Цифровая лаборатория по физике (базовый уровень)
- Рекомендуемый возраст: от 12 лет
- Рекомендуемое количество на кабинет: 13 штук
- Рекомендуемый уровень образования:
- — Основное общее (5 — 9 класс)
- — Среднее общее (10 — 11 классы)
- — Дополнительное образование
-
Важно: Товар внесен в реестр промышленной продукции, произведенной на территории Российской Федерации, номер реестровой записи — 10327964
-
Программное обеспечение для проведения экспериментов: «НауЛаб». Включено в реестр российского программного обеспечения Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации №13228 от 11.04.2022.
Предназначение
Цифровая лаборатория по физике предназначена для выполнения экспериментов по темам курса физики 7-9 классов основной школы и 10-11 классов при изучении предмета на базовом уровне.
Области знаний и применение
Цифровая лаборатория по физике охватывает весь курс физики:
— Раздел «Механика»
— Раздел «Молекулярная физика»
— Раздел «Электричество»
— Раздел «Оптика»
Цифровая лаборатория позволяет реализовать требования Федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС) нового поколения по освоению методов научного познания в ходе проведения учебных исследований и использования средств информационного-коммуникационных технологий (ИКТ) для познавательных целей.
Чему научится ребенок
Цифровая лаборатория по физике для учителя предназначена для выполнения экспериментов по темам курса физики 7-9 классов основной школы и 10-11 классов при изучении предмета физики на базовом уровне.
Цифровая лаборатория по физике позволяет обучать основным этапам проведения экспериментального исследования, а также позволяет проводить с учениками совместные исследования.
Способ работы
Цифровая лаборатория по физике представляет собой набор элементов и датчиков, на базе которых поочередно собираются установки для выполнения работ по изучению законов механики, молекулярной физики, электричества и оптики.
Измерение физических величин осуществляется с помощью цифровых датчиков, которые подключаются к USB-порту компьютера.
— Цифровой датчик положения (4 канала)
— Цифровой датчик температуры (диапазон измерений от -20 до +110 градусов Цельсия)
— Цифровой датчик абсолютного давления (диапазон измерений от 0 до 200 кПа)
— Цифровой осциллографический датчик напряжения (диапазон измерений от -100 до +100 Вольт, 2 канала)
— Скамья лабораторная
— Экран стальной
— Набор элементов для опытов по механике
— Набор элементов для опытов по молекулярной физике
— Набор элементов для опытов по электричеству и магнетизму
— Набор элементов для опытов по оптике
— Кабель соединительный USB (2 штуки)
— Методическое обеспечение
— Программное обеспечение для проведения экспериментов
— Система хранения
Все оборудование цифровой лаборатории (кроме скамьи лабораторной) укомплектовано в пластиковую систему хранения, который закрывается прозрачной пластиковой крышкой на защелках для обеспечения наблюдения за содержимым. Комплект оборудования и датчики в системе хранения располагаются на ложементе в индивидуальных ячейках.
Скамья лабораторная имеет отдельную упаковку.
Методическое обеспечение
Цифровая лаборатория содержит методическое руководство на русском языке, которое содержит описание:
— Интерфейса программного обеспечения и порядка ее установки
— Функционала программного обеспечения для регистрации данных с датчиков (включая веб-камеру)
— Инструментария по обработке данных (изменения масштабов демонстрации сигнала с датчика, перенесения данных в таблицы и дальнейшей работы с ними, алгоритмы обработки изображений, получаемых с веб-камеры, составление электронного отчета)
— Методики проведения 34 лабораторных работ, описывающих, в том числе, следующие разделы: «Механика», «Молекулярная физика», «Электричество», «Оптика» с пошаговыми инструкциями проведения работ
Программное обеспечение для проведения экспериментов
Программное обеспечение содержит 34 сценария проведения лабораторных работ, включающие оптимальные параметры настройки датчиков, позволяющие получить сигнал с датчиков при использовании оборудования, описанного в методическом руководстве к цифровой лаборатории.
Программное обеспечение постоянно обновляется и находится в свободном доступе.
Программное обеспечение содержит индивидуальные для каждой работы шаблоны таблиц, графиков, формулы для подбора графиков функций, соответствующих результатам опыта. Программное обеспечение позволяет формировать в ходе выполнения электронный отчет с исходными данными, фото установки, первичной кривой с датчика, промежуточными таблицами, итоговыми графиком и текстовым комментарием.
Возможности и преимущества цифровых датчиков
Все датчики, входящие в цифровую лабораторию, имеют разъемы USB.
Корпуса датчиков изготовлены из ударопрочного пластика.
Датчики работают с устройствами под управлением ОС семейства Windows, Linux, так и на устройствах под управлением ОС семейства Android.
Темы лабораторных работ, которые можно провести с цифровой лабораторией
Раздел «Механика» содержит следующие темы лабораторных работ:
— Движение по наклонной плоскости и свободное падение
— Механическая работа и закон сохранения энергии
— Механические колебания
Раздел «Электричество» содержит следующие темы лабораторных работ:
— Наблюдение явления электромагнитной индукции
— Зависимость сопротивления провода от его геометрических размеров
— Распределение токов и напряжений в электрических цепях
— Зависимость силы Ампера от силы тока в проводнике
— Изучение свойств полупроводникового диода, трансформатора и плоского конденсатора
Раздел «Оптика» содержит следующие темы лабораторных работ:
— Свойства изображений в плоском зеркале и собирающей линзе
— Измерение фокусного расстояния рассеивающей линзы
— Регистрация спектра излучения светодиода с помощью дифракционной решетки
Раздел «Молекулярная физика» содержит следующие темы лабораторных работ:
— Закон сохранения энергии для тепловых явлений
— Изопроцессы
— Закономерности испарения жидкости
Пример эксперимента «Измерение мгновенной скорости и ускорения» с цифровым датчиком положения
Две пары сенсоров цифрового датчика положения расположены в начале и в конце направляющей (скамьи лабораторной). Измерение времени прохождения телом промежутка между сенсорами первой и второй пары позволяет измерить мгновенные скорости в двух точках траектории. Одновременная фиксация времени движения от первой пары сенсоров до второй позволяет рассчитать и ускорение тела.
Пример эксперимента «Закономерности испарения» с цифровым датчиком температуры
Регистрируется температура воздуха, воды и паров в закрытом калориметре, воды в открытом сосуде и капли на кончике датчика. Даются комментарии к полученной кривой и измененным температурам.
Пример эксперимента «Изотермический процесс» с цифровым датчиком абсолютного давления
Измеряется давление при 8 значениях объема воздуха в шприце, заполняется таблица показания датчика и фиксируемых визуально значений объема. Строится график с указанием ошибок. Подбирается уравнение гиперболы, описывающей результат эксперимента.
Пример эксперимента «Электромагнитная индукция» с цифровым осциллографическим датчиком напряжения
В трубке установлен постоянный магнит, на трубку надета катушка, которая в эксперименте пролетает мимо магнита. ЭДС индукции регистрируется цифровым осциллографическим датчиком напряжения.
Эксперимент демонстрирует, что амплитуда и продолжительность зарегистрированного сигнала связаны со скоростью движения магнита, а направление тока – с взаимным расположением катушки и полюсов магнита.
Для перехода на следующий уровень выполнения экспериментов и проведения большего количества экспериментов рекомендуем ознакомиться с Цифровой лаборатория по физике (стандартный уровень).