Новое поколение естественно-научных лабораторий
Цифровые лаборатории позволяют автоматизировать сбор и обработку данных в экспериментах по естествознанию, физике, химии, биологии и экологии. С их помощью можно выполнять интегрированные проекты, способствующие решению и освоению межпредметных задач.
- Статистика на материале наблюдений и обработки данных.
- Функции, графики, измерения в курсе математики.
- Автоматизированный сбор, анализ, представление данных.
При работе с цифровыми лабораториями:
- Уменьшается время, затрачиваемое учителем и учащимися на организацию и проведение экспериментов.
- Повышается степень наглядности эксперимента и визуализации его результатов, расширяется список экспериментов.
- Обеспечивается возможность проводить измерения в полевых условиях.
- Появляется возможность модернизации традиционных опытов.
Методика организации экспериментальной работы с цифровыми лабораториями
Постановка задач
Определите цель эксперимента и выдвиньте гипотезу. Выберите тип эксперимента: демонстрационный, фронтальный, констатирующий, обобщающий или проблемно-поисковый. Определите необходимые начальные данные, предположите результат на выходе. При необходимости создайте математическую модель.
Подбор оборудования и сборка экспериментальной учтановки
Определите способ решения поставленной задачи. Выберите лабораторное оборудование, расходные материалы и типы используемых датчиков, например: определение ускорения свободного падения можно провести с помощью математического или физического маятника или при свободном падении тела. При этом используется датчик расстояния или фотоворота.
Настройка параметров эксперимента
Определите параметры эксперимента в зависимости от поставленных целей: режим сбора данных (автоматический, вручную, по событию); режим отображения данных (график/диаграмма, таблица, числовое значение); параметры сбора данных (частота, длительность замеров). Проведите пробный эксперимент.
Проведение эксперимента
Начните регистрацию данных. Запустите эксперимент. При необходимости повторите эксперимент с другими начальными данными. Сохраните данные.
Чтение и обработка данных
Обьясните полученные результаты на основе принятой в эксперименте концепции. Проанализируйте собранные данные вручную или с использованием встроенного математического редактора. Учитывая возможности программного обеспечения и при необходимости, проведите аппроксимацию данных, выведите статистические характеристики, примените математические функции для дополнительных вычислений.
Апробация результатов
Обсудите результаты эксперимента: подтвердилась ли гипотеза, соответствует ли математическая модель полученным результатам. Оцените адекватность математической модели. Оформите результаты эксперимента в электронном или бумажном варианте.
