Лаборатория естественных наук – интеграция цифровых и мобильных технологий blilija's blog / 04.11.2012 В 2011 году проект «Лаборатория естественных наук – интеграция цифровых и мобильных технологий», представленный от МБОУ лицея № 81 города Новосибирска, стал победителем в III конкурсе «Школа будущего вместе с Intel». В августе этого же года Корпорацией Intel нам было безвозмездно передано 28 персональных мобильных компьютера школьника для реализации заявленного проекта.Так как основной целью проекта является совместное использование нетбуков СМРС и цифрового оборудования лаборатории «Архимед» в преподавании предметов естествознания (физика, химия, биология), то главной задачей на первых порах стало ознакомление педагогов лицея с возможностями нетбука СМРС и обучение использованию в образовательном процессе.С учениками было проще. Совместное использование мобильных нетбуков и цифровой лаборатории планировалось применять для учащихся 7-х классов, которые в 2008 году участвовали в пилотном проекте использования СМРС в начальной школе. Таким образом, у учащихся имеется уже практический опыт работы с мобильными устройствами. Когда разрабатывался проект, в лицее уже имелась «Цифровая лаборатория естественных наук», созданная на основе цифрового оборудования «Архимед», которое представляет собой новое поколение естественнонаучных лабораторий по физике, биологии и химии для проведения широкого спектра исследований, демонстраций, лабораторных работ. Лаборатория на то время состояла всего из шести комплектов, каждый из которых включал аналого-цифровой преобразователь (измерительный интерфейс), встроенный в специализированный портативный компьютер NOVA5000 и набор из 15 цифровых датчиков. Несмотря на неоспоримые преимущества перед традиционным оборудованием, шесть комплектов цифровой лаборатории не позволяют достаточно эффективно использовать их в образовательном процессе при организации урочной деятельности. При таком количестве комплектов приходится делить класс на 5-6 групп по 4-5 учащихся (при средней наполняемости класса 25 человек), что, естественно, уже исключает индивидуализацию и дифференциацию обучения, и, как следствие, ведет к нарушению санитарных норм при работе с дисплейным оборудованием. Установка программного обеспечения цифровой лаборатории (Palm Desktop и MultiLab) на мобильный нетбук позволило перенести акцент на практико-ориентированный компонент учебной деятельности. Учащиеся с помощью набора датчиков цифровой лаборатории, работая в группах, проводят различные измерения, собирая данные на специализированный портативный компьютер NOVA5000. Далее, после переноса полученных данных на мобильные нетбуки, просмотр, анализ и обработка данных, создание отчета по эксперименту осуществляется уже индивидуально.В рамках развития специализированных классов естественнонаучного направления за счет муниципального субсидирования наша лаборатория в декабре 2011 года была доукомплектована набором датчиков до 12 комплектов и, что самое ценное, были приобретены 12 регистраторов данных USB-Link для передачи данных напрямую с цифровых датчиков на компьютер, что позволило нам значительно расширить возможности использования лаборатории в учебном процессе. Учебный эксперимент с использованием ЦЛ может осуществляться в различных организационных формах: в форме демонстрационного эксперимента, в форме фронтальных лабораторных работ, в форме физического практикума, а в рамках физического практикума и в виде учебно-исследовательских и проектных работ учащихся. Как показывает практика преподавания, наибольший эффект дает сочетание самостоятельных лабораторных работ и проектных или исследовательских работ. Возможности ЦЛ позволяют стандартные работы проводить как исследовательские с хорошей визуализацией опыта и решением методической задачи исследования природных процессов, опираясь на данные опыта.Самые важные педагогические задачи, которые решаются при выполнении учебного физического практикума или демонстрационного эксперимента с подобным оборудованием это:• повышение мотивации к обучению;• максимальное использование наглядности в эксперименте;• обучение учащихся новейшим средствам реализации учебного эксперимента;• усиление поддерживающей функции компьютера при проведении натурного эксперимента;• возможность дистанционного обмена информацией и проведения эксперимента в сетевом контакте с помощью новейших средств коммуникации, таких, например, как система Скайп;• работа учащихся на стыке нескольких учебных дисциплин: физика-химия, физика-биология, физика-информатика;и проч.Осваивая возможности лаборатории, осуществляется дифференцированный подход, что позволяет развить у учащихся интерес к самостоятельной исследовательской деятельности. С цифровыми лабораториями можно проводить работы, как входящие в школьную программу, так и совершенно новые исследования. Их применение значительно повышает наглядность, как в ходе самой работы, так и при обработке результатов. Новые лаборатории обладают целым рядом неоспоримых достоинств. Они позволяют получать данные, недоступные в традиционных учебных экспериментах, дают возможность производить удобную обработку результатов эксперимента. Автоматизация сбора и обработки данных экономит время и силы учащихся и позволяет сосредоточить внимание на сути исследования. Кроме того, обеспечивается уникальная возможность создавать интегрированные курсы по естественным наукам, математике и информатике. Активная экспериментальная исследовательская работа учащихся способствует значительному повышению уровня знаний учащихся по физике, химии и биологии, а также раскрытию творческого потенциала учащихся.Мобильность нетбуков, наличие беспроводной сети и дополнительного встроенного (видео камера) и периферийного цифрового оборудования (проектор, принтер, цифровой микроскоп, датчики), независимая работа каждого СМРС, - позволяют организовать обсуждение результатов и совместную деятельность учащихся класса и учителя в рамках вебинара с привлечением различных коммуникационных интернет-технологий (Skype, документы Google и др). 1 ученик:1 компьютер 1:1 конкурс мастерская методика модель 1-1 модель учебного процесса нетбук образовательное пространство учитель физика школа