Цифровая лаборатория рассчитана на дошкольников и младших школьников. Лаборатория позволяет проводить групповые и индивидуальные занятия в форме игры. Лаборатория состоит из восьми модулей, посвященных разным темам, методического пособия и обучающей мультимедийной программы

Цифровая лаборатория для дошкольников и младших школьников представляет собой набор, состоящий из:

• 8 модулей, посвященных разным темам с соответствующим теме 1 (одного) из 8 (восьми) измерительного цифрового датчика
• программного обеспечения, включающего в себя блок сбора и обработки данных и обучающую мультимедийную программу.
• методического пособия для педагогов;

Цифровая лаборатория поставляется в фирменной упаковке и мобильной системе хранения модульного типа сборки. Информация на упаковке содержит данные о производителе, каждый модуль упакован в лоток своего цвета, каждый лоток содержит ложемент c повторением формы каждого элемента для обеспечения сохранности при транспортировке и эксплуатации. Размеры контейнера обеспечивают вместимость всех составных частей набор, и совпадают с размерами отсеков в системе хранения. При этом размер каждого контейнера равен75х312х427 мм. Контейнеры имеют возможность компактного складирования, когда один контейнер плотно вкладывается в другой. Контейнеры так же допускают возможность взаимного расположения один над другим в единой конструкции. Стойка с лотками снабжена колесиками для мобильного перемещения.

В состав лаборатории входит 8 цифровых датчиков:

- датчик температуры от -20°C до 110°C

- датчик освещенности

 - датчик напряжения от -5 В до 5 В,

 - датчик pH

 -датчик магнитного поля

 -датчик давления

 - датчик звука

 -датчик пульса

Корпус датчиков представляет собой пластиковый короб специальной формы, на нижнее основание которого наклеена пластина из магнитоэласта. Внешняя часть корпуса датчика стилизована под одного из представителей отряда Жуков, например, “божью коровку”.

Датчик подключается к компьютеру напрямую, без дополнительных регистраторов данных. Все датчики имеют разъем USB для подключения к компьютеру и оборудованы светодиодом для индикации работы

Перечень датчиков и их технические характеристики:

1. Датчик напряжения

Датчик предназначен для измерения постоянного и переменного напряжения величиной до 5В. Датчик имеет корпус из ударопрочного пластика округлой формы с плоским основанием размером 100х76х31мм. На корпусе датчика есть стилизованное изображение измеряемой величины размером 15х15мм. Датчик напряжения имеет следующие технические характеристики: пределы измерений от -5В до +5В, разрешение 0,01 В, погрешность измерения — 3%. Подключение датчика к электрической цепи осуществляется с помощью гибкого кабеля, имеющего на конце 2 однополюсных штекерных разъема диаметром 4 мм. Датчик имеет разъем USB (BF) для подключения к компьютеру (нетбуку) с помощью соединительного кабеля.

2. Датчик pH

Цифровой датчик pH предназначен для измерения водородного показателя в водных растворах. Датчик состоит из электронного блока и комбинированного pH-электрода, соединенных кабелем длиной 1 м с разъемом. Электронный блок имеет корпус из ударопрочного пластика округлой формы с плоским основанием размером 100х76х31 мм. На корпусе датчика есть стилизованное изображение измеряемой величины размером 15х15мм. Диапазон измерений лежит в пределах: 0–12 ед. pH при 20°C. Рабочий диапазон температур: 10°C – 80°C. Погрешность измерения ± 0.1 ед. рН при температуре жидкости +20°С. Время достижения 95 % значения измеряемой величины — 10 сек. Чувствительность датчика — 0,01 ед. рН. Датчик имеет разъем USB (BF) для подключения к компьютеру (нетбуку) с помощью соединительного кабеля.

3. Датчик температуры

Цифровой датчик температуры предназначен для измерения температуры в лабораторном эксперименте. Датчик имеет корпус из ударопрочного пластика округлой формы с плоским основанием размером 100х76х31 мм. На корпусе датчика есть стилизованное изображение измеряемой величины размером 15х15мм. В качестве чувствительного элемента датчик использует терморезистор, смонтированный на конце тонкого кабеля длиной 450 мм. Датчик имеет следующие технические характеристики: пределы измерений от -20°С до +110 °С, погрешность измерения — 1 °С, время отклика — 2 с, разрешение — 0.1 °С. Датчик имеет разъем USB (BF) для подключения к компьютеру (нетбуку) с помощью соединительного кабеля.

4. Датчик освещенности

Цифровой датчик освещенности обеспечивает измерение освещенности в диапазоне 0 -1050 лк и обладает спектральной чувствительностью близкой к чувствительности человеческого глаза. Датчик имеет корпус из ударопрочного пластика округлой формы с плоским основанием размером 100х76х31 мм. На корпусе датчика есть стилизованное изображение измеряемой величины размером 15х15мм. В качестве чувствительного элемента в датчике используется фотодиод с максимумом чувствительности в зеленой области спектра, установленный в специальной выемке корпуса датчика. Датчик имеет время отклика — 3 с, а погрешность — 20%. Датчик имеет разъем USB (BF) для подключения к компьютеру (нетбуку) с помощью соединительного кабеля.

5. Датчик звука

Цифровой датчик звука предназначен для регистрации осциллограммы звукового сигнала (периодического изменения давления в звуковой волне). Датчик имеет корпус из ударопрочного пластика округлой формы с плоским основанием размером 100х76х31 мм. На корпусе датчика есть стилизованное изображение измеряемой величины размером 15х15мм. Чувствительным элементом датчика является микрофон электретного типа, установленный в специальной выемке корпуса датчика. Диапазон рабочих частот датчика от 0,2 до 6 кГц. Датчик имеет разъем USB (BF) для подключения к компьютеру (нетбуку) с помощью соединительного кабеля.

6. Датчик магнитного поля

Цифровой датчик магнитного поля предназначен для регистрации индукции магнитного поля. Датчик имеет корпус из ударопрочного пластика округлой формы с плоским основанием размером 100х76х31 мм. На корпусе датчика есть стилизованное изображение измеряемой величины размером 15х15мм. Чувствительный элемент смонтирован на конце вмонтированного в корпус цилиндрического щупа длиной 70мм и ориентированного таким образом, чтобы регистрировалась составляющая индукции магнитного поля, направленная вдоль оси щупа. Датчик обеспечивает измерения в пределах от -40 мТл до + 40мТл. Погрешность измерений — 5%. Время отклика — 0,1 сек. Датчик имеет разъем USB (BF) для подключения к компьютеру (нетбуку) с помощью соединительного кабеля.

7. Датчик пульса

Цифровой датчик пульса предназначен для измерения частоты и формы пульсовых колебаний человека. Датчик состоит из основного модуля, в котором монтируется электронная схема, и первичного преобразователя в виде клипсы, которая закрепляется на пальце испытуемого. Основной модуль имеет корпус округлой формы с плоским основанием размером 100х76х31 мм. Клипса соединена с датчиком гибким кабелем длиной 1 м. Диапазон измерения частоты пульса лежит в пределах от 30 до 150 ударов/мин. Датчик имеет разъем USB (BF) для подключения к компьютеру (нетбуку) с помощью соединительного кабеля.

8. Датчик давления

Цифровой датчик абсолютного давления предназначен для регистрации давления сухого воздуха (или химически неактивного газа). Датчик имеет корпус из ударопрочного пластика округлой формы с плоским основанием размером 100х76х31 мм. На корпусе датчика есть стилизованное изображение измеряемой величины размером 15х15мм. Входной штуцер датчика установлен в специальной выемке корпуса датчика. Цифровой датчик абсолютного давления имеет диапазон измерения от 0 до 200 кПа, погрешность измерения — 2%. Время отклика — 0,01 с. Диапазон температур исследуемого газа лежит в пределах от +0 до +60°С. Датчик имеет разъем USB (BF) для подключения к компьютеру (нетбуку) с помощью соединительного кабеля.

Состав модулей:

1. Модуль для изучения понятия “Температура” включает в себя: датчик температуры от -20°C до 100°C, соединительный кабель, форму для льда (2 шт.), стаканы пластиковые с наклейками разного цвета (4 шт.), батарейный блок, батарейку АА (3 шт.), лампу на подставке, подстаканник пластиковый (4 шт.), пищевой краситель (1 шт.), гель антисептический, рисунок термометра (4 шт.).
2. Модуль для изучения понятия “Освещенность” включает в себя: датчик освещенности, соединительный кабель, батарейный блок, батарейку АА ( 3 шт.), лампу на подставке, фонарик с батарейками, комплект светофильтров, кювету, пищевой краситель (1 шт.), зажим канцелярский 20 мм (2 шт.), комплект карточек для отражения, поляроиды (2 шт.).
3. Модуль для изучения понятия “Электричество” включает в себя: датчик измерения напряжения от -5 В до 5 В, соединительный кабель, батарейный блок, батарейку АА (5 шт.), лампу на подставке, электрод цинковый, электрод медный, кювету, банку с пищевой поваренной солью, динамомашину, зажим «крокодил» (2 шт.), провод соединительный (2 шт.).
4. Модуль для изучения понятия “Кислотность” включает в себя: датчик pH, соединительный кабель, стакан пластиковый с крышкой (6 шт.), подстаканник пластиковый (6 шт.), флакон для промывки щупа датчика, банку с лимонной кислотой, банку с питьевой содой.
5. Модуль для изучения понятия “Магнитное поле” включает в себя: датчик магнитного поля, соединительный кабель, магнит кольцевой большой в пластиковом корпусе диаметром 20 мм (2 шт.), магнит кольцевой малый редкоземельный в пластиковом корпусе диаметром 23 мм (2 шт.), магнит полосовой (2 шт.), электрод цинковый, электрод медный, компас, ось для магнитов (2 шт.), подставку оси магнитов, зажим канцелярский 25 мм (2 шт.), держатель пластин (электродов), груз кольцевой, коврик полиуретановый.
6. Модуль для изучения понятия “Сила” включает в себя: датчик давления, соединительный кабель, манжету, грушу, шарик надувной (2 шт.), шприц 50 мл., пластину, переходник с трубкой.
7. Модуль для изучения понятия “Звук” включает в себя: датчик звука, соединительный кабель, свисток (2 шт.), флейту, ксилофон, демонстрационную карточку (ухо).
8.  Модуль для изучения понятия “Пульс” включает в себя: датчик пульса, соединительный кабель, фонендоскоп, комплект демонстрационных карточек (сердце).

Программное обеспечение (далее – ПО) работает под управлением операционных систем Windows 8 и выше.

− ПО функционирует на трех разных языках, включая русский, есть интуитивно понятный интерфейс. Меню программы состоит по аналогии с детской компьютерной игрой (громкость, выход, выбор вида игры, субтитры),

− Каждый пункт меню доступен в один клик, меню не должно содержать вложенного подменю.

− Программное обеспечение обеспечивает: возможность управления датчиком, пересылка команды на смену режима работы мультимедийной составляющей, отображение показаний в режиме реального времени,

− поддерживается подключение и отключение датчиков в момент сбора данных, работа программы при этих действиях не прерывается или не завершается.

− ПО позволяет преподавателю самостоятельно разрабатывать и проводить дополнительные эксперименты, используя компоненты данного комплекта.

− ПО имеет возможность прерывать измерения, ставиться на паузу, и последующее возобновление работы без потери полученных данных

Возможность запускать работу в нескольких режимах:

 обучающая информация;

 измерения;

 сравнительные измерения;

 игровые измерения

− ПО имеет в каждом лабораторном модуле в разделе «настройки» возможность выбрать от 10 до 22 видов тем для практикумов (в зависимости от темы модуля)

Обучающая мультимедийная часть ПО содержит: 8 игровых цифровых лабораторий-модулей для управления работой датчиков, экран настроек, экран выбора сцены, экран титров. Каждая игровая цифровая лаборатория-модуль содержит минимум два анимированных объекта-индикатора для визуализации результатов измерений, полученных от датчика, а также анимированного и озвученного главного героя, образ которого является ключевой фигурой для выдачи заданий и реакций на проведение лабораторных экспериментов.

Рекомендуемые системные требования: Операционная система Windows 8-10; Процессор (CPU): Intel Core i3-i5; Оперативная память (RAM): 4 ГБ (или больше); Свободное место на жёстком диске: 4 ГБ.

Игровые сцены в совокупности содержат 100 обучающих заданий, сопровождающихся речью и анимацией главного героя, и реакцией анимированных объектов-индикаторов. Игровые сцены так же включают в себя шумовое и музыкальное сопровождение.

ПО имеет обратную связь с показаниями датчика, и реагирует на замеры и изменения несколькими алгоритмами:

• Вывод цифровых данных на экране в нужном месте рисунка и их динамику.
• Анимированные изменения и смена изображения – динамическое изменение картинки (закипание воды в аквариуме, движение гирь, увеличение и уменьшение силы и яркости электрического разряда и пр) в прямой зависимости от показаний датчика
• Изменение речи, фраз. Комментариев главного мультипликационного героя в зависимости от манипуляций с датчиком

Каждая лаборатория может поддерживать два режима работы: режим заданий и режим свободной работы.

Игровая программа имеет особый режим, позволяющий непрерывно выводить показания датчиков в реальном времени.

При проведении занятий с данными модулями, педагог имеет возможность в игровой форме познакомить детей с различными природными явлениями и ввести простейшие понятия, описывающие и демонстрирующие эти явления через анимационные объекты-индикаторы.

Окно стартового экрана предусматривает: меню выбора одной из лабораторий (сцен) для дальнейшей работы; управление субтитрами; управление уровнем звука; отображение состояния прохождения заданий внутри каждой лаборатории.

Окно лаборатории (модуля) в режиме заданий обеспечивает следующие функции: выдача обучающей информации через анимационные действия главного героя, сопровождающиеся озвученными репликами и субтитрами; анимированное сопровождение проведения эксперимента и отображение результата проведения эксперимента в виде шкалы и при помощи анимированных объектов; оценка правильности выполнения учащимся эксперимента путем демонстрации анимированной и озвученной реакции главного героя и объектов-индикаторов, созданных для наглядной демонстрации результатов выполнения задания; возможность изменять настройки внутри сцены, делая выборку заданий как самостоятельно, так и при помощи фильтра, сортирующего задания по группам. Настройки предусматривают возможность повторения каждого задания несколько раз. Окно лаборатории (модуля) обеспечивают возможность перехода как в свободный режим, так и обратно к режиму заданий.

Каждый сценарий работы предусматривает оптимальную автоматизацию получения и обработки данных на основе описанного инструментария, позволяющую добиваться методической цели проведения работы, проводить ее в отведенное для выполнения работы время.

Программное обеспечение будет предоставлено по сети Интернет посредством загрузки (электронная почта, ftp-сервер, www-    сервер и т.п).

Методическое руководство по работе с лабораторией содержит описание: интерфейса программы, порядка ее установки и работы с настройками; функционала программы и способов ее использования; инструментария по проведению экспериментов, предусмотренных программой; методики проведения лабораторных работ, объединенных в 8 разделов.

В описании каждой лабораторной работы есть пошаговые инструкции для педагога, согласно педагогической модели построения урока: вводная теоретическая часть, цель,задачи, алгоритм выполнения, вопросы и ответы.

Количество лабораторных работ –124. Методическое пособие поставлено в печатном виде, в формате А4 в цветном исполнении.

Техническое обслуживание: бесплатная техническая поддержка от производителя к поставляемым наборам на протяжении 12 мес. Техническая поддержка предусмотрена двух видов: по телефону и по электронной почте. Техническая поддержка подразумевает ответы на технические вопросы пользователей, связанные с процессом эксплуатации оборудования.

Сайт предоставляет возможность связи через рабочую форму обратной связи для обеспечения поддержки и сопровождения программных продуктов, ответов на возникающие вопросы.