Цифровая лаборатория на уроках окружающего мира во 2 классе

МАСТЕР-КЛАСС

2014

ТЕМА: ЦИФРОВАЯ ЛАБОРАТОРИЯ

 НА УРОКАХ ОКРУЖАЮЩЕГО МИРА ВО 2 КЛАССЕ

мастер-класс Якушковой Елены Вениаминовны,

учителя начальных классов

I.   Входной мониторинг (для слушателей), актуализация

•         Звук – волны, «бегущие» в воздухе. Какой прибор поможет ученикам это увидеть?

•         Детям на уроке нужно наглядно показать, что температура кипящей воды 100º. Чем Вы воспользуетесь для её измерения?

•         Как долго можно измерять температуру, при этом иметь возможность просмотреть происходящие изменения?

II.               Теоретическая часть Актуальность:

Уроки окружающего мира занимают особое место среди учебных предметов начальной школы. Образно говоря, это то, что «всегда с тобой», поскольку познание детьми окружающего мира не ограничивается рамками урока. Оно продолжается постоянно в школе и за ее стенами. 

В младшем школьном возрасте закладываются первоначальные представления о характере взаимоотношений человека с природой, осознается место человека в природе, поэтому этот возраст является наиболее подходящим для формирования основ научного мировоззрения. Необходимо уже в раннем детстве пробуждать в детях радость открытия. 

      Большую роль в этом играет эксперимент. 

Однако большинство экспериментов, проводимых на традиционном оборудовании, носит описательный характер, не даёт возможности детям принимать участие в работе. 

Применение цифровой лаборатории значительно повышает самостоятельность школьников и при проведении эксперимента, и при обработке результатов. 

Согласно ФГОС НОО техническое оснащение школ должно обеспечить возможность проведения экспериментов с использованием современного оборудования. 

В комплект цифровой лаборатории кабинета начальных классов нашей школывходит набор датчиков, с помощью которых можно проводить наглядные эксперименты и опыты.

Датчик температуры имеет диапазон измеряемой температуры (от -20 до +115 градусов Цельсия). 

Работая с данным датчиком, ученики смогут провести множество интересных и доступных исследований. 

С помощью датчика света обучающиеся начальной школы  могут сравнить степень освещённости различных частей кабинета, интенсивность светового потока утром и днём.

Цифровой оптоэлектрический датчик предназначен для замеров времени, он выполнен в виде П-образной рамки. 

Датчик звука поможет ребятам наглядно увидеть, что звук – это волны, «бегущие» в воздухе. Поскольку воздух прозрачен, увидеть перемещающиеся в нём «бугры» и «впадины» мы, естественно, не можем. Однако звук – это чередование «уплотнённого» воздуха («бугров») и «разреженного» воздуха («впадин»). Датчик звука поможет понять, что шум вредно действует на орган слуха. Длительное действие звуков большой силы приводит к снижению эластичности барабанной перепонки, подвижности слуховых косточек, и как следствие развивается тугоухость. 

В качестве программного обеспечения используется пособие для практикума по физике «Научные развлечения». На компьютере должна быть установлена программа «Практикум». Программа рассчитана для детей более старших классов, поэтому я считала недостатком, что показатели измерений пишутся в виде десятичных дробей. Но практика показала, что ребятам это не мешает ориентироваться в результатах измерений. А сейчас я нахожу большой плюс в том, что используется данная программа. Так как есть возможность использовать датчики из кабинета физики: датчик влажности, датчик силы и другие.

Универсальные датчики работают напрямую от разъёма USB. Они позволяют в реальном времени следить за изменениями процесса.

Посмотрим, как работают датчики, на примере датчика температуры.

•           Присоединим датчик температуры с помощью USB-кабеля к ноутбуку.

•           Откроем программу практикум. 

•           С помощью команды «Старт» запускаем процесс измерений для подключённого датчика.

•           С помощью команды «Стоп»останавливаем  процесс измерений.

•           В строке состояния посмотрим показатель датчика температуры.

Изучение отдельных точек и полученной кривой осуществляется с помощью механизма маркеров.

•           По нажатию левой кнопкой мыши в поле графика установите маркер жёлтого цвета. При этом в строке состояния появляется значение, полученное от маркера. Одновременно с этим на панели инструментов появляется более детальная информация: значение, полученное от маркера, время получения этого значения.  

•           Зелёный маркер установите по нажатию правой кнопкой мыши в поле графика. Его используют при измерении временного интервала между двумя событиями.

Команды, содержащиеся в панели инструментов:

•           Таблица – данная команда выводит на экран окно, которое содержит временную зависимость полученных данных от датчика в виде таблицы

•           Экспорт данных – эта команда экспортирует полученные от датчика данные в текстовый файл для дальнейшей обработки (экспортируется таблица)

•           Экспорт изображения – эта команда экспортирует видимую в текущий момент область в графический файл для дальнейшей работы над ним по указаниям учителя или для вставки в отчёт о проделанной работе.

•           Для масштабирования графика нужно нажать клавишу «Alt» , выделить необходимый участок курсором. Выделяемый участок растягивается на весь экран.

•           Для прокрутки графика используется клавиша «Ctrl».

•           Команда «Печать» позволяет вывести видимую область графика на бумажный носитель.

Для более эффективного обучения с помощью цифровых датчиков нужно придерживаться следующего алгоритма работы:

•           постановка проблемы;

•           построение гипотезы;

•           практическая работа; • анализ полученных данных;

•           вывод.

Проведение экспериментов с использованием цифровых датчиков по предложенному алгоритму ориентировано на следующие образовательные результаты обучающихся:

•           личностные:

-    принятие и освоение социальной роли обучающегося;

-    развитие мотивов учебной деятельности;

-    формирование учебно-познавательного интереса. 

•           предметные:

-    осознание ценности окружающего мира;

-    освоение доступных способов освоения природы;

-    освоение норм здоровьесберегающего поведения в природной и социальной среде;

-    развитие навыков выявлять причинно-следственные связи в окружающем мире.

•           метапредметные:

-    регулятивные УУД (умение прогнозировать, планировать последовательность операций, осуществлять познавательную и личностную рефлексию);

-    познавательные УУД (умение извлекать информацию из таблиц, графиков, обобщать, устанавливать причинно-следственные связи, на основе анализа полученных результатов делать выводы, выявлять сущность и особенности объектов);

-    коммуникативные УУД (умение слушать и понимать других, строить речевое высказывание в соответствии с поставленными целями, умение совместно договариваться о правилах общения и поведения).

Для работы я готовлю ребятам карточки-инструкции. Это ориентировочная основа деятельности учащихся. Карточка-инструкция содержит план деятельности обучающихся. Инструкции должны быть чёткими, последовательными, обязательное включение вопросов для анализа, размышления.

Использование цифровой лаборатории на уроке позволяет:

•           проводить необходимые замеры;

•           многократно повторять весь эксперимент или его фрагменты,

•           регистрировать необходимые данные;

•           визуализировать изучаемые явления и процессы в динамике;

•           обеспечить представление результатов в виде таблиц, графиков для анализа результатов эксперимента; 

•           решать задачи исследовательского характера.

III. Практическая работа

I группа

Карточка-инструкция к эксперименту

Влияние расстояния на освещённость объектов

Задачи:

•         выяснить, влияет ли расстояние от источника света на освещённость объектов;

•         сделать выводы об изменении освещённости

Проблемный вопрос 

Как изменяется степень освещённости по мере удаления от источника света?

Методика проведения

1.     Присоедините      датчик        освещённости      с        помощью    USB-кабеля к компьютеру.

2.     Откройте программу практикум. 

3.     Прикрепите датчик освещённости к штативу.

4.     Расположите на столе источник света и на расстоянии 40 см от него датчик освещённости.

5.     Включите источник света.

6.     Нажмите на кнопку «Пуск» программы. На экране на графике появится горизонтальный участок, соответствующий начальной освещённости.

7.     Остановите измерения. Впишите данные в таблицу.

8.     Переместите источник света так, чтобы расстояние между ним и датчиком было 50 см. Нажмите на кнопку «Пуск» программы. Сейчас на графике появился второй горизонтальный участок, соответствующий освещённости датчика источником света, удалённым на 50 см.

9.     Остановите измерения. Впишите данные в таблицу.

10. Переместите включенный источник света на расстояние 60 см. 

11. Переместите включенный источник света на расстояние 70 см.

12. Переместите включенный источник света на расстояние 80 см. 

13. Что произошло с графиком освещённости?

14. Подготовьте рассказ с описанием хода эксперимента.

Анализ полученных данных

1.     Сравните между собой полученные показатели. Что вы можете сказать  об изменении освещённости?

2.     Подумайте, какая из планет – Венера или Юпитер ярче освещена? Ответ обоснуйте. 

II группа

Карточка-инструкция к эксперименту

Температура ладоней

Задачи:

•         определить, как изменяется температура наших ладоней в разных условиях;

•         сделать       вывод,        каким          образом      можно         повысить    или понизить температуру ладоней.

Проблемный вопрос 

Можно ли изменить температуру своих ладоней? Методика проведения

1.     Впишите имена участников эксперимента в таблицу.

2.     Присоедините      датчик        температуры        с        помощью    USB-кабеля к компьютеру.

3.     Откройте программу практикум. 

4.     Первый участник группы должен взяться за щуп датчика. 

5.     Нажмите на кнопку «Пуск» программы.

6.     Наблюдайте за показаниями температуры на мониторе компьютера.

7.     Остановите измерения.

8.     Найдите наивысшую температуру и внесите этот показатель в таблицу.

9.     Проделайте данные шаги для каждого участника эксперимента.

10. Каждый участник эксперимента выбирает способ, с помощью которого постарается изменить температуру своих ладоней.

11. Измерьте с помощью датчика температуру и занесите её в таблицу.

12. Что произошло с температурой?

13. Найдите разницу между начальной и конечной температурой, чтобы выяснить, насколько она повысилась или понизилась. Запишите ответ в таблицу.

15.Подготовьте рассказ с описанием хода эксперимента.

Анализ полученных данных

1.     Изменилась или нет температура ладоней и почему?

2.     Если бы у вас была возможность провести этот опыт ещё раз, какое действие вы бы выбрали для того, чтобы вызвать наибольшее изменение температуры?

Отчёт групп о проделанной работе

V.      Вывод

Практика работы с цифровыми датчиками показала, что в начальной школе с успехом могут быть использованы цифровые лаборатории. Ребята быстро овладевают процедурами подключения датчиков, измерения и анализа данных при помощи персонального компьютера. 

Замечено, чем больше учитель учит своих учеников и чем меньше предоставляет им возможностей самостоятельно приобретать знания, мыслить, действовать, тем менее энергичным и плодотворным становится процесс обучения.

И.Лернер

VI.   Рефлексия

Оцените, пожалуйста, эффективность применения цифровых датчиков при обучении окружающему миру с помощью приёма «Плюс, минус, интересно»

Плюс (красный) – применение датчиков эффективно.

Минус (синий) – непонятно, зачем их применять.

Интересно (зелёный) – вызвало интерес