«Практика использования цифровой лаборатории ProLog на уроках окружающего мира»
статья на тему

Отчет по теме самообразования  Ханенко И. А. «Практика использования цифровой лаборатории  ProLog на уроках окружающего мира»

В современной жизни невозможно представить отрасль человеческой деятельности без применения информационных технологий (ИТ), т.е. технологий переработки информации на базе компьютерных вычислительных систем. И все активнее и прочнее ИТ входят в школьное образование. В процесс информатизации в последние годы успешно вовлекаются естественнонаучные дисциплины, в том числе физика, химия, биология, а в начальной школе – окружающий мир. Это выражается и в появлении электронных учебников и энциклопедий, и в использовании новых информационных технологий в качестве средства творческого развития обучаемых. В этих условиях весьма важной представляется организация работы учащихся с цифровыми инструментами различного рода, что обеспечит современное качество образования на основе сохранения его фундаментальности и соответствия актуальным перспективным потребностям личности, общества, государства.

Главной целью Федеральных Государственных Стандартов второго поколения является формирование высокоэффективной образовательной среды, что, в свою очередь, зависит от:

1. материально-технического оснащения образовательных учреждений;
2. активизации роли учителя и ученика в образовательном процессе.

Учитель из транслятора знаний становится навигатором для учащихся, ориентирующихся на усвоение универсальных учебных действий, познание и освоение мира, готовность жить в быстроменяющемся технологическом мире.

Проведение учебных экспериментов в современной школе, особенно на уроках естественнонаучного цикла и уроках окружающего мира в начальной школе, настоятельно требует использования современных измерительных приборов, что нашло отражение в ФГОС. Особенно востребованными в учебном процессе оказались цифровые лаборатории, поскольку они позволяют:

- реализовать принцип наглядности в учебном процессе;

- показать необходимость практических экспериментов при изучении предметов естественнонаучного цикла и на уроках окружающего мира в начальной школе;

- обеспечить точность количественных измерений;

- повысить ИКТ-копметентность учителя и ученика;

- облегчить труд учителя.

Цифровые лаборатории – это инновационное учебное оборудование для проведения большого количества демонстраций, исследований, опытов и лабораторных работ.

Цифровые лаборатории позволяют проводить учебные эксперименты не только в классе, но и на природе, что особенно актуально для исследований по естественным наукам. При этом результаты измерений могут быть обработаны и проанализированы непосредственно во время проведения работы без подключения к компьютеру, или сохранены в памяти для проведения дальнейшей обработки и исследований на нем.

Цели использования цифровой лаборатории:

• осуществлять новые подходы в обучении;
• способствовать формированию у учеников навыка самостоятельного поиска, обработки и анализа информации, раскрытию творческого потенциала учащихся;
• создание электронного ресурса, содержащего различные виды объектов (текстовые, анимированные модели, презентации).

Большинство учителей, имеющих в своем арсенале цифровую лабораторию, отмечает, что основное направление ее использования – проектно-исследовательская деятельность учащихся в рамках элективных курсов и факультативов. Под исследовательской деятельностью учащихся понимается деятельность, связанная с решением творческих, исследовательских задач с заранее неизвестными решениями. Цифровая лаборатория позволяет выполнять естественнонаучные исследования на современном уровне, исследовать действительно интересующие учащихся объекты и явления, позволяет им находить свои варианты решений. Внеурочная деятельность учащихся хороша тем, что исследования, проводимые ими, не ограничены по времени, поэтому применение цифровой лаборатории имеет большие возможности.

Но здесь хочется немного поспорить, т.к. наш небольшой опыт в работе с цифровой лабораторией показал нам неоценимую эффективность ее использования на различных этапах урока при использовании различных методов обучения.

Наша школа предоставила педагогам возможность внедрить в начальное образование цифровую лабораторию ProLog.

Данная лаборатория представляет собой модульную систему экспериментов, основанную на автономных цифровых измерительных модулях (ЦИМ), каждый из которых может быть рассмотрен как самостоятельный регистратор данных, который позволяет записывать и хранить значения измеряемых величин независимо друг от друга.

Цифровые модули системы PROLog могут работать в двух режимах:

•Эксперимент в прямом режиме (эксперимент при подключенных модулях, on-line-эксперимент), т.е. при подключении к ПК.

•Эксперимент в автономном режиме (автономный эксперимент, off-line-эксперимент).

Для проведения лабораторной работы с модульной системой ProLog каждый ученик получает учебную тетрадь, в которой прописан алгоритм проведения каждого эксперимента, начиная со слов «Включите компьютер» и, заканчивая «Отключите модуль от компьютера». Кроме инструкции, каждая лабораторная содержит фотографию с изображением собранной модульной установки, краткий теоретический материал по теме лабораторной работы, таблицы данных, скриншоты экранов (изображения), контрольные вопросы, дополнительные задания и другой материал, благодаря чему эксперимент может провести школьник, впервые увидевший ProLog.

Эта лаборатория уникальна в своем роде, т.к. имеет принципиально новые технические решения в конструкции датчиков, что позволяет работать в автономном режиме без подключения к персональному компьютеру (ПК) непосредственно во время проведения экспериментов. Результаты нескольких экспериментов (до 5) сохраняются в памяти датчика длительное время (до 30 дней). Графическое дисплейное устройство дает уникальную возможность проведения экспериментов с цифровым оборудованием без использования ПК. Также возможна одновременная работа группы учащихся с одинаковыми датчиками (до 9 чел.) на базе одного компьютера. А подсоединение одновременно до 50 датчиков к одному USB входу ПК обеспечивает неограниченные технические возможности для реализации любых практических заданий, исследований и даже фантазий.

Кроме цифровой лаборатории ProLog обеспечить перечисленные выше характеристики не может ни одна цифровая лаборатория из известных на российском рынке средств обучения.

Программное обеспечение предлагает нам перечень различных лабораторных работ для всех классов начальной школы. Одну  из них, подходящих по тематике второму классу «Солнце – источник света», мы провели на уроке окружающего мира.

Лабораторная работа на уроке окружающего мира в начальной школе.

Тема:  Солнце – источник света.

Цель: формирование образовательных компетенций (информационных, коммуникативных, креативных, рефлексивных) учащихся 2 класса в предметной области окружающий мир. Учебные задачи, направленные на достижение личностных результатов обучения: формирование устойчивых учебных мотивов, интереса к изучению окружающего мира через практическую работу, развитие доброжелательности, готовности к сотрудничеству с учителем и учащимися.

Учебные задачи, направленные на достижение метапредметных результатов обучения:

• Регулятивные: формировать способность формулировать и удерживать учебную задачу, установку на поиск способов разрешения трудностей, умения контролировать и оценивать собственную учебную деятельность и партнёров.
• Познавательные: развивать умения выделять и формулировать проблемы, выдвигать гипотезы, выстраивать алгоритм по решению выделенной проблемы.
• Коммуникативные: развивать умения работать в парах, внимательно слушать и слышать друг друга, договариваться между собой, умение выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации.

Тип урока: урок-исследование.

Оборудование и материалы: модульная система экспериментовPROLog (измерительный модуль свет), настольная лампа с лампочкой, клейкая лента (или стикеры), маркер, мерная линейка.

                                      Ход урока.

Организационный момент. Начало урока

Мы сегодня будем проблемы решать,

Выводы делать и рассуждать.

А чтобы урок пошел каждому впрок,

Активно в работу включайся дружок!

Актуализация знаний.

 -В бесконечной Вселенной есть маленькая планета Земля!

- А чем же эта планета отличается от других?

-Человек всегда интересовался Вселенной!

-Глядя на небо он задумывался, что это за светящиеся огоньки горят на небосводе, почему день сменяет ночь? Стремился постичь эти тайны. С тех пор прошло немало времени, наша наука, наше образование не стоит на месте. Получая новые знания, человек развивает свою культуру. А чем больше человек узнает, тем больших высот достигает благодаря своему труду. Только благодаря знаниям и упорному труду многих ученых человек смог подняться в космос.

- Я думаю, вы знаете, кто был  первым космонавтом?( Ответы детей)

Но ученые не остановились на достигнутом, в космос запускают спутники, орбитальные станции для изучения Вселенной.

-Вот и мы сегодня с вами попробуем совершить открытия на нашем необычном уроке. Благодаря слаженному труду мы постараемся поднять уровень нашей образованности и культуры.

-Итак, в путь! А отправимся мы за новыми знаниями на ракете.

(Эпизод мультфильма «Полет в космос»)

 - Мы прибыли на орбитальную станцию «Знайка».

Беседа-лекция «Солнце- источник света»

-Земля одна из девяти небесных тел, движущихся в космическом пространстве вокруг Солнца. Планеты составляют основу  Солнечной системы. Планеты находятся на разных расстояниях от Солнца и вращаются вокруг него с разной скоростью. 

-Вы когда-нибудь представляли себя на другой планете, смотрящими на Солнце?

Организация исследовательской работы.

-Сегодня, в ходе эксперимента нам предстоит при помощи датчика света узнать, сколько света получили бы планеты?                                          

Прошу вас пройти в наши мини - лаборатории. Занять свои места.

-Попробуйте высказать предположение о том, как будет изменяться уровень яркости света по мере удаления от Солнца.

-Свое предположение запишите в Лист наблюдений, который у   вас лежит на парте. 

   Ход лабораторной работы.

1. При помощи мерной линейки  и стикеров нам предстоит  изготовить модель Солнечной системы в масштабе, который будет показывать относительное расстояние планет от Солнца.

Для этого:

а) Положите линейку рядом с источником света тем краем, на котором находится отметка 0см;

Слайд № 5

б) Отмерь 10см от лампы и пометь это место, наклеив кусочек стикера с надписью «Меркурий». В нашей модели 25 см соответствуют одной астрономической единице. 1АЕ – расстояние от Солнца до Земли. Расстояние от Солнца до других планет сопоставляются с расстоянием от Солнца до Земли.

в) Отмерь 20см от лампы. Пометь эту точку стикером с надписью «Венера».

3. Опираясь на данные в таблице расстояний, отметьте расстояние от Солнца до всех остальных планет.

4.Распределите обязанности в паре (один из вас будет Лаборантом, а другой - Ассистентом)

-Лаборант будет работать с комплектом модулей.

- Ассистент будет записывать полученные данные в таблицу.

-Напоминаю вам правила техники безопасности. Во время работы с модулями будьте осторожны,  выполняйте точно все указания учителя.

5. Поместите комплект модулей в том месте, где на модели находится Меркурий. Чувствительное окно измерительного модуля должно быть направлено на лампу. Посмотрите на текущие показания в окне измерительного  модуля  на экране дисплея. Повращайте немного модуль, чтобы получить более высокие показания. Максимальное значение  запишите в отчетную таблицу.

- Продолжайте измерять уровень яркости света для каждой планеты и результаты своих наблюдений записывайте в Лист наблюдений.

(Приложение №1)

Анализ результатов лабораторной работы.

- Посмотрите на полученные данные и опишите уровень освещенности первых пяти планет Солнечной системы.

-Подтвердились ли ваши предположения, выдвинутые в начале урока?

-Как жизнь на Земле зависит от Солнца?

-Представьте, что вы побывали на одной из наиболее удаленных планет. Опишите, каким был бы солнечный свет на той планете,  и как бы оттуда выглядело  Солнце?

-Представьте, что нам предстоит создать колонию на другой планете. Учитывая полученные вами  результаты, опишите, что нужно сделать, чтобы в этой колонии смогли жить люди.

- А какие культурные или образовательные учреждения вы бы построили в первую очередь на новой планете?

Итог урока.  

- Итак, ребята, сегодня на уроке мы пополнили свои копилки знаний, а значит, повысили уровень своей культуры благодаря вашему труду.

Спасибо за урок!

Рефлексия.

-Я благодарю вас за урок,  если вам он понравился, то покажите солнышко, которое улыбается, а если вам было неинтересно, то грустное солнышко.

Приложение №1

Лист наблюдений.

-Я думаю, что по мере удаления от Солнца уровень яркость света________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Таблица №1. Расстояние от Солнца до планет.

Таблица №2. Количество света, поступающего от источника света.