Полностью публикация приведена в формате PDF:

Скачать/Просмотреть

(Для просмотра необходима программа Adobe Reader или ее произвольный аналог).

Компания «Доцент» разработала уникальный ПАК - первый из ряда инновационного учебного оборудования, выпускаемого под зарегистрированной торговой маркой AFS (All For School - Все для школы). ПАК AFS - это комплект цифрового оборудования, программного обеспечения «Инновационный школьный практикум» и методических материалов. Он предназначен для проведения учебных экспериментов на уроках физики, химии и биологии с использованием компьютерного оборудования. Цифровая лаборатория AFS дает возможность снимать данные, используя ряд датчиков: температуры, напряжения, магнитного поля, звука, движения, ускорения, электрической проводимости и других. Значения измерений поступают в компьютер через систему сбора данных, затем исследуемые параметры обрабатываются программным обеспечением «Инновационный школьный практикум» и отображаются на экране монитора в графическом, табличном и аналитическом видах.

ПО комплекса AFS разработано под научным руководством ведущих специалистов Московского государственного университета, Московского педагогического государственного университета и полностью соответствует современным образовательным стандартам. «Инновационный школьный практикум», выполненный в среде графического программирования LabVIEW, позволяет наилучшим образом совместить мощную программную платформу с удобным в работе оборудованием и интуитивно понятным пользовательским интерфейсом.

ПАК AFS прошел сертификацию. Гарантиями качества комплекса являются свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ, патент №73530 на полезную модель, сертификат соответствия о проведении метрологических исследований технических характеристик, сертификат Системы сертификации «Учсерт» РАО, сертификат соответствия ГНИУ «Институт информатизации образования» РАО, сертификаты соответствия системы сертификации ГОСТ Р Госстандарта России и санитарно-эпидемиологические заключения.

Это новое средство обучения обладает большим дидактическим потенциалом. Его использование в учебном процессе позволяет обогатить методику и технику выполнения многих учебных экспериментов, ознакомить учеников с современными методами научных исследований. Школьники получают представление о системах автоматизированного сбора данных, освобождаются в ряде случаев от выполнения вспомогательных действий по обработке результатов. Таким образом, учитель может расширять учебные задачи и совершенствовать практические навыки учеников.

Использование ПАК на уроках физики позволяет увеличить число значений, определяемых путем прямых измерений, расширить диапазоны измерений таких физических величин, как сила, напряжение, сила тока, обеспечить возможность снятия быстроменяющихся параметров, например, мгновенных значений токов и напряжений, малых промежутков времени. К достоинствам комплекса можно отнести также возможность усреднения экспериментальных данных при большом разбросе - например, получить среднее значение перемещения тела, совершенное за равные промежутки времени при равномерном движении, обеспечить более высокую точность измерений и так далее. Это помогает ученику убедиться в истинности получаемых теоретических выводов.

Рассмотрим подробнее одну из экспериментальных работ по физике - «Изучение колебаний пружинного маятника». Цель исследования - определение зависимости периода колебаний пружинного маятника от его массы. Для проведения эксперимента нам необходим компьютер с установленным «Инновационным школьным практикумом». К нему через систему сбора данных подключается датчик расстояния. Экспериментальная установка включает в себя закрепленную на штативе спиральную пружину, к которой подвешен наборный груз. Непосредственно под грузом размещается датчик расстояния, его сигналы поступают в систему сбора данных, соединенную с компьютером.

Сбор данных и их визуализация осуществляются программным обеспечением AFS. На экране компьютера представлена координатная плоскость для построения графика зависимости координаты маятника от времени. Над графиком помещена таблица для записи результатов измерений. Определим период маятника с грузом массой 1 кг. Растянем пружину, отпустим маятник и нажмем кнопку «Начать измерения». Маятник совершает колебания, амплитуда которых почти не меняется. Одновременно на экране строится график. Остановим измерения и проанализируем результат. Период маятника составляет 1,1 сек., масса груза 1 кг, амплитуда 4 см. Повторим опыт, уменьшив массу груза до 250 г. Снова растянем пружину, отпустим груз и начнем измерения. Маятник колеблется с амплитудой 4 см. Остановим опыт и занесем новые данные в таблицу. Сопоставив периоды, мы видим, что они отличаются примерно вдвое. Заметим, что масса грузов в экспериментах отличалась в четыре раза.

По отзывам учителей, использование ПАК AFS на уроках способствует значительному повышению интереса к предмету, так как позволяет ученикам работать самим, получая при этом не только знания, но и опыт работы с интересной и современной техникой, компьютерными программами. Кроме того, ребята получают возможность заниматься исследовательской деятельностью, не ограниченной темой конкретного урока, и самим анализировать полученные данные.

Программно-аппаратные средства комплекса имеют огромный потенциал для создания новых демонстрационных и лабораторных работ по предметам естественно-научного цикла в школе. Можно утверждать, что ПАК AFS - эффективный инструмент для развития познавательного интереса, формирования разносторонних экспериментальных умений и практических навыков школьников.