Цифровой измерительный комплекс для STEM-образования — одно большое решение и три маленьких

 

В этом году Правительство Украины выделило рекордную сумму средств на оснащение в школах лабораторий по STEM-образованию и кабинетов естественных наук — 801,6 млн грн. Поэтому есть большие надежды на то, что цифровые лаборатории наконец станут основой для обучения современным отраслям науки и технологии во всех регионах Украины.

Согласно приказу МОН №574 от 29.04.2020 г. основой для любой учебной лаборатории должны стать современные цифровые измерительные комплексы (ЦИК). В украинских реалиях это относительно новое понятие, следовательно требует дополнительного внимания всех участников образовательного процесса.

Что такое цифровой измерительный комплекс?

Цифровой измерительный комплекс представляет собой специально разработанную систему средств обучения и лабораторного оборудования, организованного для целостного достижения образовательных задач по химии, физике, биологии, географии, программирования и инженерии.

По сути — это комплект современных цифровых датчиков. Однако ЦИК имеет ряд существенных преимуществ перед традиционным набором измерительных приборов для кабинетов естественных наук, а именно:

1. точность измерений;
2. высокую частоту сбора исследуемых показателей;
3. автоматичность процессов сбора и анализа данных;
4. возможность в реальном времени графического представлять зависимости измеряемых величин друг от друга;
5. одновременное измерение сразу нескольких динамических показателей;
6. возможность подключения к компьютерам и другим приборам вывода и обработки данных;
7. легкость в представлении, хранении и распространении результатов измерений.

Точность — это Vernier

 

Одним из ведущих производителей высокоточного учебного оборудования вот уже почти полвека является американская компания Vernier, которая оснащает школьные и университетские лаборатории в более чем 150 странах мира.

Недавно лабораторное оборудование Vernier стало доступным и на украинском рынке — а это около 40 различных датчиков, анализаторы данных, наборы для комплексного изучения разделов естественных наук и многое другое, включая цифровые измерительные комплексы.

В комплект цифрового комплекса входят как проволочные, так и беспроводные датчики, позволяющие одинаково успешно работать в учебных и профессиональных лабораториях, а также проводить опыты в полевых условиях вне помещения.

Из-за своей многофункциональности и исключительного качества ЦИК Vernier является лучшим решением для комплексного оснащения учебных заведений. Ключевым его преимуществом является возможность комплексной работы над исследовательскими проблемами по всем отраслям науки.

Ничего лишнего: цифровые лаборатории по естественным наукам и STEM-образованию

Однако именно комплексность при определенных условиях может быть и недостатком ЦИК Vernier. Например, в ситуациях, когда нет нужды в лишних измерительных функциях — для оснащения только одного конкретного кабинета: физики, химии, биологии или географии — количество датчиков ЦИК может быть чрезмерным.

Именно под такие потребности существуют упрощенные варианты ЦИК: в виде профильных цифровых лабораторий «Физика», «Химия» и «Биология». 

Каждая из них — это комплект датчиков Vernier Go Direct, работающих по технологии беспроводной связи Bluetooth.

Существенным преимуществом таких цифровых комплектов является то, что для работы они не требуют отдельного регистратора данных. Этим устройством может выступать любой доступный гаджет смартфон, планшет, ноутбук, стационарный компьютер или мультимедийная интерактивная панель — достаточно загрузить на них бесплатное приложение Graphical Analysis 4 или LabQuest 2 из Google Play Store, Apple Store или официального сайта Vernier.

Лабораторные наборы укомплектованы четырьмя самыми необходимыми в каждой отрасли науки датчиками. 

Цифровая лаборатория по физике

  

В состав комплекта по физике входят:

1. датчик напряжения и силы тока, который позволяет измерять значения величин в пределах ± 30 В и ± 1 A;
2. датчик видимого света, цвета и ультрафиолетового излучения. Частота регистрации данных этого прибора составляет 1000 Гц, что позволяет экспериментально фиксировать мерцание всех типов ламп, исследовать длинные и средние ультрафиолетовые волны, проводить спектральный анализ света. Датчик работает в диапазоне длин волн от 400 до 800 нм и со значениями освещенности до 150 000 люкс;
3. датчик давления, который способен измерять давление до 400 кПа;
4. датчик силы и ускорения, который содержит также встроенный гироскоп и может измерять показатели вдоль трех степеней свободы. Этот прибор имеет два режима работы: на сжатие пружины и на растяжение, то есть способен измерять силы действия и реакции в обоих направлениях. Пределы измерений составляют ± 50 Н и ± 16 g.

Таким образом, только четыре измерительные приборы с цифровой лаборатории обеспечивают исследования сразу восьми фундаментальных физических параметров.

Цифровая лаборатория по химии

 

Измерительный комплекс по химии составляют:

1. счетчик капель, который регистрирует количество капель и автоматически переводит ее в объем. Измерительный прибор имеет отверстия для падения капель диаметром 7 мм и 13 мм и способен различать частоту до 6 кап./с;
2. датчик pH определяет кислотность водных растворов в пределах 0-14 pH;
3. датчик окислительно-восстановительного потенциала определяет способность раствора в реакциях действовать как окислитель или восстановитель и количественно определять активность ионов. Пределы измерений составляют до 20 мВ;
4. датчик температуры представляет собой высокоточный цифровой термометр, работающий от - 40ᵒС к 125ᵒС с разрешением 0,01ᵒС.

Цифровая лаборатория по биологии

Цифровая лаборатория по биологии представлена датчиками температуры и pH, входящими и в комплект по химии, а также:

1. датчиком частоты сердечных сокращений, который позволяет изучать сердечные ритмы до, во время и после физических нагрузок;
2. датчиком ЭКГ, который регистрирует электрические сигналы, возникающие при сокращении сердца или мышц. Прибор работает в пределах ± 200 мВ с разрешением 0,024 мкВ и скоростью регистрацию показателей до 400 за с.

Все цифровые датчики Vernier Go Direct оснащены аккумуляторными батареями, обеспечивающими их стабильную автономную работу, и комплектуются USB-проводами для подзарядки и работы на компьютерах, не имеющих Bluetooth-связи.

На все оборудование производителем предоставляется гарантия 5 лет — значит можно не волноваться об опасности пользования приборами неопытными руками школьников.

Как заказать цифровую лабораторию с беспроводными датчиками?

Компания B-Pro является официальным представителем Vernier в Украине. Наши специалисты обеспечивают полное методическое сопровождение всех ЦИК, цифровых лабораторий и наборов для изучения химии, физики, биологии, географии и STEM-отраслей образования этого известного мирового бренда. Поэтому если вам нужна консультация по подбору датчиков для того или иного предмета или советы по их практическому применению на уроке, звоните — (044) 353-33-77!