Использование цифровых лабораторий на уроках и во внеурочной деятельности

Цифровые лаборатории существенно расширяют эффективность школьных лабораторных работ, как активной формы образовательного процесса, предоставляют новые возможности для проектной деятельности.

В области естественных наук расширение указанных возможностей обеспечивается, в частности, использованием цифровых инструментов измерения и обработки данных, использованием виртуальных лабораторий, возможностью фиксации звуковых и зрительных образов средствами ИКТ.

Виды цифровых лабораторий применяемых у нас в стране:

Цифровые лаборатории Архимед – это электронные системы лабораторных исследований, предназначенные для проведения школьных экспериментов по естественнонаучным предметам. Входящие в комплект устройства позволяют быстро производить измерения и наглядно отображать их результаты, что особенно ценно для учебного процесса.

Результат совместной работы Института новых технологий и компании Fourier Systems (Израиль). Представляет собой регистратор, соединительные кабели и набор датчиков. Регистратор USBLink предназначен для работы с программным обеспечением MultiLab.

Мультимедийные возможности программы, позволяют сопровождать полученные данные синхронизированными видео- и аудиоматериалами в формате график (или прибор, или гистограмма)+таблица+фильм. управление регистрацией данных простое и интуитивно понятное. MultiLab имеет полную совместимость с такими программными приложениями, как WORD и EXCEL. Особый интерес в составе ПО MultiLab для образовательного процесса на уроке физики представляет видеоанализатор движения, который способен преобразовывать видеозапись любого движения в набор данных.

Последние версии регистраторов TriLink (работающих также совместно с КПК Palm Tungsten E2) или NOVA5000 отвечают требованиям автономной мобильной лаборатории и являются, по сути, самостоятельными компьютерами со своим источником питания, памятью, операционной системой и пользовательским интерфейсом, позволяя при этом осуществлять при желании полную синхронизацию с настольным компьютером или подключать к нему в качестве лишь регистраторов с целью получить более мощные возможности для анализа и обработки данных

NOVA 5000 специализированный портативный компьютер компании Fourier Systems, со встроенным регистратором данных – компьютер для естественнонаучного кабинета. Nova5000 весит всего лишь 1100 г, ученики могут носить его в портфеле или специальной сумке, брать на экскурсии, в поход, домой. Nova5000 включает встроенный регистратор данных Fourier Systems, программу MultiLab для управления экспериментом и обработки полученных данных, программу LanSchool для управления компьютерным классом. Также дополнительно имеется пакет полезных программ для образовательного процесса на уроке физики, например, встроенный инженерный калькулятор, редактор текста, таблиц, плеер мультимедийных презентаций, диктофон и пр. Windows-CE 5.0 – привычен и удобен для учителей и учеников и поставляется в комплекте с программным обеспечением, родственным Microsoft Office для настольного компьютера.

Также пользователи Nova5000 в зависимости от версии компьютера, имеют возможность поработать с программой LanSchool – для управления компьютерным классом. Lanschool открывает новые возможности организации лабораторных работ!
Учитель может:

-видеть на экране своего компьютера все ученические экраны одновременно;

-демонстрировать всем свой учительский экран или экран любого ученика;

-удаленно управлять компьютером любого ученика;

-наблюдать за всеми действиями ученика, получать отчет о всех его действиях на компьютере;

-организовать конференцию, голосование (опрос), вести индивидуальную беседу

Nova5000 имеет также встроенный Ethernet port – для подсоединения к школьной локальной сети и сети Интернет. Учительская Nova5000 чаще всего имеет разъем для подключения мультимедийного проектора. Большой сенсорный LCD монитор 7” Nova5000 позволяет работать без мыши и клавиатуры. Также имеется возможность подключения внешних устройств: карт памяти, WiFi и Bluetooth адаптеров, мыши, клавиатуры. При правильной эксплуатации аккумуляторов Nova5000 хватает на весь учебный день.

В самой последней версии цифровой лаборатории Архимед 4.0 – принципиально новый регистратор данных USBLink. За сравнительно небольшие деньги пользователь получает устройство, которое способно автоматически определять датчики и производить замеры с частотой до 10 000 замеров в секунду. В USBLink – «ничего лишнего» – на вид это маленькая коробочка-переходник между датчиками и компьютером. Подсоединив USBLink к своему компьютеру в классе или дома – можно получить полноценную цифровую естественнонаучную лабораторию. USBLink – это простое многофункциональное устройство типа «plug-n-play» с 4 портами, к которым можно подключать до 8 датчиков одновременно и USB портом для подключения к компьютеру.

Основные достоинства регистратора USBLink:

• Подключение «plug-n-play»

• Высокая скорость регистрации данных – до 10 000 замеров в секунду

• Возможность одновременной регистрации данных от 8 датчиков

• Автоматическое определение датчиков

• Питание от любого USB порта компьютера

• Совместимость с программным обеспечением MultiLab

В современном комплекте цифровой лаборатории Архимед 4.0:

• Регистратор данных USBLink

• Набор датчиков по физике (индивидуальный для конкретной школы или региона как по составу, так и по количеству комплектов)

• Программное обеспечение MultiLab для настольного компьютера

• Справочное пособие и лабораторный практикум с описанием учебных экспериментов

Цифровая лаборатория L-микро

Выпускаемое сейчас оборудование серии L-микро® представляет собой единую экспериментальную среду, объединяющую демонстрационное оборудование и наборы для лабораторных работ и практикума. Его ядром является персональный компьютер с измерительным блоком. Для проведения измерений служат датчики которые подключаются к измерительному блоку.
Возможности лаборатории

• Осуществление количественного контроля за параметрами химической реакции при помощи датчиков
• Обработка полученных результатов при помощи персонального компьютера
• Вывод информации на монитор

ЦИФРОВАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ДЛЯ ДОШКОЛЬНИКОВ И МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ "НАУРАША В СТРАНЕ НАУРАНДИИ"

В состав детской цифровой лаборатории входят 8 модулей (лотков), каждый из которых посвящен отдельной теме:

- температура, Стойка для хранения лаборатории на 4 модуля

- свет,

- электричество,

- кислотность,

- сила,

- магнитное поле,

- звук,

- пульс.

В каждый модуль (лоток) входит цифровой датчик в виде «Божьей коровки» и необходимое оборудование «Наураша»

В каждый модуль (лоток) входит цифровой датчик в виде «Божьей коровки» и необходимое оборудование.

Лаборатория содержит методическое пособие для педагога и программное обеспечение.

Методическое пособие для Цифровой лаборатории «Наураша в стране Наурандии»

Эти лаборатории ориентированы на детей детсадовского и младшего школьного возраста. Мультипликационный герой Наураша помогает маленькому исследователю с помощью настоящих датчиков познакомиться с различными явлениями в игровой увлекательной форме.

Области знаний: окружающий мир, безопасность жизнедеятельности, начало робототехники. Современные дети очень рано приобщаются к компьютерной технике и совершенно естественно воспринимают ее как интересного игрового партнера, со всеми плюсами и минусами виртуального общения. Особенностью данного продукта является то, что, используя реальные датчики, подключаемые к компьютеру, мы делаем игру живой по-настоящему, когда ребенок исследует реальный, а не виртуальный мир. При этом Наураша, мультипликационный герой, общается с ребенком, рассказывая о различных явлениях, советует, как лучше провести опыт и живо реагирует на действия маленького экспериментатора, делая остроумные замечания и комментарии.

Цифровые лаборатории ЛабДиск

В мобильной естественно-научной лаборатории ЛабДиск ГЛОМИР с мультисенсорным регистратором данных даже младшие школьники могут быстро провести эксперимент и получить реальный результат. Вся лаборатория умещается на ладони, с ней можно отправиться в лес, на экскурсию, в поход.

Дружественный интерфейс регистратора на основе пиктограмм с отдельными кнопками для каждого встроенного датчика, понятен даже самым младшим школьникам. Компьютерная программа даст им готовый материал для анализа – таблицу или график, получить который самостоятельно они смогут только с большим трудом и с помощью взрослого, а информация, полученная с экрана компьютера, сама инициирует обсуждение и анализ результатов.

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 одной-единственной 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

В комплекте лаборатории:

- регистратор данных ЛабДиск ГЛОМИР (со встроенными датчиками, модулем беспроводной связи и GPS-приемником)

- компакт-диск с программным обеспечением

- зарядное устройство и кабель USB

- справочно-методическое пособие

Регистратор данных ЛабДиск включает в себя графический дисплей, встроенные датчики, набор управляющих кнопок, аккумулятор на 150 часов работы. Внутренняя память рассчитана на хранение до 100 000 замеров. Контрастный экран устраняет проблемы чтения показаний при ярком солнечном свете.

В помещении регистратор данных напрямую подсоединяется к компьютеру кабелем USB или посредством беспроводного соединения Bluetooth. При этом ЛабДиск может работать и как просто интерфейс датчиков, передавая измерения на компьютер в режиме реального времени. При проведении эксперимента под управлением настольного компьютера показания датчиков можно отображать практически любым способом – на циферблате, в виде столбчатой диаграммы, на цветной шкале, на графике, на цифровом табло, в виде таблицы.

Полученные данные учащиеся могут сопровождать текстовыми комментариями и иллюстрациями, результаты эксперимента можно экспортировать в редакторы Excel и Word. Все эти функции будут полезны и удобны для учителя.

Если целью эксперимента является определение параметров окружающей среды в различных точках местности, можно воспользоваться функцией нанесения координат ЛабДиска на карту Google. Программа GlobiLab наносит на карту Google показания встроенного датчика GPS, которые, в свою очередь, связаны с данными проведенных в этой точке экспериментов.



Цифровые лаборатории EINSTEIN

Полноценные естественно-научные лаборатории, которые могут работать как с обычными компьютерами на Windows, OSX и Linux, так и с планшетными компьютерами с Android и iOS. Позволяют проводить естественно-научные эксперименты как в помещении школы, так и за ее пределами, демонстрировать эксперимент всему классу, подключившись к мультимедийному проектору.

В комплекте цифровых лабораторий: регистратор данных со встроенными датчиками, набор внешних датчиков, программное обеспечение MiLab и MultiLab, справочно-методические материалы.

Цифровые лаборатории на базе планшетного регистратора данных еinstein™Tablet и еinstein™Tablet +


Цифровая лаборатория einstein LabMate+- Одновременно регистрируют данные, поступающие с 11\16 датчиков.

- Производят до 100 000 измерений в секунду.

- Передают данные посредством беспроводных соединений.

- Поддерживают разнообразные форматы файлов.Цифровая лаборатория еinstein™ LabMate+

Регистратор данных einstein LabMate+ превращает в полноценную цифровую естественно-научную лабораторию любой компьютер, планшет или смартфон.

Полезное дополнение — мобильная станция для хранения, централизованной зарядки и синхронизации одновременно до 32 планшетных устройств.

Цифровая лаборатория еinstein™ Tablet + включает в себя усовершенствованный планшетный компьютер на платформе Android OS с 8 встроенными датчиками и с разъемами для подключения 8 внешних датчиков. .

Версия регистратора без встроенных датчиков (еinstein™ Tablet позволяет одновременно работать только с 8 датчиками. Всего в комплект лаборатории может входить до 65 датчиков различного назначения.

Химическая лаборатория EINSTEIN комплект на 1-2 учеников.Цифровая лаборатория еinstein™ LabMate+
Регистратор данных einstein LabMate+ превращает в полноценную цифровую естественно-научную лабораторию любой компьютер, планшет или смартфон.

-LabMate подключается к устройствам на базе Windows, Mac, Android, iOS.

-100 000 измерений в секунду.6 встроенных датчиков.

-Разъемы для подключения 8 внешних датчиков.

-Можно одновременно получать данные с 8\14 датчиков.

Модели мобильных лабораторий, разрабатываемые для отдельных предметов естественно-научного цикла основной и старшей школы (Физика, Биология, Химия, География), комплектуются наборами датчиков (см. ниже), исходя из конкретных предметных требований.

В состав каждой специализированной лаборатории входит пособие для учителя с описанием лабораторных и практических работ.

Мобильная станция для подзарядки

Мобильная станция для хранения, централизованной зарядки и синхронизации одновременно до 32 устройств. Можно подзаряжать любые планшеты, используя USB порт.

Цифровая лаборатория einstein позволяет сформировать лаборатории, удовлетворяющие педагогическим задачам каждого учителя: Биология, Химия, Физика, Математика, География, Человек, Электричество и магнетизм, Экология, Окружающий мир. Используя различные цифровые датчики, можно проводить широкий спектр исследований, демонстрационных и лабораторных работ, а также осуществлять научно-исследовательские проекты, способствующие решению и освоению межпредметных задач.

Цифровые лаборатории einstein могут быть оснащены любым из 65 датчиков

Цифровые лаборатории SenseDisc

Каждая из комплектаций имеет в своей основе специализированное программное обеспечение Sense Disc iLab для ОС Windows/ Android/ iOS (iPad)/ Standalone (работы в автономном режиме), а также определенный набор датчиков, позволяющих тестировать практически все физические, химические и биологические данные, пригодные для наглядного преподавания в начальной и средней школах, колледжах

Для тех педагогов, кому недостаточно стандартных датчиков в комплекте, представлен широкий выбор дополнительных датчиков. Все датчики совместимы с любым из пяти комплексов.

Предназначена для самых первых и наиболее наглядных научных изысканий. Оснащенная беспроводным соединением и модулями микро-датчиков, она позволяет создать исчерпывающую беспроводную среду для проведения учащимися своих первых научных опытов.

Встроенные датчики: Акселерометр (3 оси), GPS, Термометр окружающей среды, Барометр.

Съемные измерительные датчики: Ток, Движение, Температура, Свет, Напряжение, Звук, сердцебиение.

Может использоваться для более сложных естественнонаучных опытов и исследований школьной программы, к примеру, замер уровня интенсивности шума окружающей среды, резонанс звуковой волны, феномен электромагнитной индукции и пр.

Встроенные датчики: Акселерометр (3 оси), GPS, Термометр окружающей среды, Барометр.

Съемные измерительные датчики: Давление воздуха, Ток, Движение, Температура, Свет, Напряжение, Звук, Проводимость, Растворенный кислород, Сердцебиение, Кислотно-щелочной баланс, Относительная влажность, Термопара, Сила.


SenseDisc®Phys - цифровая лаборатория по физике

Подходит для научных экспериментов и исследований как в аудитории, так и на открытом пространстве, и 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.

Встроенные датчики: Акселерометр (3 оси), GPS, Термометр окружающей среды, Барометр.

Съемные измерительные датчики: Давление воздуха, Ток, Движение, Свет, Напряжение, Звук, Сила, Частота ИК-излучения.

SenseDisc®Bioch - цифровая лаборатория по биологии и химии

С её помощью можно проводить множество экспериментов в обоих направлениях - 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.

Встроенные датчики: Акселерометр (3 оси), GPS, Термометр окружающей среды, Барометр.

Съемные измерительные датчики: Давление воздуха, Температура, Свет, Проводимость, Растворенный кислород, Сердцебиение, Кислотно-щелочной баланс, Относительная влажность, Термопара.


SenseDisc®Environ - цифровая лаборатория по окружающему миру (природоведению)

Представляет собой идеальный инструмент для проведения научных экспериментов в полевых условиях. Функционал этой цифровой лаборатории позволяет учащимся увлекательно и эффективно заниматься наукой на практике, к примеру, изучением факторов воздействия на процессы фотосинтеза, измерением изменений влажности окружающей среды и т.д.

Встроенные датчики: Акселерометр (3 оси), GPS, Термометр окружающей среды, Барометр.

Съемные измерительные датчики: Растворенный кислород, Кислотно-щелочной баланс, Относительная влажность, Звук, УФ-излучение, Свет, Температура.

Помимо 17 стандартных датчиков, входящих в тот или иной комплекс, представлено более 35 уникальных дополнительных датчиков, предназначенных для более глубокого изучения естественнонаучных дисциплин. Среди них датчики радиации и магнитного поля, ЭКГ и дыхания, температуры поверхности и электрического заряда. Отдельным блоком можно выделить широкий список датчиков, предназначенных для определения количества частиц химических соединений и ионов.

Цифровые лаборатории ReLab

Relab Kids Дошкольное образование представлено цифровой лабораторией Relab Kids. Программное обеспечение прорабатывалось совместно с методистами компании и адаптировано для детей от 5 лет. Такой подход позволяет детям учиться самостоятельно работать с информацией, экспериментировать и фиксировать свои наблюдения на интуитивно понятном уровне.


Цифровые лаборатории по физике Наиболее широко представлена линейка продуктов для школ - это стандартные цифровые лаборатории, мобильные цифровые лаборатории со встроенными датчиками, мультидатчики и новинка – беспроводные решения! Цифровые лаборатории Relab помогают формировать творческий и научный подход учащихся к реализации исследовательских проектов, а так же являются гибким образовательным решением при подготовке к ЕГЭ и ГИА.

Для профессиональных и высших учебных заведений Relab производит линейку лабораторных комплексов и установок по различным дисциплинам. Отличительной особенностью производимого оборудования является полное интегрирование с информационно-измерительными системами, что позволяет учащимся наблюдать основные физические процессы, скрытые от непосредственного наблюдения.

Статус отечественного производителя дает ряд преимуществ для клиентов Relab:

- продукция адаптирована под Российский стандарт образования

- оказывается круглосуточная техническая поддержка клиентов

- проводится работа с отзывами и обратной связью

- доступна возможность приобретения товаров в розницу

Особенности оборудования:



- Датчики подключаются к мобильным планшетам или компьютерам напрямую через USB порт, без использования дополнительных устройств (регистраторов данных)

-Возможность использования мультидатчиков

-Возможность использования мобильных лабораторий со встроенными датчиками

-Цифровые датчики оснащены встроенной памятью, в которой можно хранить данные до 10-ти экспериментов

-Управление выбором диапазона измерения датчиков производится непосредственно из программного обеспечения (а в некоторых датчиках диапазон выбирается автоматически)

- Программное обеспечение кроссплатформенно - доступно в вариантах для Windows, OS X, Android и iOS. На всех платформах имеет идентичный интерфейс

- Поддерживает подключение и отключение датчиков непосредственно во время сбора данных - «на горячую», без прерывания хода выполнения эксперимента и потери результатов

- Возможность установки ПО на личные устройства учеников и преподавателей

- Программное обеспечение Relab Lite является бесплатным и свободным для скачивания

Цифровая лаборатория со встроенными датчиками RELAB INSIDE (Химия), включающая в себя планшетный регистратор с интегрированными цифровыми датчиками (4 шт.), программное обеспечение RELAB Lite, справочно-методическое пособие

Цифровые лаборатории Pasco

Ассортимент включает в себя широкий спектр высокотехнологичного оборудования: от цифровых датчиковых систем и учебных стендов для проведения лабораторных работ в рамках школьной программы до высокотехнологичных установок для углублённого изучения естественных наук, а также таких дисциплин, как инженерное дело и сопромат.

Аппаратные решения PASCO дополняются программным обеспечением, которое представляет собой мощный инструмент, как для мониторинга экспериментальных Картинки по запросу Цифровые лаборатории Pascoданных, так и для глубокого анализа, с возможностью вывода математических закономерностей, ведения журнала научных наблюдений и совместной работы с другими участниками практикума. Есть лицензии ПО нескольких типов, в том числе одна лицензия на учреждение.

Есть готовые наборы и экспериментальные установки, STEM модули, более 70 цифровых датчиков и мультидатчиков, а также множество установок и учебных стендов для демонстрации физических, химических, биологических явлений и процессов. Наличие учебных стендов и установок разного уровня сложности обеспечивает преемственность между школой, техникумом и вузом. Датчики предлагаются как проводные, так и беспроводные. Предлагается несколько типов интерфейсов.

Относительно высокая стоимость оборудования компенсируется непревзойденной широтой спектра предлагаемых датчиков и установок, качеством оборудования и сильной методической поддержкой.

Основные преимущества цифровых лабораторий PASCO

Широкий ассортимент: более 1600 товарных позиций, включая более 70 цифровых датчиков и мультидатчиков, а также множество установок и учебных стендов для демонстрации физических, химических, биологических явлений и процессов.
Высокая точность.
Надёжность. На цифровые измерительные датчики действует гарантия сроком на 5 лет;
BYOD. Возможность использования личных мобильных устройств обучающихся для обработки и анализа результатов исследований.
Методическая поддержка. Тренинги, вебинары, конкурсы и методические пособия по предметам естественнонаучного цикла.
Эффективность и мотивация. Цифровая лаборатория PASCO даёт возможность обучающимся познавать мир с помощью эмпирических методов, вовлекает их в активное взаимодействие с объектом изучения и значительно повышает уровень знаний, глубину понимания и восприятия явлений окружающей действительности

Комплект датчиков по физике для учителя, позволяющий провести более 100 опытов и экспериментов по школьной программе.

Предлагаются различные наборы датчиков по направлениям обучения.

Цифровые лаборатории AFS (Vernier)

Картинки по запросу Go!LinkАмериканские Цифровые лаборатории AFS (Vernier) имеют более 60 датчиков для снятия показаний и несколько вариантов устройств для сбора данных система сбора данных (ССД) AFS™, LabQuest, LabQuest Mini, Go!Link.

Последний предназначен для подключения датчиков аналогового типа Vernier напрямую к USB-порту компьютера.

LabQuest 2 – специализированное, многопрофильное устройство имеет ряд интересных функции позволяет не только проводить измерения и собирать экспериментальные данные, но и обмениваться ими между учениками и учителем благодаря встроенному модулю беспроводной связи Wi-Fi и Bluetooth.

- Большой цветной сенсорный экран с высоким разрешением позволяет легко управлять устройством как стилусом, так и пальцами.
- LabQuest 2 оснащен акселерометром для определения его положения в пространстве и выбора оптимальной ориентации экрана.
- Устройство обладает высокой скоростью отклика, построения графиков и таблиц.
- LabQuest 2 имеет встроенный модуль системы навигации GPS.

В последнее время появились новые возможности

-16 новых датчиков Go Direct™

-Возможность передавать данные через интерфейс USB на стационарные ПК или ноутбуки, а также по беспроводной технологии Bluetooth на ПК, Хромбуки (Chromebooks) и мобильные устройства.

- Не требуется интерфейс сбора данных

- Бесплатное программное обеспечение Graphical Analysis 4

Особенностью датчиков Vernier, является возможность использования датчиков в роботах LEGO NXT и EV3.

Комплекс цифровых измерительных приборов имеет неплохой набор учебно-методических материалов.

Предлагаются различные комплекты цифровых измерительных приборов для всех уровней и направлений образования.

Комплекс цифровых измерительных приборов по физике с возможностью коммутации с техническими средствами обучения педагога.

Источник: https://sitimedia.ru/