Что представляет собой цифровая лаборатория для средней и старшей школы

Эксперименты, демонстрации физических и химических явлений, практические и лабораторные работы – все это неотъемлемая составляющая учебного процесса в средней и старшей школе. Чтобы использовать наглядный учебный подход в изучении сложных процессов и законов, школы оснащаются цифровыми лабораториями. Что это такое? Как и для изучения каких предметов они используются? Что входит в набор школьных цифровых лабораторий? На эти и другие вопросы постараемся ответить в данной статье.

Назначение и ключевые особенности цифровых лабораторий

Цифровая лаборатория для школьников представляет собой набор из счетчиков, измерителей, сенсоров, индикаторов, а также специального ПО для обработки полученных данных и результатов научных экспериментов. Это готовый комплекс для проведения лабораторных исследований в классе. Ученики средних и старших классов могут самостоятельно измерять силы постоянного и переменного тока в цепях, силу звука, давления, температуру, фиксировать механические колебания тел, а также наблюдать за изменениями природных явлений. Некоторые модели школьных цифровых лабораторий адаптированы для экспериментов в полевых условиях.

Для примера рассмотрим комплектацию цифровой лаборатории SenseDisc для учеников 5-11 классов. Она включает:

• 4 базовых встроенных датчика: акселерометр, барометр, термометр и GPS.
• Набор съемных микродатчиков для замеров давления, температуры веществ и тел, света, звука, напряжения, влажности, кислотно-щелочного баланса, а также силы и частоты сердцебиения сердца.
• USB-кабели, адаптеры и преобразователи для соединения приборов с ПК. Все данные экспериментов отображаются в цифровом виде на экране компьютера, ноутбука или планшета.
• Комплект ПО для настройки и работы лаборатории SenseDisc, а также методические пособия для учителей с подробным пошаговым описанием проводимых экспериментов.

Как видно, в комплектации предусмотрено все необходимое для проведения лабораторного занятия, никаких дополнительных средств не требуется.

Преимущества цифровой лаборатории для школьников

Благодаря наличию беспроводных измерительных приборов и интерактивного оборудования для проведения сложных экспериментов, учителя могут создавать уникальные лабораторные и практические занятия, где есть возможность наглядно демонстрировать законы естественных наук или объяснять природные явления. При этом не тратится время педагога на подготовку самого эксперимента. Достаточно выбрать нужный режим работы цифровой лаборатории, задать исходные параметры эксперимента и произвести итоговые замеры с помощью датчиков.

Интерактивное оборудование позволяет воссоздать нужные условия, чтобы, к примеру, учитель смог наглядно объяснить принцип возникновения вынужденных механических или свободных колебаний тела, а ученики с помощью замеров смогли определить точные координаты тела, построить резонансную кривую или определить резонансную частоту всей системы. Подобный эксперимент можно многократно повторять, изменяя исходные данные и параметры системы: массу тел, жесткость пружин или силы сопротивления движению.

За счет возможности подключения любого набора цифровой лаборатории к ПК и мобильным устройствам, ученики могут формировать персональные отчеты, строить графики и диаграммы проведенного эксперимента, а также корректировать и обрабатывать полученные результаты.

ПО для цифровых лабораторий совместимо с операционными системами Windows/Linux/Android.

В зависимости от оснащения школ и комплектации учебного оборудования можно использовать как универсальные, так и тематические цифровые лаборатории. Большинство наборов для средней и старшей школы нацелены на изучение тем и проведения практических занятий по конкретным школьным предметам: физика, химия, биология, природоведение и пр.