Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников

Березкин Петр Николаевич,

МОУ Красноткацкая СОШ

Ярославского МР Ярославской области

Ярославль, 2011 г.


Внедрение компьютерной датчиковой системы L-микро

для организации научно-исследовательской деятельности школьников

(из опыта работы).


Научно-исследовательская деятельность школьников по химии имеет свою специфику. Объектами исследования Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников являются вещества, а предметом исследования - определенные характеристики этих веществ. Нередко исследуемые вещества нужно за ранее выделить из консистенции (к примеру, жиры, витамины, ферменты и т.д.), идентифицировать и произвести их количественное определение Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников. Постановка хим исследовательского опыта в школьных кабинетах химии предполагает наличие нужного оборудования и устройств. Концепция современного школьного хим образования основывается в главном на высококачественной характеристике изучаемых объектов и явлений Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников, потому в школах фактически отсутствует оборудование для проведения количественного анализа. Высококачественные свойства веществ и хим процессов с их ролью обучающиеся получают в главном средством собственных органов эмоций, но многие характеристики вещества и среды остаются для Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников человека недосягаемы: водородный показатель среды (рН), концентрация отдельных ионов, электронная проводимость среды, окислительно-восстановительный потенциал и другие. Ученики испытывают огромные затруднения в проведении количественных исследовательских работ и обработке приобретенных Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников результатов даже при наличии методики их выполнения. Как следует, для устранения этого пробела учебный процесс обязан иметь соответственное оснащение. В распоряжении учителя и ученика должна быть современная система оборудования, совместимая с компьютером, требующая малого времени Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников на подготовку и проведение опыта, обеспечивающая наглядность опыта, его зрелищность, динамичность, доступность результатов для восприятия школьниками и возможность их обработки. Эти требования можно выполнить в рамках современных компьютерных технологий Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников.

Индивидуальные компы способны обрабатывать колоссальный объем инфы в единицу времени, но они сами взять из среды такую информацию не могут. Ученые реализовали эти идеи через системы датчиковых цифровых лабораторий. В Рф в системе образования более Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников известны лаборатории Philip Harris и Архимед. Это оборудование ввезенное, внедрению его в общеобразовательные школы препятствует достаточно высочайшая стоимость: цена лаборатории Архимед по химии и биологии составляет 500-600 тыщ рублей зависимо от Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников количества датчиков.

Аналогом этих лабораторий является оборудование российского производства

L-микро, разработанная группой энтузиастов посреди 90-х годов (лаборатория по физике), спустя 10 лет появилась подобная лаборатория и по химии. Лаборатория

L-микро Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников позволяет производить количественный контроль за параметрами хим реакции с помощью датчиков и обрабатывать приобретенные результаты с помощью хоть какого компьютера. Это оборудование доступно по стоимости (стоит в 20-30 раз дешевле аналогичного ввезенного), малогабаритное, надежное в Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников эксплуатации, приспособлено к русской системе образования и нашим школьным учебникам и, что важно, имеет все программно-методическое обеспечение на российском языке. Наша школа заполучила это оборудование в 2007 году, и я расскажу о Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников собственном опыте его внедрения на уроках и при организации научно- исследовательской работы учащихся.

Лаборатория состоит из компьютерного блока, который подключается к хоть какому компьютеру и предназначен для оцифровывания получаемой от датчиков инфы, программно Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников-методического обеспечения и набора датчиков. Все цифровые датчиковые лаборатории, в том числе и L-микро, имеют аналогичный принцип деяния: информация от датчика в виде электронных сигналов подается на компьютерный Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников измерительный блок, который переводит ее в цифровые сигналы и посылает на компьютер. Компьютер пересчитывает сигнал с измерительного блока в значение измеряемого параметра, выводит его на экран и сохраняет приобретенный массив данных в оперативки. Сразу Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников в системе можно использовать до 4 датчиков, но обычно мы используем 1-2. С помощью датчиков можно определять огромное число характеристик, которые недосягаемы нашим органам эмоций, не считая того, эти характеристики можно измерить количественно. Очередное Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников достоинство заключается в быстродействии компьютера, что позволяет создавать сбор инфы с большой частотой. К примеру, можно установить зависимость концентрации начальных веществ либо товаров реакции от времени для огромного числа стремительно Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников протекающих реакций. При наличии в кабинете мультимедийного проектора вся информация выводится на большой экран. Информация с каждого датчика может быть представлена в 3-х режимах: цифровой индикатор, запись отдельных точек, зависимость от времени Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников. Методическое обеспечение и соответственная программка позволяют работать как по предложенному сценарию, так и создавать свой вариант опыта. Приведу примеры работы с некими датчиками.

^ Датчик температуры 0-10000С позволяет за несколько секунд измерить температуру пламени Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников разных источников (спиртовки, свечки, спички, газовой зажигалки и т.д.), в том числе в разных его частях. Можно также определять температуру плавления солей, металлов, других веществ.

^ Датчиком температуры 0-1000С можно определять Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников термические эффекты, к примеру, при растворении веществ, даже если они очень малы. Он указывает изменение температуры в 0,10С. Просто и стремительно осуществляются опыты исследовательского нрава. Пример: измерить изменение температуры при растворении в воде схожих количеств Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников вещества (0,1-0,05 моль) этанола и пропанола-1. На теоретическом уровне доказать, от каких причин зависит термический эффект растворения спиртов в воде, высчитать на теоретическом уровне ∆t0 растворения бутанола-1 и проверить экспериментально Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников. Аналогично можно экспериментально найти теплоту гидратации соли (сульфата меди, карбоната натрия и др.) при образовании кристаллогидратов и сопоставить приобретенные данные опыта с табличными значениями.

Датчик рН применяется при исследовании реакции нейтрализации, параметров смесей Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников слабеньких электролитов, гидролиза солей и т.д. Спектр измерений рН 0-12, чувствительность 0,01. Задания исследовательского нрава могут быть очень многообразны.

Пример 1. Опытным методом установите, какая из солей - карбонат натрия, сульфит натрия либо ацетат натрия - в основном Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников подвержена гидролизу. Для выполнения этого задания школьники готовят смеси этих солей схожей концентрации и обследуйте рН этих смесей. Приобретенные данные ассоциируют с данными теоретических расчетов и делают выводы.

Пример 2. Исследование свойства Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников молока. Берутся пробы молока натурального цельного и молока из торговой сети разных производителей объемом 50-100 мл. Их оставляют на долгое время при схожих критериях и определяют рН каждой пробы молока через равные Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников промежутки времени (6-8 часов). У свежайшего молока рН равна 6,4-6,7 и обоснована процессами гидролиза входящих в молоко солей (в главном фосфатов), со временем она плавненько снижается. Показания значений рН фиксируются на графике. Через некое время (находится Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников в зависимости от температуры) наблюдается резкий скачок рН, что соответствует образованию молочной кислоты. У натурального молока таковой скачок рН только один, у молока нерадивых производителей их может быть 2-3 либо Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников не быть совершенно. В последнем случае можно представить, что в молоко добавлены на биологическом уровне активные вещества, к примеру, лекарства, препятствующие развитию молочнокислых микробов.

^ Датчик электронной проводимости обширно используем для исследования параметров смесей Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников слабеньких электролитов. Зная электронную проводимость и температуру, просто высчитать общую концентрацию ионов в растворе (для электролитов первого порядка). В 2009 г ученица 10 класса нашей школы представила на Российскую научную конференцию школьников «Открытие» исследовательскую работу Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников на тему «Изучение зависимости силы смесей слабеньких электролитов от их концентрации». Новизной работы явилось экспериментальное определение концентраций муравьиной, уксусной и пропионовой кислот, при которых они очень распадаются на ионы. Для выполнения исследования Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников нами были приготовлены 45 образцов рабочих смесей этих кислот с концентрацией от 10 моль/л до 0,03 моль/л (по 15 образцов каждой кислоты), а потом изучена электронная проводимость каждого эталона. Результаты исследования можно Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников отразить с помощью таблиц либо графиков. Анализируя приобретенные графики, можно сделать выводы: 1) муравьиная кислота по силе занимает среднее положение меж сильными и слабенькими электролитами; 2) пик электронной проводимости уксусной кислоты приходится на ее концентрацию в растворе Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников 3 моль/л, как следует, для опытов в школьной лаборатории нужно иметь кислоту конкретно таковой концентрации. Даже при комнатной температуре при ее содействии с цинком зрительно наблюдается выделение газа, а при Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников других концентрациях кислоты этого не наблюдается. На областном шаге конференции эта работа заняла 1-е место, на республиканском отмечена дипломом участника.

^ Датчик объема газа с контролем температуры применяется для исследования реакций, сопровождающихся выделением либо поглощением Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников газообразных веществ. Датчик позволяет сразу держать под контролем не только лишь объем выделяющегося газа, да и его температуру, что нужно для приведения объема газа к обычным условиям. Датчик позволяет также изучить быстроту Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников реакции выделения газа и ее зависимость от различных критерий: температуры, концентрации водянистых реагентов, степени измельчения жестких веществ.

В 2010 г ученики 8 класса нашей школы Артемьев Илья и Ульянова Алена представили на Российскую Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников научную конференцию школьников «Открытие» исследовательскую работу на тему «Определение массовой толики карбоната кальция в объектах органического происхождения». Тему работы ребята отыскали на страничках школьного учебника: «Эти прекрасные раковины состоят в большей степени из Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников карбоната кальция» (Габриелян О.С. Химия-8, с.111, рис.63). Не обнаружив в литературных источниках ответа на вопрос о том, чему же равна массовая толика карбоната кальция в объектах органического происхождения Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников, они решили восполнить этот пробел. Их объектами исследования стали раковины морских и пресноводных моллюсков, яичная скорлупа разных птиц и даже жемчуг. Исследуемый эталон размельчали, навеску помещали в колено сосуда Ландтольда, в другое колено наливали раствор Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников соляной кислоты. Сосуд Ландтольда подсоединяли к датчику объема газа, приливали кислоту к навеске эталона и определяли объем выделившегося газа и его температуру. По уравнению объединенного газового закона приводили приобретенный Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников объем углекислого газа к обычным условиям. Зная массу навески и объем выделившегося углекислого газа, школьники рассчитывали массовую долю карбоната кальция в каждом образчике. По результатам исследования учащиеся составили таблицу «Содержание карбоната кальция в Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников объектах органического происхождения». На областном шаге конференции эта работа на секции «Химия» заняла 1-ое место, на республиканском- IV и отмечена поощрительной грамотой.

В 2011 году эти учащиеся продолжили занятия научно-исследовательской деятельностью, сейчас предметом их Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников исследования стала древесная зола. Целью их работы являлась подготовка научных советов по использованию золы в садово-огородном хозяйстве. Используя компьютерную датчиковую систему L-микро, учащиеся выполнили ряд сложных задач: обусловили Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников щелочность золы и зольных вытяжек разных пород древесной породы; высчитали массовую долю карбоната и гидроксида калия в зольных вытяжках при их совместном присутствии; рН зольных вытяжек; произвели анализ образцов золы на присутствие в Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников их катионов свинца; обусловили массовую долю карбонат-анионов и катионов железа (III) в образчиках золы; выделили из золы поташ и экспериментально установили в нем массовую долю свободной щелочи и карбоната Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников калия. Для проведения исследовательских работ использовали не только лишь описанные методики, да и предложили некие свои. Эта большая работа получила огромное признание: на XIV Русской конференции «Открытие» в секции «Химия» работа заняла 1-е Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников место, а ее исполнители получили Диплом I степени.

^ Электрические весы, совместимые с компьютером, являются самым дорогостоящим изделием лаборатории L-микро (они ввезенного производства, их цена около 15 тыщ рублей). Но они очень комфортны в работе Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников и могут употребляться как с компом, так и без помощи других, заменяя обыденные тарелочные механические весы. Их показания точны, они могут работать, как и все датчики, в 3-х режимах Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников: цифровой индикатор, запись отдельных точек, зависимость от времени. На уроке их используем, когда нужно дать количественную характеристику процесса. Многие учителя в ближайшее время затрудняются проводить опыты, иллюстрирующие закон сохранения массы веществ: эти опыты трудоемки в Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников подготовке, к тому же имеющиеся рычажные весы владеют завидным непостоянством. При помощи электрических весов за 1-2 минутки можно провести 4-5 опытов с надлежащими комментами. При выполнении научно-исследовательских работ учащимися эти весы Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников нужны на разных шагах работы.

Редокс-электрод (платиновый) вкупе с электродом сопоставления и специальной приставкой употребляется для определения ОВП смесей. Он позволяет найти практическим методом возможность протекания окислительно-восстановительных реакций и сделать эти Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников процессы более понятными для школьников. К примеру, школьникам можно предложить измерить ОВП нескольких окислителей и восстановителей и на основании проведенных измерений сконструировать догадку о способности протекания окислительно-восстановительной реакции меж разными Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников окислителями и восстановителями. После чего предлагается провести хим реакции. Разъяснить, какие реакции невыполнимы. Итог опыта обсудить, используя теоретические табличные данные.

^ Ионоселективные электроды позволяют провести анализ сред на присутствие ионов Ca2+, Cu2+, Pb Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников2+,F- и неких других ионов. Предел чувствительности этих электродов составляет 10-6 – 10-7 моль/л, что позволяет сделать анализ питьевых либо сточных вод с высочайшей степенью точности. Подобные работы раз в год выставляются на научные конференции школьников Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников различных уровней, но в большинстве случаев они имеют описательный нрав либо подробный анализ воды делается в особых лабораториях.

Я сказал об использовании только нескольких датчиков, всего же их имеется в Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников лаборатории около 20 штук. Таким макаром, имея в школьном кабинете набор оборудования L-микро, каждый учитель может поставить преподавание химии на отменно новый уровень и организовать многоплановую проектную и научно-исследовательскую деятельность учащихся по собственному Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников предмету. Внедрение этого оборудования позволяет поднять преподавание химии на отменно новейшую ступень, а выполнение научно-исследовательских работ становится реально легкодоступным для учащихся хоть какой, в том числе и сельской. В Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников рамках Русской конференции научно-исследовательских работ учащихся «Открытие» в секции «Химия» наши работы на областном шаге занимали 1-ое место три года попорядку, а на Русском шаге также были призерами и фаворитами.

Достоинство Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников оборудования:

Заказать это оборудование можно по адресу:

ООО «Школьный мир»,111141, Москва, Зеленоватый пр-т, д.3А/11,тел. (8-495)-617-03-28(29)

Всем, кто заинтересовался этим оборудованием, с наслаждением окажу всякую консультацию по использованию Использование компьютерной датчиковой системы l-микро для организации научно-исследовательской деятельности школьников этого оборудования на уроках и во внеурочной деятельности. Мой электрический адресок:petrberezkin@yandex.ru

ispolzovanie-multipleksorov-dlya-sinteza-kombinacionnih-ustrojstv.html
ispolzovanie-na-urokah-vozmozhnostej-programmi-sovremennoe-obrazovanie-nauchnie-podhodi-opit-problemi-perspektivi.html
ispolzovanie-narodnih-obichaev-i-tradicij-v-razvitii-tvorcheskih-sposobnostej-uchashihsya-na-urokah-muziki-i-vo-vneklassnoj-rabote.html