Рабочая программа кружка "Цифровые лаборатории"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение  Митрофановская средняя общеобразовательная школа  Кантемировского муниципального района Воронежской области Рассмотрена   на   заседании ШМО  протокол № __от ___2017 г.  Руководитель ШМО:  Согласована Заместитель   директора   по ВР Утверждаю Директор школы Бабакова Т.В. О.А. Ржевская О.Н. Косолапенкова Приказ № __ от ___2017 Рабочая программа Кружка «Цифровые лаборатории» по естественнонаучному направлению Возраст: 11­15 лет Разработала  учитель химии Зябкина Ольга Алексеевна высшая квалификационная категория 2017­2018 год 1. Пояснительная записка Рабочая программа разработана в соответствии с: ­   Федеральным   законом   от   29.12.2012   №   273­ФЗ   "Об   образовании   в   Российской Федерации"; ­Порядком организации и осуществления образовательной деятельности по основным общеобразовательным программам – образовательным программам начального общего, основного общего и среднего общего образования, утв. приказом Минобрнауки России от 30.08.2013 № 1015; ­   Федеральным   государственным   образовательным   стандартом   основного   общего образования, утв. приказом Минобрнауки России от 17.12.2010 № 1897; ­ Приказами Минобрнауки от 31.12.2015 №№ 1577; ­ Образовательной программой ­ ООО,  ­ Уставом ОО. Федеральный   Государственный   образовательный   стандарт   основного   общего образования в процессе изучения предметов естественнонаучного цикла  предполагает приобретение опыта применения научных методов познания, наблюдения природных явлений,   проведения   опытов,   простых   экспериментальных   исследований,   прямых   и косвенных   измерений   с   использованием   аналоговых   и   цифровых   измерительных приборов.     ФГОС   выдвигает   требования   к   формированию   у   школьников метапредметные   результатов   –   универсальных   учебных   действий   (личностных, познавательных, регулятивных и коммуникативных), которые должны стать базой для овладения ключевыми компетенциями, «составляющими основу умения учиться». Сегодня   учебные   занятия   проходят   с   применением   цифровых   лаборатории. Цифровые лаборатории явились новым, современным оборудованием для проведения самых   различных   школьных   исследований   естественнонаучного   направления. Цифровые   лаборатории   в   учебном   процессе   могут   использоваться   при   проведении: демонстрационных   опытов,   лабораторных   работ,   фронтальных   экспериментов, практических работ, исследовательских работ, лабораторный практикум. Лаборатории   обладают   целым   рядом   неоспоримых   достоинств:   позволяют получать   данные,   недоступные   в   традиционных   учебных   экспериментах,   дают возможность   производить   удобную   обработку   результатов.   Цифровые   лаборатории разных типов позволяют проводить эксперимент с высокой точностью и наглядностью, отображать ход эксперимента в виде графиков, таблиц и показаний приборов, а также представляет большие возможности по обработке и анализу полученных данных. Однако следует отметить, хотя и проведение практических работ с цифровыми датчиками увеличивает время эксперимента, а на приобретение навыка работы с этим оборудованием  также    требуется дополнительное  время,  но  с помощью  них можно провести такие эксперименты, которые не удается сделать традиционными методами. Цифровые   лаборатории   явились   новым,   современным   оборудованием   для проведения   самых   различных   школьных   исследований   естественнонаучного направления. Цель программы: формирование и развитие у обучающихся навыков проведения исследовательских   работ   естественнонаучной   направленности   с   использованием цифровых лабораторий различных типов. Задачи программы:   обучение школьников новейшим средствам реализации учебного эксперимента  через использование цифровых лабораторий,  формирование   умения   проводить   исследования   на   стыке   нескольких   учебных дисциплин – биологии, экологии, физики, химии,  Раскрытие творческого потенциала обучающихся, формирование у них навыка самостоятельного поиска научной информации.  Данный   предмет   как   в   теоретической,   так   и   в   фактической   своей   части практикоориентирован: все понятия, законы и теории, а также важнейшие процессы, явления   в   природе   и   окружающей   нас   жизни     даются   в   плане   их   практического значения, применения веществ в повседневной жизни и их роли в живой и неживой природе. Содержание предмета  направлено на формирование универсальных учебных действий,   обеспечивающих   развитие   познавательных   и   коммуникативных   качеств личности. Программа предназначена для учащихся 11­15 лет. Количество часов –70. Срок реализации программы –1год. Режим занятий ­ занятия проводятся по 2 часа в неделю, в кабинете № 209, с 14.30. Формы и методы работы:  Программа   предполагает   проведение   теоретических   занятий,   практических   работ, круглых столов, организацию проектной деятельности. 2. Содержание курса Раздел   1:   «Значение   исследовательских   работ   в   системе   естественнонаучных дисциплин» (8 часов) Исследовательские работы в практике естественнонаучных дисциплин. Структура исследовательской работы Этапы  деятельности в исследовательской работе. Презентация своей исследовательской работы. Раздел 2: «Общее знакомство с цифровыми лабораториями» (30 часов) Оборудование современного исследователя Основные принципы работы с цифровыми лабораториями «Spark»  Основные принципы работы с цифровыми лабораториями «Еinstein» Основные принципы работы с цифровыми лабораториями «L­микро» Знакомство с программным обеспечением цифровых лабораторий. Работа с датчиком рН и анализ полученных данных. Работа с датчиком содержания кислорода и анализ полученных данных. Работа с датчиком температуры и анализ полученных данных. Работа с датчиком влажности и анализ полученных данных. Работа с датчиком освещенности и анализ полученных данных. Работа с датчиком регистрации ЧСС и анализ полученных данных. Работа с датчиком дыхания  и анализ полученных данных. Работа с датчиком давления  и анализ полученных данных. Основные приемы работы с графиками в ПО цифровых лабораторий Анализ данных, полученных с датчиков цифровой лаборатории. Эффективность   использования Раздел 3: «Практикум с использованием цифровых лабораторий» (32 часа) Практическая   работа   «Энергосбережение. энергосберегающих ламп в быту».  Практическая  работа «Измерение показателей микроклимата в школьном  кабинете». Практическая  работа «Исследование кислотности газированных напитков». Практическая  работа «Влажность воздуха и ее изменение». Практическая  работа «Равномерность освещенности  от разных  источников». Практическая  работа «Кислотность жидкостей». Практическая  работа «Изменение пульса». Практическая  работа «Изменение объема дыхания». Практическая  работа «Агрегатное состояние воды». Практическая  работа «Анализ качества пищевых продуктов». Практическая  работа «Анализ качества фармацевтических препаратов». Практическая  работа «Анализ почвы». Практическая  работа «Анализ воды из природного водоема». Практическая  работа «Анализ качества водопроводной воды». Практическая  работа «Анализ загрязненности воздуха». Презентация продукта исследования с применением цифровой лаборатории. 3. Планируемые результаты курса внеурочной деятельности Результатами освоения программы являются:  1. Основные личностные результаты обучения:  воспитание   чувства   гордости   за   российскую   химическую   науку,   гуманизм, отношение к труду, целеустремленность;  формирование ценности здорового и безопасного образа жизни; усвоение правил индивидуального и коллективного безопасного поведения людей; готовность к осознанному выбору дальнейшей образовательной траектории;   формирование умения управлять своей познавательной деятельностью.  формирование основ экологической культуры, соответствующей современному уровню   экологического   мышления,   развитие   опыта   экологически ориентированной   рефлексивно­оценочной   и   практической   деятельности   в жизненных ситуациях. 2. Основные метапредметные результаты обучения:   умение самостоятельно определять цели своего обучения, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности;  умение   самостоятельно   планировать   пути   достижения   целей,   в   том   числе альтернативные,  осознанно   выбирать   наиболее   эффективные  способы   решения учебных и познавательных задач;  умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль   своей   деятельности   в   процессе   достижения   результата,   определять способы действий в рамках предложенных условий и требований, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией;  умение   оценивать   правильность   выполнения   учебной   задачи,   собственные  возможности её решения; владение   основами   самоконтроля,   самооценки,   принятия   решений   и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;  умение   создавать,   применять   и   преобразовывать   знаки   и   символы,   модели   и схемы для решения учебных и познавательных задач;  умение   организовывать   учебное   сотрудничество   и   совместную   деятельность   с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе: находить общее решение   и   разрешать   конфликты   на   основе   согласования   позиций   и   учёта интересов; формулировать, аргументировать и отстаивать своё мнение;  умение   осознанно   использовать   речевые   средства   в   соответствии   с   задачей коммуникации   для   выражения   своих   чувств,   мыслей   и   потребностей; планирования и регуляции своей деятельности; владение устной и письменной речью, монологической контекстной речью;  формирование   и   развитие   компетентности   в   области   использования информационно коммуникационных технологий;  формирование и развитие экологического мышления, умение применять  его в познавательной,   коммуникативной,   социальной   практике   и   профессиональной ориентации. 3. Предметные результаты обучения:  Умение различать виды современного цифрового оборудования исследователя,   Освоение основных   принципов работы с цифровыми лабораториями «Spark», «Einstein», «L­микро»,  Выполнение   на практике простейших измерений с использованием встроенных датчиков цифровых лабораторий: датчика рН, датчика содержания кислорода, датчика   температуры,   датчика   влажности,   датчика   регистрации   данных   ЧСС, датчика дыхания, датчика давления,   проведение анализов результатов, полученных с цифровых датчиков.   Умение   применять   цифровые   лаборатории   при   проведении   исследовательских работ.  Умение   проводить   несложные   измерения   показателей   окружающей   среды   с помощью встроенных датчиков.  Умение   проводить   исследования   следующих   показателей:   эффективности использования   световых   ламп,   показателей   микроклимата   помещений, кислотности, влажности, освещенности, физиологических показателей – объема дыхания,   пульса,   частоты   сердечных   сокращений,   простейший   качественный анализ на примере продуктов питания и фармацевтических препаратов.  Соблюдение   правил   техники   безопасности   при   проведении   экспериментов   с применением цифровых лабораторий.  Умение   обрабатывать   полученную   статистическую   информацию   с   цифровой лаборатории в целом и с отдельных датчиков.  Проводить расчеты по показаниям конкретных видов цифровых датчиков.  Структурировать   и   интерпретировать   информацию,   представлять   ее   в   форме двухмерной, трехмерной модели, графика, excel – таблицы. Виды деятельности обучающихся,  направленные на  достижение результатов:  Практикоориентированные деловые игры,  Игры познавательной направленности,  Аналитическая работа с познавательными и обучающими видеофильмами,  Практикумы с исследовательским оборудованием,  Составление тематических кластеров,  Тематическая лекция + диалог,  Исследовательские практикумы,  Работа с исследовательскими дневниками,  Моделирование,  Практические работы с отдельными видами датчиков,  Выполнение практических работ в творческих группах,  Самостоятельной планирование проектной работы,  Презентация и защита авторского мини­проекта. Организация проектной и учебно­исследовательской деятельности обучающихся: «Практикум   с   цифровой   лабораторией»   представляет   собой   практикум естественнонаучной   направленности,   результатом   освоения   которого   является выполнение   проектных   работ   с   применением   цифровых   лабораторий   трех   видов «Spark»,   «Einstein»,   «L­микро»,   а   также   метода   моделирования   в   двухмерном   и трехмерном   пространстве.   Проектные   работы   носят   практический   характер.   Могут быть   самостоятельно   реализованы   на   практике   самими   обучающимися.   В   ходе реализации   проектных   работ   обучающиеся   научатся   самостоятельно   презентовать   и публично защищать свои проекты. 4. Календарно­тематическое планирование № Разделы программы и темы занятий Колич ество часов Теория Прак тика Дата По плану Факт Раздел   1:   «Значение   исследовательских   работ   в   системе   естественнонаучных дисциплин» (8 часов) 1­2 Исследовательские   работы практике 1 неделя сентября 1 неделя сентября 2 1 1   в естественнонаучных дисциплин. 3­4 Структура 5­6 Этапы   исследовательской работы   деятельности   в исследовательской работе. своей исследовательской работы.   7­8 Презентация 2 2 2 1 1 1 1 1 1 2 неделя сентября 3 неделя сентября 4 неделя сентября 2 неделя сентября 3 неделя сентября 4 неделя сентября 1 неделя Раздел 2: «Общее знакомство с цифровыми лабораториями» (30 часов) 9­ Оборудование 1 неделя 2 1 1 10 11­ 12 13­ 14 15­ 16 17­ 18 19­ 20 21­ 22 23­ 24 25­ 26 27­ 28 29­ 30 31­ 32 33­ 34 35­ 36 37­ 38       с     современного исследователя Основные   принципы работы   с   цифровыми лабораториями «Spark»  Основные принципы работы   с   цифровыми лабораториями «Еinstein» Основные принципы работы   с   цифровыми лабораториями «L­микро» Знакомство с программным обеспечением   цифровых лабораторий. Работа   с   датчиком   рН   и анализ полученных данных. Работа   датчиком содержания   кислорода   и анализ полученных данных. Работа   датчиком температуры   и   анализ полученных данных. Работа влажности   и   полученных данных. Работа   датчиком освещенности   и   анализ полученных данных. Работа   датчиком регистрации ЧСС и анализ полученных данных. Работа с датчиком дыхания и   анализ   полученных данных. Работа давления   полученных данных. Основные приемы работы с графиками в ПО цифровых лабораторий данных, Анализ полученных   с   датчиков   датчиком   и   анализ   датчиком анализ     с с с с   с   2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 октября октября 2 неделя октября 2 неделя октября 3 неделя октября 3неделя октября 4   неделя октября 4   неделя октября 1 неделя ноября 1 неделя ноября 2 неделя ноября 3неделя ноября 2 неделя ноября 3неделя ноября 4 неделя ноября 4 неделя ноября 1 неделя декабря 1неделя декабря 2 неделя декабря 2 неделя декабря 3 неделя декабря 3 неделя декабря 4 неделя декабря 4 неделя декабря 3 неделя января 2 неделя января 4 неделя января 4 неделя января 1 неделя февраля 1 неделя февраля 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 цифровой лаборатории. Раздел 3: «Практикум с использованием цифровых лабораторий» (32 часа) 39­ 40 2 неделя февраля работа 2 1 1   2 неделя февраля     работа   работа Практическая «Энергосбережение. Эффективность использования энергосберегающих   ламп  в быту».  Практическая работа «Измерение   показателей микроклимата   в   школьном кабинете» Практическая «Исследование кислотности   газированных напитков». Практическая     работа «Влажность   воздуха   и   ее изменение» Практическая   «Равномерность освещенности     от   разных источников» Практическая   «Кислотность жидкостей» Практическая   «Изменение пульса» Практическая   «Изменение   дыхания» Практическая   «Агрегатное   воды» Практическая     работа «Анализ качества пищевых продуктов» Практическая   «Анализ фармацевтических препаратов» Практическая   «Анализ почвы»   работа состояние   работа объема   работа качества   работа   работа   работа   41­ 42 43­ 44 45­ 46 47­ 48 49­ 50 51­ 52 53­ 54 55­ 56 57­ 58 59­ 60 61­ 62 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 неделя февраля 3 неделя февраля 4 неделя февраля 4 неделя февраля 1 неделя марта 1 неделя марта 2 неделя марта 2 неделя марта 3 неделя марта 4 неделя марта 1 неделя апреля 3 неделя марта 4 неделя марта 1 неделя апреля 2 неделя апреля 2 неделя апреля 3 неделя апреля 3 неделя апреля 4 неделя апреля 4 неделя апреля 1 неделя 1 неделя мая мая 63­ 64 65­ 66 67­ 68 69­ 70           работа качества   работа из Практическая   «Анализ воды   природного водоема» Практическая   «Анализ водопроводной воды» Практическая   «Анализ воздуха» продукта Презентация   с исследования применением   цифровой лаборатории.   работа загрязненности 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 неделя 2 неделя мая мая 3 неделя 3 неделя мая мая 4 неделя 4 неделя мая мая 4 неделя 4 неделя мая мая 5. Информационно­методическое обеспечение: Дополнительная литература: 1. Методические материалы к цифровой лаборатории «Spark» ­ М.: 2014. 2. Методические материалы к цифровой лаборатории «L­микро»  ­ М.: 2013. 3. Методические материалы к цифровой лаборатории «Еinstein» ­  М.: 2014. 4. Счастная   Т.Н.   Рекомендации   по   написанию   научно­исследовательских   работ. Исследовательская работа школьников. – М.:  2015. 5. Новые   педагогические   и   информационные   технологии   в   системе   образования. 6. Концепция развития исследовательской деятельности учащихся. Н.Г. Алексеев, Под ред. Е.С. Полат – М.: 2015. А. В. Леонтович. – М.: 2015. 1. Электронная библиотека портала Auditorium.ru: http://www.auditorium.ru ,. 2. www   .  ru Рекомендации по оформлению стендовых докладов и   .  anichkov   Цифровые образовательные ресурсы: презентаций на научно­практические конференции.  ://   www  3. http   .  bestreferat   4. www.aquakultura.ru/   5. http://ru.wikipedia  .  ru Комплект оборудования для проведения кружка: 1. Цифровые лаборатории «Spark» , «Еinstein»,  «L­микро».   2. Методические материалы к цифровым лабораториям. 3. Программное обеспечение.  4. Датчики рН. 5. Датчики содержания кислорода. 6. Датчики освещенности. 7. Датчики температуры. 8. Датчики влажности. 9. Датчики сокращения сердца. 10.Датчики дыхания. 11.Датчики давления 12.Компьютер, интерактивная доска.