«Что такое хорошо или что мне за это будет?»

«Что такое хорошо или что мне за это будет?»

Из опыта применения цифровой лаборатории «Архимед»

на базе КПК PALM m130

в преподавании физики в средней школе

Введение

В 2003/2004 учебном году в ряд московских школ поступил новый комплект лабораторного оборудования по физике и биологии цифровая лаборатория (ЦЛ) «Архимед».

Данная лаборатория – это учебный измерительный комплекс, в состав которого входят:

·  набор датчиков для измерений силы тока (А, мА), кислорода, силы, частоты сердечных сокращений, дыхания, индукции магнитного поля, цвета, расстояния, температуры, PH-метр, микрофонный датчик

·  измерительный Интерфейс, к которому подключаются датчики

·  карманный персональный компьютер (КПК) PALM m130, к которому подключается измерительный Интерфейс

·  программное обеспечение общего назначения: для синхронизации КПК и настольного компьютера – Palm Desktop и его русификатор – Pilog Desktop, русификатор операционной системы Palm – Pilog

·  программное обеспечение для регистрации и первичной обработки экспериментальных данных на КПК Palm – ImagiProbe 2 и комплект математических программ ImagiMath 2

·  программное обеспечение для углубленного анализа данных на настольном персональном компьютере MultiLab

·  контейнеры для хранения датчиков (большие) и малые раздаточные контейнеры для комплектации лабораторного оборудования при проведении экспериментальных исследований.

·  CD с программным обеспечением

·  Сборник методических материалов (ИНТ).

Данный лабораторно-методический комплекс в сочетании со стандартным школьным лабораторным и демонстрационным оборудованием позволяет значительно расширить традиционный лабораторный практикум и «осовременить» лабораторные работы базового курса физики средней школы.

Московская технологическая школа № 000, где я преподаю физику, является лабораторной площадкой МИОО, и является школой с углубленным изучением области знаний «Технология». В нашей школе пять современных компьютерных классов, каждый учитель имеет в своем распоряжении персональный компьютер на рабочем месте, работает собственный Интернет-сайт, Интранет, база данных успеваемости учащихся, административная база данных.

Физика не является основным профильным предметом нашей школы, однако физическая лаборатория укомплектована не только традиционным лабораторным и демонстрационным оборудованием, в распоряжении преподавателей и учащихся имеется цифровая измерительная лаборатория, подаренная школе в 1995 году, комплекты L-micra, что позволяет нам проводить практически все лабораторные работы по программе и вести расширенный практикум по электростатике и электродинамике в 10-11 классах.

Однако, возвращаясь к теме статьи, хотелось бы отметить, что неизбалованный российский учитель физики, давно махнувший рукой на «эксперимент как метод научного познания мира», смирившийся с мелом и тряпкой (наиболее доступным и требующим наименьших материальных и моральных затрат оборудованием), в совершенстве овладевший мысленным экспериментом («Поверьте, дети, – это так, потому что не может быть иначе») etc, получив в свое распоряжение ЦЛ «Архимед», оправившись от шока («Ну, а это мне за какие грехи?»), испытывает жгучее желание аккуратно разложить всю эту красоту по контейнерам, спрятать подальше в лаборантской, а КПК PALM в количестве N штук сдать директору на ответственное хранение в сейф («Дорогущее-то какое!»).

Часть 2.

Что это мне за это будет ?

Всех интересует, чем нужно пожертвовать, ради того, чтобы все это заработало?

Если ваш методический центр открыл курс по работе с ЦЛ «Архимед», вам потребуется 48 часов (стандартная программа курсов повышения квалификации), чтобы сносно освоить основные приемы работы с ЦЛ. В противном случае, не спешите вводить ЦЛ в стандартный учебный курс, выведите изучение данного оборудования на факультативные или кружковые занятия в 8-9 классах, так как в этом возрасте дети еще не потеряли интерес к исследовательской деятельности, особенно с современным оборудованием. Поверьте, мне на собственном опыте пришлось еще раз убедиться в том, что «педагогика сотрудничества» - не заезженный литературный штамп, а действенная педагогическая методика.

«Плюс» в «минусе»: на следующий год вы получаете группу обученных пользователей ЦЛ, лаборантов, помощников, в конце концов.

«Минус» в «минусе»: при самостоятельном освоении ЦЛ вы не избежите столкновения с мелкими (поверьте!) техническими проблемами, решение которых можно найти в методических материалах (ИНТ), поставляемых в комплекте с ЦЛ и на сайте ЦИТУО в разделе «Конкурсы/Архимед. Первый шаг» (см. Полезные ссылки)

Самый отрицательный «минус»: придется жертвовать личным внеурочным временем

Итак, Вы решились и, все-таки, взяли книгу, так, почитать на сон грядущий… Вы уже на седьмой странице?!! СТОП!!! Не читайте дальше!!!!! Гарантирую – снотворное Вам больше не понадобится. Лучше пролистайте до описания датчиков ЦЛ. Интереснее стало?.. И, обратите внимание, ура! есть правила юстирования (подстройки) датчиков. Не ужасайтесь: не все датчики и не часто придется подстраивать. Зато, мы уже знаем, как!

К наиболее капризным датчикам следует отнести

А) датчик температуры: инерционен, практически каждый требует юстировки по основным точкам температурной шкалы

Б) датчик силы тока и напряжения: очень чувствителен при работе с ЛИП (ну, «чувствуют» датчики трансформатор, это поправимо (см. Полезные ссылки)

В) датчик расстояния: необходим дополнительный отражатель на колеблющемся теле или на тележке (при изучении равномерного и равнопеременного движения) из-за слабой чувствительности «зеркала» датчика. Кусочек скотча и старый CD, который, кстати, легко режется, даже украсят вашу лабораторную установку.

Самым-самым капризным элементом ЦЛ является, как всегда, самый красивый и самый важный - КПК PALM. Когда все школьники страны отдыхали на зимних каникулах, а педагоги от школьников «палмы», все как один (КПК PALM), «умылись» (новый ученический сленг), то есть полностью разрядились, и очистили собственную память, безвозвратно утеряв все программное обеспечение ЦЛ.

Пришлось заново устанавливать весь «софт» с входящего в комплект ЦЛ диска, благо, результаты опытов сохраняются на PC. Но и это решаемо, хотя и с большими временными затратами, чем при устранении мелких (в сравнении с данной проблемой) технических неувязочек в работе датчиков.

Внимание! Проверено на опыте: PALM сохраняет информацию примерно 7-10 дней (до момента полной разрядки аккумулятора). А по сему, необходимо перед длительным простоем ЦЛ

а) результаты всех экспериментов сохранить на основном PC,

б) сразу же обучить одного из учеников (доверенное лицо) установке программного обеспечения на КПК. Я думаю, у каждого учителя такой ученик есть.

А теперь - самое интересное!!!

Описание некоторых экспериментов, которые можно проводить с использованием ЦЛ…

Уважаемые коллеги, дорогие мои школьные учителя физики и биологии, если у Вас на руках первое или даже второе издание методички (их, правда, пока всего два), не ругайтесь так громко!.. (Ваши ученики могут стоять за дверью…) … Скажу по секрету, переводили для нас сие замечательное во всех отношениях пособие вузовские преподаватели, которые, при всем моем уважении к ним, видимо, до сих пор начинают свои лекции у первокурсников бессмертной фразой Аркадия Исаковича Райкина: «Забудьте все, чему вас учили в школе…».

Простим переводчикам столь лестное мнение о содержании образовательного стандарта по физике и математике средней школы, возьмем толковый словарь иностранных слов или другое подобное издание, не станем обращать внимание на «лихие» формулы и «воззримся в корень»… Спасибо, что хоть какое-то руководство есть; ну и ладненько, что рисуночки «от руки». Простили? Я тоже простила. И, согласитесь, сразу стало позанятнее, и уже захотелось взять в руки PALM, присоединить его к измерительному Интерфейсу, а к Интерфейсу - датчик температуры и даже вскипятить чайничек, дабы проверить, а при 100-ли 0С кипит сегодня вода... Или, так просто, ради собственного удовольствия, без «привлечения» парижских водопроводных труб, Женевского озера (хотя, против него, я думаю, никто бы не был) и слегка подзабытого понятия стоячей волны, прямо здесь и сейчас в своей глухоманной, но такой родной Старой Торопе или Зеленой Пади, за каких-то пять минут измерить скорость звука в воздухе, или в том бревне, что у соседского забора третий год гниет… (Романтично, не так ли?)

И вот тут-то начинается самое увлекательное! Но это уже 1 часть моего, с вашего позволения, эссе.

Часть 1.

Что такое хорошо?

Во-первых: при всех минусах, описанных выше, лаборатория очень миниатюрна, компактна и мобильна. Ее можно брать с собой в походы (лучше однодневные, так как аккумулятор PALMа не обладает огромной емкостью, да и ноутбуки не являются школьным лабораторным оборудованием), с ней не страшно перемещаться по школе (практически нет бьющихся деталей), соединительные провода-шлейфы надежны, их контакты защищены пластиковыми корпусами, датчики легкие и небольшие по размеру («лаборатория в дамской сумочке»).

Во-вторых: Работать с такой лабораторией просто приятно: современная эстетика и эргономика, согласитесь, вещь не маловажная (см. фото)

Да что там дети, самому учителю работать с таким оборудованием – одно удовольствие!

Измерительный интерфейс
Palm m130

 

Датчики (Fourier system)

 

 

Но, давайте о главном…

Российская школа делает первые шаги в освоении данной лаборатории, и тут мы не «впереди планеты всей». В разделе «Полезные ссылки» вы найдете адреса сайтов, где представлены целые архивы лабораторных экспериментов по физике и биологии, выполненных на базе данной или подобных ЦЛ. И хотя большинство сайтов англоязычные, все эксперименты прекрасно иллюстрированы фотографиями и интуитивно понятны. Также распечатку заинтересовавшего Вас эксперимента можно использовать на уроках английского языка как практическую работу по техническому переводу. А мотивация-то какая у учащихся! И межпредметные связи, казалось бы, непредсказуемые и давно забытые, работают в полном объеме.

Однако, как практикующий учитель, хочу предостеречь первопроходцев от полной замены традиционного лабораторного эксперимента цифровым. Все-таки датчик – это «черный ящик», и все результаты исследований предстают перед учеником в графической интерпретации физического процесса, что является в большой степени формализацией реальности. А уж в основной школе (7-9 классы) такой шаг опасен: можно потерять интерес к предмету у ребят, которые, просто в силу возрастных особенностей, еще не в состоянии сопоставить реальный процесс и его графическое отображение. К тому же нельзя лишать ребенка возможности визуально при помощи простенького термометра оценить, например, рост температуры при нагревании тела, тут же и сейчас (а не потом, после анализа графика) в процессе выполнения эксперимента, удивиться прекращению этого роста в процессе плавления, задуматься над тем, почему это происходит. Нельзя забывать, что ребенок вместе с нами шаг за шагом постигает не только науку, но и ее историю. Конечно, не стоит изобретать в начале 21 века велосипед или паровоз, простите за очередной штамп, но обезличенные датчики все-таки лишают ваших воспитанников возможности «рукотворчества», датчик все «сделает» сам: увидит, оценит, нарисует… Ну, просто « двое из ларца, одинаковы с лица…» («А есть вы тоже за меня будете?»).

Вот, пожалуй, и все, мои уважаемые коллеги. Благодарю Вас за терпение и внимание. Готова к общению, обмену опытом и посильной помощи.

PS. Чуть не забыла, раздел последний и, конечно же, самый важный:

Полезные ссылки

http://*****/projects/arhimed/arhim1/ - единственный на сегодняшний день российский сайт с массой полезного материала

http://www.

http://probesight. concord. org

С уважением,

,

Соросовский учитель средней школы,

Учитель физики МТШ № 000

e-mail: *****@