Физическая лаборатория L-микро
материал по физике по теме

Использование компьютерной лаборатории

L – микро на уроках физики.

L-микро - это учебное оборудование для проведения демонстрационных экспериментов и лабораторных работ по физике, разработанные на основе современных технологий.  Комплекты лабораторного оборудования L-микро базируются на использовании компьютера в сочетании с различными датчиками для измерения физических величин и для обработки данных. Ученический эксперимент, организованный с помощью оборудования L-микро, не только способствует уверенному усвоению учебного материала школьной программы, но и развивает способности самостоятельно проводить все более сложные и интересные опыты.

               Комплекс L-лаборатория включает в себя два типа оборудования: демонстрационный эксперимент и наборы для лабораторного практикума  по основным разделам физики:

1. Механика
2. Тепловые явления
3. Электричество
4. Оптика

Наборы по механике и тепловым явлениям оснащены компьютерным измерительным блоком, а комплекты по электричеству и оптике – на магнитных держателях, оснащены электронными электроизмерительными приборами.

Ядром лаборатории является персональный компьютер с измерительным блоком и программное обеспечение.

В состав компьютерной физической лаборатории "L-микро" входят:

1. модульная лабораторная оснастка (выполнена в виде отдельных модулей, из которых могут собираться различные экспериментальные установки);
2. датчики физических величин;
3. компьютерная измерительная система (показания приборов на экране дисплея, обработка результатов с использованием электронной таблицы).

Для проведения измерений физических величин используются датчики, которые подключаются к компьютерному измерительному блоку.

Назначение: подключение датчиков температуры, давления и других к IBM-совместимому компьютеру, преобразование сигнала от датчика в цифровой вид и передача его в компьютер.

  датчик

Датчики подключаются к компьютеру с помощью электронного измерительного блока. Почти все датчики обеспечивают измерения с погрешностью 1%.  Оптоэлектрические датчики и датчик угловой скорости подключаются к цифровым входам и позволяют обрабатывать результаты со скоростью до 104 точек в секунду. Остальные датчики подключаются к аналоговым входам, их скорость - до 1000 точек в секунду.

Датчик температуры 0-100°C.

Время отклика датчика на изменение температуры не более 0.1 с. Корпус выполнен из нержавеющей металлической трубки длиной 150 мм. Конструкция  датчика герметична и не боится попадания влаги, однако не рассчитан на агрессивные среды.

В процессе проведения эксперимента возможны достаточно точное измерение физических величин. По итогам измерений на экране строится график, который позволяет проанализировать процесс. Точные измерения  позволяют экспериментально доказать справедливость законов физики.

          Обработка результатов с помощью компьютера  является «оживлением» графиков. Они появляются на экране и изменяются при любой манипуляции с оборудованием. Эти приборы имеют высокую точность измерения и позволяют продемонстрировать ученикам достижения научно-технического прогресса. Сравнивая внешний вид, правила обращения с оборудованием, точность полученных данных, ребята делают выводы о рациональном выборе приборов в разных ситуациях. Особенный интерес у ребят вызывает использование «металлической палочки». Это электронный термометр. На этом термометре нет шкалы, он очень легкий, его просто использовать в экспериментах. Датчик этого термометра располагается на конце стержня – корпуса. При измерении температуры этот прибор становится «волшебной палочкой». Стоит прикоснуться к предмету и на мониторе мгновенно меняется картина. Результатом обучения является формирование базовых качеств образованности человека

Примеры графиков:

  Измерительный блок используется при проведении демонстрационных экспериментов и выполнении работ лабораторного практикума по физике, химии, биологии

.

Данная компьютерная лаборатория позволяет:

1. проводить натурный эксперимент в реальном масштабе времени;
2. использовать традиционное метрологическое оборудование, имеющееся в наличии любой физической лаборатории;
3. автоматизировать процесс сбора, обработки и преобразования физической информации при осуществлении натурного эксперимента;
4. обеспечить визуализацию и сохранение полученных результатов эксперимента в виде графических зависимостей и таблиц характеристических точек на жестких и/или гибких магнитных дисках;
5. произвести анализ полученных экспериментальных зависимостей путем их сравнения как друг с другом, так и с теоретической, которую возможно построить.

Дидактической особенностью компьютерной лаборатории является:

1. избавление обучаемых от большого объема однообразных измерительных операций и математических вычислений, отвлекающих от непосредственного исследования физического явления, процесса или закона;
2. обеспечение возможности визуализации и сохранения полученных результатов эксперимента;
3. исследование как быстропротекающих, так и медленно протекающих процессов в реальном масштабе времени;
4. высокая точность измерений (погрешность не превышает 5%);
5. постановка экспериментов практически по всем разделам курса физики.

Положительные моменты применения оборудования L-микро на уроках:

1. происходит экономия времени при обработке результатов;
2. позволяет поддерживать высокий темп урока, быстро изменять параметры эксперимента;
3. программа хорошо работает с интерактивной доской

Отрицательные моменты:

4. слабые магнитные держатели;
5. при перегреве электромагнит не отключается;
6. для применения изохоры и изобары нет специальной ёмкости для горячей воды
7. сложность в настройке некоторого оборудования
8. для проведения некоторых исследований требуется помощь второго человека