Методические рекомендации по использованию мобильной естественнонаучной лаборатории с мультисенсорным регистратором данных ЛабДиск ГЛОМИР

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Зеленогорская средняя общеобразовательная школа»

Методические рекомендации по использованию мобильной естественнонаучной лаборатории с мультисенсорным регистратором данных ЛабДиск ГЛОМИР

, учитель начальных классов МБОУ «Зеленогорская средняя общеобразовательная школа»

Зеленогорский 2015

Содержание

Введение……………………………………………………………………	3
Функциональные возможности мобильной естественнонаучной лаборатории ЛабДиск  ГЛОМИР…………………………………………	4
Методические преимущества использования мобильной естественнонаучной лаборатории ЛабДиск ГЛОМИР как средства достижения планируемых результатов обучения………………….........	6
Рекомендации по использованию мобильной цифровой лаборатории ЛабДиск ГЛОМИР при изучении некоторых тем предметов «Математика» и «Окружающий мир»……………………………………	8
Заключение ………………………………………………………………..	12
Приложение 1. Технологическая карта внеурочного занятия с использованием мобильной цифровой лаборатории ЛабДиск ГЛОМИР …………………………………………………………………..	13
Приложение 2.  Карты наблюдения уровня шума ……………………...	21

Введение

Федеральный государственный образовательный стандарт определяет необходимость достижения предметных результатов и формирования универсальных учебных действий обучающихся. В нем подчеркивается важность самостоятельной исследовательской и практической деятельности обучающихся, в том числе направленной на освоение естественнонаучных понятий, необходимых для успешного освоения естественных наук, как в начальной школе, так и в среднем и старшем звене. Особый акцент делается на учебно-исследовательскую деятельность обучающихся как одну из прогрессивных форм обучения в современной школе и организации познавательной деятельности.

Учебно-исследовательская деятельность позволяет наиболее полно выявлять и развивать как интеллектуальные, так и творческие способности детей. С педагогической точки зрения неважно, содержит ли детское исследование принципиально новую информацию или начинающий исследователь открывает уже известное. Здесь самое ценное - исследовательский опыт. Именно опыт исследовательского, творческого мышления и является основным педагогическим результатом и самым важным приобретением обучающегося.

Выпускник начальной школы должен уметь проводить эксперименты с помощью учебного лабораторного оборудования, включающего как привычные традиционные, так и современные цифровые измерительные приборы. Цифровые устройства, которые начинают появляться в школах, позволяют проводить учебные исследования технологичнее, глубже и интереснее.

Практика показывает, что полнота достижения результатов не может быть обеспечена без использования современных средств ИКТ: цифровых инструментов и электронных образовательных ресурсов. Поэтому очень важно, чтобы школа с самого начала предлагала ребенку удобные инструменты, которые помогут ему измерять, анализировать, исследовать объекты окружающего мира.

Предлагаем рассмотреть организацию исследовательской и практической деятельности обучающихся с использованием мобильной цифровой лаборатории ЛабДиск ГЛОМИР с мультисенсорным регистратором данных (рис.1).

С помощью данной лаборатории можно проводить как входящие в школьную программу работы, так и совершенно

новые исследования.

Функциональные возможности мобильной естественнонаучной лаборатории ЛабДиск  ГЛОМИР

Полное руководство по работе с регистратором данных ЛабДиск ГЛОМИР представлено в специальном справочном пособии «Мобильная естественнонаучная лаборатория с мультисенсорным регистратором данных. – М.: ИНТ, 2010», которое входит в комплект поставки данного оборудования.

Пример организации обучения с использованием мобильной цифровой лаборатории ЛабДиск ГЛОМИР - описание практического занятия «Температура вокруг нас» - доступно в сети Интернет на сайте компании «Пифагор» (http://bit. ly/1IuIUzO).

Для работы с данным цифровым инструментом учителю начальных классов следует учесть следующие ключевые позиции:

Регистратор данных ЛабДиск может быть использован как самостоятельный цифровой измерительный инструмент или в качестве интерфейса датчиков для передачи результатов измерения на компьютер в режиме реального времени. Для работы с датчиком через компьютер должно быть предустановлено программное обеспечение GlobiWorld.

GlobiWorld представляет собой мир виртуальных парков «Окружающая среда», «Погода», «Движение», «Человек», «Электричество», «Растения», «Химия», которые дают общее представление о соответствующей области научных знаний.

Практика показала, что наиболее интересным и познавательным для обучающихся является программное приложение GlobiLab Junior. Это приложение предоставляет различные возможности отображения и анализа экспериментальных данных. При подключении ЛабДиск ГЛОМИР к приложению GlobiLab Junior через компьютер можно производить настройки  и управлять регистратором данных ЛабДиск.  Программа предлагает различные виртуальные измерительные приборы, таблицы, графики, столбчатые диаграммы. Полученные данные обучающиеся могут сопровождать текстовыми комментариями и иллюстрациями, результаты эксперимента можно экспортировать в редакторы Excel и Word.

Собственно ЛабДиск включает в себя графический дисплей, встроенные датчики, которые закрыты в пластмассовом корпусе и надежно защищены от нечаянных ударов, набор управляющих кнопок, аккумулятор на 150 часов работы. Внутренняя память рассчитана на хранение до 100000 замеров. Контрастный экран устраняет проблемы чтения показаний при ярком солнечном свете.

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 (рис.2):

регистратор данных со встроенными датчиками температуры исследуемой среды (–25...+110°С), окружающей среды (–10...+50°С), расстояния (0,4–10 м), частоты сердечных сокращений (0–200 уд/мин), освещенности (0–55 000 лк), а также микрофон (58–93 дБ); компакт-диск с программным обеспечением; зарядное устройство и кабель USB; справочно-методическое пособие.

Методические преимущества использования мобильной естественнонаучной лаборатории ЛабДиск ГЛОМИР как средства достижения планируемых результатов обучения

ЛабДиск ГЛОМИР как цифровой инструмент позволяет повысить технологический уровень реализации рабочих программ по учебным предметам и организации учебно-исследовательской деятельности обучающихся через использование информационных компьютерных технологий: технологий цифровых измерений, сбора данных, фиксации и обработки информации.

Организация исследовательской работы обучающихся с использованием этого цифрового инструмента позволяет им научиться  планировать и выполнять исследование, выбирать естественнонаучные методы исследования (наблюдение, постановка проблемы, выдвижение гипотезы, эксперимент), осуществлять компьютерную обработку результатов.

Важнейшим дидактическим преимуществом является то, что использование ЛабДиск ГЛОМИР позволяет познакомить младших школьников с миром науки и научных исследований, подготовить хорошую почву для освоения естественнонаучных дисциплин в основной школе.

ЛабДиск – это, с одной стороны, сложный цифровой инструмент, который позволяет быстро провести эксперимент и получить данные, недоступные в традиционных учебных экспериментах. В то же время, ЛабДиск – это яркая умная игрушка, которая позволяет не только делать измерения, но и с помощью специального программного обеспечения обрабатывать информацию, представлять результаты измерений в виде наглядных таблиц, графиков, диаграмм.

Небольшой размер устройства – ЛабДиск умещается в детских ладонях – дает возможность проводить исследования не только в стенах школы, но и за ее пределами (на экскурсии, в походе).

Работа с ЛабДиском позволила оценить возможности его применения в реализации рабочих программ по различным учебным предметам.

Режим использования мобильной цифровой лаборатории ЛабДиск ГЛОМИР в первую очередь определяется количеством таких устройств в образовательном учреждении. В нашей школе есть только одна такая лаборатория, что ограничивает возможные формы организации познавательной деятельности обучающихся с ее использованием. Практика показала, что оптимальными в наших условиях являются следующие ситуации  использования ЛабДиска:

Использование на уроке в качестве инструмента для проведения измерений. Обучающиеся выполняют кратковременную практическую работу или небольшое учебное исследование, которые позволяют обеспечить максимальное приближение к реальным условиям окружающей среды и жизнедеятельности человека в ней. Использование во внеурочной деятельности при выполнении обучающимися собственных полноценных исследований в рамках работы с одаренными детьми и обучающимися, проявляющими особый интерес к исследовательской деятельности, а также в рамках реализации рабочих программ курсов внеурочной деятельности. 

Далее представлен перечень тем уроков по математике и окружающему миру, на которых могут быть проведены практические работы и исследования с использованием мультимедийного регистратора данных ЛабДиск ГЛОМИР.

Рекомендации по использованию мобильной цифровой лаборатории ЛабДиск ГЛОМИР при изучении некоторых тем предметов «Математика» и «Окружающий мир»

Учебный предмет	Раздел/блок программы	Тема урока	Формы организации деятельности ученика
Математика	Величины	Площадь фигур	Практическая работа: определение длины и ширины помещения (данные измерений при ручных расчетах используются для нахождения площади помещения)
Периметр квадрата и прямоугольника	Практическая работа: определение длины и ширины помещения (данные измерений при ручных расчетах используются для нахождения периметра помещения)
Объём	Практическая работа: определение длины, ширины, высоты помещения (данные измерений при ручных расчетах используются для нахождения объёма)
Скорость и расстояние	Практическая работа: измерение пройденного пути. Исследование: установление зависимости пройденного пути от скорости и времени
Окружающий мир	Человек и природа	Погода и климат	Практическая работа: измерение температуры окружающей среды. Исследование: установление зависимости температуры окружающей среды от состояния погоды (солнечно/облачно, ветрено/штиль)
Светолюбивые и теневыносливые растения	Исследование: установление зависимости уровня освещенности от удаленности источника света
Согревание почвы	Практическая работа: измерение температуры почвы
Сезонные изменения в природе	Практическая работа: измерение температуры окружающей среды, составление графиков, ведение дневника наблюдений
Свойства воды	Практическая работа: измерение температуры исследуемой среды (горячая и холодная вода, снег и лёд)
Смена дня и ночи	Практическая работа: измерение температуры окружающей среды
План и карта	Практическая работа: установление координат места положения; обозначение маршрута на карте с использованием системы GPS
Строение тела человека (органы кровообращения)	Практическая работа: замеры частоты пульса до и после физической нагрузки Исследование: влияние физической нагрузки на частоту сердечных сокращений
Наши помощники – органы чувств	Практическая работа: измерение громкости звука от различных источников на разном удалении, измерение температуры кожных покровов. Исследование: зависимость уровня шума от степени удаленности его источника
Шум большого города	Практическое занятие: измерение уровня шума Исследование: установление  зависимости уровня шума от режима жизнедеятельности, времени суток, удаленности источника шума
Охрана здоровья	Практическое занятие: определение уровня шума, освещенности помещения, замеры частоты пульса до и после физической нагрузки, измерение температуры в классе в течение учебного дня. Исследования: «Шумовое загрязнение в школе», «Карта освещенности класса», влияние физической нагрузки на частоту сердечных сокращений, установление зависимости температуры в классе от интенсивности и частоты проветриваний в разное время года
Сквозняки и простуда	Практическая работа: измерение температуры окружающей среды, поверхности объекта. Исследование: установление зависимости температуры окружающей среды от наличия и силы потоков воздуха; установление зависимости  температуры влажной поверхности объекта (ткань) от наличия сквозняка; (моделирование ситуации: опасность сквозняка для организма человека)

Как показала практика, систематическое использование учащимися мобильной цифровой лаборатории с мультисенсорным регистратором данных ЛабДиск ГЛОМИР на уроках в качестве инструмента позволяет овладеть целым рядом познавательных, регулятивных и коммуникативных универсальных учебных действий, существенно повысить уровень ИКТ-компетенции и значительно успешнее осваивать рабочую программу по предмету.

Применение ЛабДиска на уроке, занятии обеспечивает достижение следующих метапредметных результатов (универсальных учебных действий):

Регулятивные УУД, направленные на формирование целевых установок учебной деятельности:

умение планировать решение учебной задачи: выстраивать последовательность необходимых операций (алгоритм действий); умение удерживать цель деятельности до получения её результата.

Регулятивные УУД, направленные на формирование навыков контрольно-оценочной деятельности:

умение осуществлять итоговый контроль деятельности («что сделано») и пооперационный контроль («как выполнена каждая операция, входящая в состав учебного действия»); умение оценивать результаты деятельности, применяя различные критерии оценки; умение анализировать собственную работу: соотносить план и совершённые операции, выделять этапы и оценивать меру усвоения каждого, находить ошибки, устанавливать их причины.

Познавательные УУД, отражающие методы познания окружающего мира:

умение различать методы познания окружающего мира по его целям (наблюдение, опыт, эксперимент, исследование, вычисление); умение выявлять особенности (качества, признаки) разных объектов и явлений окружающего мира в процессе их рассматривания (наблюдения); умение владеть способами фиксации определенных видов информации о внешнем мире, о самом себе с использованием встроенных датчиков ЛабДиска ГЛОМИР, приобретение опыта сбора числовых данных; умение анализировать результаты практических работ, элементарных исследований; фиксировать их результаты; умение строить и читать таблицы, графики для получения и обработки информации; умение воспроизводить по памяти информацию, необходимую для решения учебной задачи; умение проверять информацию, находить дополнительную информацию, используя дополнительные источники, в том числе Интернет; умение презентовать подготовленную информацию в наглядном и вербальном виде.

Познавательные УУД, формирующие логические действия:

умение сопоставлять характеристики объектов по одному (нескольким) признакам; умение анализировать, сравнивать, обобщать;  умение использовать знаково-символические средства; умение устанавливать причинно-следственные связи и зависимости между явлениями и объектами, их положение в пространстве и времени.

Познавательные УУД, формирующие поисковую и исследовательскую деятельность:

умение высказывать предположения, обсуждать проблемные вопросы, составлять план простого эксперимента/исследования; умение моделировать различные отношения между объектами и явлениями окружающего мира с учётом их специфики; умение развивать исследовательские учебные действий, включая навыки работы с информацией.

Коммуникативные УУД, отражающие умения участвовать в учебном диалоге и строить монологические высказывания:

умение сознательно строить речевое высказывание в соответствии с задачами учебной коммуникации; умение формулировать и аргументировать точку зрения; умение договариваться о распределении функций и ролей в различных видах совместной деятельности.

Личностные УУД, отражающие отношение к учебной деятельности:

умение выражать положительное отношение к процессу познания: проявлять внимание, удивление, желание больше узнать; умение оценивать собственную учебную деятельность: свои достижения, самостоятельность, инициативу, ответственность, причины неудач; умение применять правила делового сотрудничества: сравнивать разные точки зрения; считаться с мнением другого человека; умение проявлять терпение и доброжелательность в споре (дискуссии), доверие к собеседнику (соучастнику) деятельности; умение сотрудничать с учителем и сверстниками при решении учебных проблем, принимать на себя ответственность за результаты своих действий.

Сформированные универсальные учебные действия обеспечивают готовность и способность самостоятельно учиться, способность к саморазвитию и самосовершенствованию, осознанно решать самые разные задачи во многих сферах человеческой жизни.

Заключение

Современные средства ИКТ и, в частности, такой цифровой инструмент как лаборатория ЛабДиск ГЛОМИР, в значительной степени способствуют усилению исследовательского компонента в естественнонаучном образовании младших школьников, реализации деятельностного подхода в образовании, заявленного в качестве главной дидактической идеи федерального государственного образовательного стандарта.

Включение обучающихся в учебно-исследовательскую деятельность, организованную с использованием современных технологий исследований окружающей среды становится мощным инструментом развития познавательной сферы, повышения интереса к предмету изучения и процессу умственного труда, получения и самостоятельного открытия новых знаний у младшего школьника.