Вивчення фізики і її початків на природознавстві у молодшій школі і середній школі традиційно пов’язане з вимірюванням різноманітних показників. Температура, маса, вага, напруга, струм, ультрафіолетове випромінювання, прискорення, атмосферний і звуковий тиск і т.д. Більшість цих параметрів можна вимірювати спеціальними приладами. Але що робити, якщо потрібно не просто вимірювати показники, а побачити зміни показників у часі або в залежності від інших параметрів, наприклад, залежність опору металу від його температури? Або як отримати дані будь-якого параметра протягом часу і побудувати за ним графіки і проаналізувати їх? Для цих цілей використовуються цифрові лабораторії або цифрові вимірювальні комплекси (ЦВК). Сьогодні ми розглянемо одну цікаву цифрову лабораторію Polynom для уроків фізики, з якою ми працюємо вже протягом 3 років.
Polynom – це цифровий вимірювальний комплекс, який розроблений українськими фахівцями і виготовляється на українському виробництві ПАТ “Електровимірювач” м. Житомир. Комплекс являє собою нове покоління цифрових та аналогових датчиків, які використовуються у експериментальних, науково-дослідних лабораторіях та навчальних лабораторіях у школах.
Оскільки ми вже тривалий час користуємося рішеннями даного виробника (демонстраційні та лабораторні набори з оптики, механіки, “молекулярки”, електрики і магнетизму), то вибір Polynom був очевидним. Слід відмітити, що перед придбанням ЦВК Polynom ми мали змогу тестувати його протягом 2 місяців на уроках фізики, хімії і біології.
Важливо!!! Незважаючи на те, що виробницво даного ЦВК відбувається в Україні, при створенні Polynom використовується сучасне обладнання і комплектуючі провідних виробників. Наприклад, метеорологічний датчик (метеограф) побудований на комплексному датчику від компанії BOSCH – BME280.
Комплект Polynom Фізика має таку комплектацію:
- Набір програмного забезпечення – 1шт;
- Інструкція до використання – 1 шт;
- Електронний освітній ресурс – 1 шт;
- Набір USB-проводів – 4 шт;
- Датчик напруги – 2 шт;
- Датчик струму – 2 шт;
- Датчик температури – 1 шт;
- Датчик температури (термопара) – 1 шт;
- Датчик тиску – 1 шт;
- Мікрофонний датчик – 1 шт;
- Датчик освітленості – 1 шт;
- Датчик магнітного поля – 1 шт;
- Датчик руху (відстані) – 1 шт;
- Датчик фотоворота – 1 датчик з двома сенсорами;
- Датчик сили – 1 шт;
- Датчик рівня звукового тиску – 1 шт;
- Датчик прискорення – 1 шт;
- Датчик відносної вологості – 1 шт;
- Датчик ультрафіолетового випромінювання – 1 шт;
- Датчик температури навколишнього середовища – 1 шт;
- Датчик кута повороту (обертального руху) – 1 шт;
- Датчик заряду – 1 шт.
- Метеорологічний датчик – 1 шт.
Усі компоненти поміщені у спеціальну сумку-органайзер з м’якими нішами для дбайливого зберігання та транспортування.
В основі роботи з Polynom лежить принцип створення мультисенсорної лабораторії шляхом приєднання до ПК чи ноутбуку різних компонентів в одну систему за допомогою USB-кабелів. Кількість підключених датчиків залежить від кількості вільних USB-роз’ємів. Можна застосовувати USB-хаб. Усі датчики виключно провідні.
Елементи лабораторії коректно з’єднуються між собою та працюють стабільно.
Всі компоненти Polynom мають єдиний форм-фактор, а роз’єми і якісні кабелі забезпечують стабільний сигнал, а це не мало важливо, тому що з набором працюють учні. Усі датчики достатньо інформативні, адже а фронтальній поверхні зображено піктограму, яка пояснює застосування датчика, його назва, позначення величини та одиниції її вимірювання(наприклад, датчик температури другого типу: градуси за Цельсієм, Кельвіном чи Фаренгейтом), межі вимірювання (від -50 до +1200 градусів за Цельсієм і тд ).
Polynom має паспорт і детальну інструкцію (документацію українською мовою!) по використанню кожного датчика.
Інструкція постачається у друкованому вигляді, а також її можна завантажити для роботи у електронному вигляді. В документації детально роз’яснено встановлення та запуск програмного забезпечення, налаштування експериментів і робота з датчиками.
Документація містить дуже детальну інформацію про датчик, яка організована за наступною структурою:
1. Назва
2. Принцип дії
3. Технічні характеристики
4. Режити роботи
5. Підготовка до роботи
6. Порядок роботи
7. Догляд.
Для роботи з Polynom необхідно встановити програмне забезпечення, яке можна завантажити з офіційного сайту Polynom. Програмне забезпечення україномовне, досить просте та інтуїтивно зрозуміле. За допомогою Програмного забезпечення Polynom можна гнучко налаштовувати експерименти, обробляти дані, будувати графіки залежностей показників тощо. Слід зазначити, що всі датчики виявляються програмним забезпеченням, автоматично при підключенні є можливість паралельно працювати з різними датчиками. Крім того, багато датчиків мають декілька параметрів налаштування, тому вони є багатофункціональними.
Слід зазаначити, що фахівці виробника проводять змістовні тренінги з використання ЦВК і надають технічний супровід при роботі з Polynom.
PS. Ми сьогодні розглянули загальну характеристику ЦВК Polynom. У наступних статтях ми розкажемо приклади використання датчиків на уроках. Використання рішень Polynom виявилося досить простим та цікавим, що, безумовно, підтверджує необхідність використання цієї цифрової лабораторії на заняттях з природничих наук. Найактивніше Polynom використовується на уроках фізики під час лабораторних робіт та демонстрацій. Проте деякі з датчиків використовуються вчителями хімії, біології і географії. Polynom є основним цифровим вимірювальним комплексом в НВК ОРТ Сімха (м. Київ), а вчителі навчального закладу розробили власну методику використання рішення на уроках природничого циклу.
PPS. На сьогоднішній день лабораторія Polynom має у своєму арсеналі більше 30 датчиків, що дає розуміння масштабів використання рішення на уроках хімії, фізики, біології, географії, природознавства. Крім уроків Polynom, можна використовувати для позакласних експериментально-дослідницьких робіт.