений природы, осмысления взаимодействия общества и природы, осознания значимости своей практической помощи природе.
Проектные и исследовательские работы учащихся рассматриваются на школьных, муниципальных и региональных научно-практических конференциях.
В 2013-2014 учебном году обучающимися проводились исследования по физике с использованием датчиков магнитного поля и датчика силы, исследовательский проект «Магнитные поля вокруг нас» (III место на муниципальном уровне научно-практической конференции «Шаг в будущее», участники региональной конференции учебно-исследовательских работ обучающихся «Через познание – к творчеству»). В 2014-2015 учебном году учащиеся проводили исследования по физике с датчиками: освещенности (люксметр), силы, температуры, магнитного поля, также датчиками образовательного конструктора LEGO Mindstorms NXT: света, касания и звука – проект «Датчики» (II место на муниципальном уровне научно-практической конференции «Шаг в будущее», участники региональной конференции учебно-исследовательских работ обучающихся «Через познание – к творчеству»).
В 2015-2016 учебном году по предмету биология проводились исследования с помощью датчика рН Sensor по теме «Исследование содержания кислорода в классной комнате и его влияние на самочувствие учащихся» (III место, муниципальный уровень). Цель исследования: изучить микроклимат классной комнаты на предмет содержания кислорода в разных условиях с использованием цифрового оборудования. При использовании датчика содержания O2 измерены концентрация содержания кислорода в классных комнатах в течение учебного дня при аэрации и без нее. Проведен анализ результатов. Сделаны выводы. В проветриваемых помещениях содержание кислорода близко к норме и является «эталоном» свежего воздуха. В непроветриваемых помещениях содержание О2 – 17,9%-17,0% – опасно для здоровья, чем больше учащихся в классе, тем меньше содержание кислорода.
В 2016-2017 году проводились исследования с помощью датчика рН Sensor по теме «Влияние водородного показателя газированных напитков на состав внутренней среды и здоровье учащихся» (I место на межмуниципальном уровне научно-практической конференции «Шаг в будущее», призеры (III место) региональной конференции учебно-исследовательских работ обучающихся «Через познание – к творчеству).
Цель исследования: изучить влияние газированных напитков, их кислотности (рН) на внутреннюю среду организма (ВСО), на здоровье учащихся; измерить показатель рН газированных напитков с помощью лаборатории Lab Quest 2 и электронного датчика pH метра.
Оказалось, что при употреблении газированных напитков здоровье ухудшается. У 20% учащихся наблюдаются боли в желудке, изжога. Полученные результаты были доведены до сведения подростков. Разработаны практические рекомендации.
Благодаря цифровым датчикам дети сами делают выводы, анализируют полученные на практике результаты, а не получают готовые знания из учебника и от учителя. Цифровая лаборатория – незаменимый инструмент для учителя и ученика.
Таким образом, программно-аппаратные комплексы позволяют поставить естественнонаучное образование на современный технический уровень.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 291; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!