Цифровий вимірювальний комплекс для STEM-освіти — одне велике рішення і три маленьких 

Цього року Уряд України виділив рекордну суму коштів на оснащення в школах лабораторій зі STEM-освіти та природничих кабінетів — 801,6 млн грн. Тож маємо великі сподівання на те, що цифрові лабораторії нарешті стануть основою для навчання сучасним галузям науки та технології в усіх регіонах України.

Згідно з наказом МОНу  №574 від 29.04.2020 р. основою для будь-якої навчальної лабораторії мають стати сучасні цифрові вимірювальні комплекси (ЦВК). В українських реаліях це відносно нове поняття, отже потребує детальнішої уваги всіх учасників освітнього процесу.

Це таке цифровий вимірювальний комплекс?  

Цифровий вимірювальний комплекс являє собою спеціально розроблену систему засобів навчання та лабораторного обладнання, організованого для цілісного досягнення освітніх завдань з хімії, фізики, біології, географії, програмування та інженерії.

По суті — це комплект сучасних цифрових датчиків. Однак ЦВК має ряд суттєвих переваг перед традиційним набором вимірювальних приладів для кабінетів природничих наук, а саме:

  1. точність вимірювань;
  2. високу частоту збирання досліджуваних показників;
  3. автоматичність процесів збирання та аналізування даних;
  4. можливість в реальному часі графічного представляти залежності вимірювальних величин одна від одної;
  5. одночасне вимірювання відразу кількох динамічних показників;
  6. можливість підключення до комп’ютерів та інших приладів виведення та обробки даних;
  7. легкість у представленні, зберіганні та розповсюдженні результатів вимірювань.

Точність — це Vernier

Одним із провідних виробників високоточного навчального обладнання ось уже майже півстоліття є американська компанія Vernier, що оснащує шкільні та університетські лабораторії в понад 150 країнах світу.

Віднедавна лабораторне обладнання Vernier стало доступним і на українському ринку — а це близько 40 різноманітних датчиків, аналізатори даних, набори для комплексного вивчення розділів природничих наук та багато іншого, зокрема й цифрові вимірювальні комплекси.

ЦВК Vernier складають 23 високоточні датчики, що здатні вимірювати будь-які необхідні в навчально-дослідному процесі показники: температуру (навіть до 1400ᵒС), тиск, вологість, прискорення, кут повороту, ультрафіолетове та радіоактивне випромінювання, серцебиття, рівень кисню та вуглекислого газу тощо. Комплект оснащено сучасним реєстратором даних LabQuest 2 з сенсорним екраном та програмним забезпеченням для обробки даних.

До цифрового комплексу входять як дротові, так і бездротові датчики, що дозволяють однаково успішно працювати в навчальних та професійних лабораторіях, а також проводити досліди в польових умовах поза приміщенням.

Через свою багатофункціональність та виняткову якість ЦВК Vernier є найкращим рішенням для комплексного оснащення навчальних закладів. Ключовою його перевагою є можливість комплексної роботи над дослідними проблемами з усіх галузей науки.

Нічого зайвого: цифрові лабораторії з природничих наук та STEM-освіти

Одначе саме комплексність за певних умов може бути й недоліком ЦВК Vernier. Наприклад, у ситуаціях, коли немає потреби в зайвих вимірювальних функціях — для оснащення лише одного конкретного кабінету: фізики, хімії, біології чи географії — кількість датчиків ЦВК може бути надмірною.

Саме під такі потреби існують спрощені варіанти ЦВК: у вигляді профільних цифрових лабораторій «Фізика», «Хімія» та «Біологія».

Кожна з них — це комплект датчиків Vernier Go Direct, що працюють за технологією бездротового зв’язку Bluetooth.

Суттєвою перевагою таких цифрових комплектів є те, що для роботи вони не потребують окремого реєстратора даних. Цим пристроєм може виступати будь-який доступний ґаджет: смартфон, планшет, ноутбук, стаціонарний комп’ютер чи мультимедійна інтерактивна панель – достатньо завантажити на них безкоштовний застосунок Graphical Analysis 4 або LabQuest 2 з Google Play Store, Apple Store чи офіційного сайту Vernier.

Лабораторні набори укомплектовано чотирма найнеобхіднішими в кожній галузі науки датчиками. 

Цифрова лабораторія з фізики

До складу комплекту з фізики входять: 

  1. датчик напруги та сили струму, який дозволяє вимірювати значення величин в межах ± 30 В та ± 1 A;
  2. датчик видимого світла, кольору та ультрафіолетового випромінювання. Частота реєстрування даних цього приладу становить 1000 Гц, а це дозволяє експериментально фіксувати мерехтіння усіх типів ламп, досліджувати довгі та середні ультрафіолетові хвилі, проводити спектральний аналіз світла. Датчик працює в діапазоні довжини хвиль від 400 до 800 нм та зі значеннями освітленості до 150 000 люкс;
  3. датчик тиску, що здатен вимірювати тиск до 400 кПа;
  4. датчик сили та прискорення, який містить також вбудований гіроскоп і може вимірювати показники вздовж трьох ступенів вільності. Цей прилад має два режими роботи: на стиск пружини і на розтягнення, тобто здатен вимірювати сили дії та реакції в обидвох напрямках. Межі вимірювань становлять ± 50 Н та ± 16 g.

Отже, лише чотири вимірювальні прилади з цифрової лабораторії забезпечують дослідження відразу восьми фундаментальних фізичних параметрів.

Цифрова лабораторія з хімії

Вимірювальний комплекс з хімії складають:

  1. лічильник крапель, який реєструє кількість крапель та автоматично переводить її в об’єм. Вимірювальний прилад має отвори для падіння крапель діаметром 7 мм і 13 мм та здатен розрізняти частоту до 6 крап./с;
  2. датчик pH визначає кислотність водних розчинів в межах 0–14 pH;
  3. датчик окисно-відновлювального потенціалу визначає здатність розчину в реакціях діяти як окисник або відновник та кількісно визначати активність іонів. Межі вимірювань становлять до 20 мВ; 
  4. датчик температури являє собою високоточний цифровий термометр, що працює від - 40ᵒС до 125ᵒС з роздільною здатністю 0,01ᵒС.

Цифрова лабораторія з біології

Цифрова лабораторія з біології представлена датчиками температури та pH, що входять і до комплекту з хімії, а також:

  1. датчиком частоти серцевих скорочень, що дозволяє вивчати серцеві ритми до, під час та після фізичних навантажень;
  2. датчиком ЕКГ, який реєструє електричні сигнали, що виникають під час скорочення серця або м’язів. Прилад працює в межах  ± 200 мВ із роздільною здатністю 0,024 мкВ та швидкістю реєстрування показників до 400 за с.

Всі цифрові датчики Vernier Go Direct оснащені акумуляторними батареями, що забезпечують їхню стабільну автономну роботу, та комплектуються USB-дротами для підзарядки й роботи на комп’ютерах, що не мають Bluetooth-зв’язку. 

На все обладнання виробником надається гарантія 5 років — отже можна не хвилюватися про небезпеку користування приладами недосвідченими учнівськими руками.

Як замовити цифрову лабораторію з бездротовими датчиками?

Компанія B-Pro є офіційним представником Vernier в Україні. Наші спеціалісти забезпечують повний методичний супровід всіх ЦВК, цифрових лабораторій та наборів для вивчення хімії, фізики, біології, географії та STEM-галузей освіти цього знаного світового бренду. Тож якщо вам потрібна консультація щодо підбору датчиків для того чи іншого предмету або поради щодо їх практичного застосування на уроці, телефонуйте — (044) 353-33-77!

Схожі статті

Поради від вчителів та методистів практиків

Як використовувати цифровий бездротовий датчик температури? Ідеї для дослідів і STEM-проєктів...

Поради від вчителів та методистів практиків

Як підготувати учнів до ЗНО з математики 2021? Скористайтеся корисними порадами від вчителя-практика...

Поради від вчителів та методистів практиків

7 освітніх тенденцій 2021: зміна ролі вчителя, STEAM-підхід і нові технології в навчанні