Цифровые лаборатории в курсе "окружающий мир" начальной школы

 

 

 

 

 

 

 

 

ЦИФРОВЫЕ ЛАБОРАТОРИИ В КУРСЕ «ОКРУЖАЮЩИЙ МИР» НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЫ

 

 

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

 

 

 

 

Тюмень

2018

 

 

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

 ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

«КОЛЛЕДЖ ЦИФРОВЫХ И ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ»

 

 

 

 

 

 

 

ЦИФРОВЫЕ ЛАБОРАТОРИИ В КУРСЕ «ОКРУЖАЮЩИЙ МИР» НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЫ

 

 

Составители Л.В. Михеева, С.В. Мосол

            УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тюмень

2018

 

 

УДК 37.0

БКК 74.202.684

          Ц 75

 

 

Рекомендовано методическим советом ГАПОУ ТО «Колледж цифровых и педагогических технологий» в качестве методических рекомендаций 07.12.2018. протокол № 3

 

 

Рецензенты: Л.В. Аристова, С.А. Калиновская

 

 

 

    Цифровые лаборатории в курсе «Окружающий мир» в начальной школе: учебно-методическое пособие / сост.: Л. В. Михеева, С. В. Мосол. – Тюмень: ГАПОУ ТО «Колледж цифровых и педагогических технологий», 2018, - 49 с.

 

ISBN 978-5-9907774-6-0

 

Учебно-методическое пособие содержит описание цифровых лабораторий Еinstein™ Tablet +, Labdisc ГЛОМИР,  техническую характеристику  мобильной естественнонаучной лаборатории Labdisc  ГЛОМИР, информацию о методических особенностях практической работы с цифровой лабораторией Labdisc ГЛОМИР на уроках окружающего мира, технологическую карту фрагмента урока  по окружающему миру с применением мобильной цифровой лаборатории Labdisc ГЛОМИР.

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов профессиональных образовательных организаций и учителей начальных классов при подготовке к урокам  окружающего мира.

 

УДК 37.0 БКК 74.202.684                       © ГАПОУ ТО «Колледж цифровых и педагогических технологий»

Содержание

 

 

Введение	5
1.  Цифровые лаборатории для начальной школы	6
2. Техническая характеристика  мобильной естественнонаучной лаборатории Labdisc  ГЛОМИР	10
3. Методические рекомендации по проведению практической работы на уроках окружающего мира с использованием цифровой лабораторией Labdisc ГЛОМИР	18
3.1. Практическая работа № 1	24
3.2. Практическая работа № 2	27
3.3. Практическая работа № 3	31
3.4. Практическая работа № 4	34
3.5. Практическая работа № 5	36
3.6. Практическая работа № 6	38
4. Технологическая карта фрагмента урока окружающего мира с использованием цифровой лаборатории Labdisc ГЛОМИР	41
5. Список использованных источников	48

 

Введение

В XXI веке современная школа одной из задач ставит формирование и развитие у обучающихся навыков и умений самостоятельной исследовательской, творческой деятельности. Согласно Федеральному Государственному Образовательному Стандарту начального общего образования освоение обучающимися образовательной программы должно быть направлено на достижение предметных, личностных и метапредметных результатов. Поставленные задачи можно реализовать, применяя инновационное учебное оборудование так: интерактивная доска, электронный микроскоп, документ-камера, цифровые лаборатории для проведения исследований, экспериментов, практических работ. Использование такого оборудования на уроках в начальной школе даёт возможность обучающимся самостоятельно участвовать в эксперименте, мотивирует их к обучению и к исследовательской деятельности, получению опыта работы с интерактивной техникой, освоению интерфейса новой компьютерной программы.

В данном пособии рассмотрено применение цифровых лабораторий на уроках окружающего мира.

Пособие включает описание цифрового оборудования, методические рекомендации по проведению практических работ на уроках окружающего мира с использованием цифровой лаборатории Labdisc ГЛОМИР по разделу «Человек и природа».

 

 

 

1.     Цифровые лаборатории для начальной школы

В настоящее время существует множество цифровых лабораторий для начальной школы, каждая из которых призвана решать свои задачи, но вместе с тем они помогают стать детям настоящими исследователями и учёными.

Особенно востребованными в начальной школе оказались цифровые лаборатории, они позволяют:

-       реализовать принцип наглядности в учебном процессе;

-       показать необходимость практических экспериментов при изучении предметов естественнонаучного цикла и на уроках окружающего мира в начальной школе;

-       обеспечить точность количественных измерений;

-       повысить ИКТ-копметентность учителя и ученика;

-       облегчить труд учителя.

Цифровые лаборатории – это инновационное учебное оборудование для проведения большого количества демонстраций, исследований, опытов и лабораторных работ.

Цифровая лаборатория Еinstein™ Tablet +

Рисунок 1 - Цифровая лаборатория Еinstein™ Tablet +

Цифровая лаборатория Еinstein™ Tablet + включает в себя усовершенствованный планшетный компьютер на платформе Android OS с 8 встроенными датчиками и с разъемами для подключения 8 внешних датчиков, смотри рисунок 1.

Она предоставляет возможность проводить увлекательные естественно-научные эксперименты как в помещении школы, так и за ее пределами, демонстрировать эксперимент всему классу, подключив регистратор к мультимедийному проектору.

Регистратор данных Еinstein™ Tablet + с программным обеспечением MiLAB способен одновременно регистрировать данные, поступающие с 16 датчиков (используя разные способы соединения), производить до 100 000 измерений в секунду, осуществлять передачу данных посредством беспроводных соединений Wi-Fi и Bluetooth.

В Регистратор данных Еinstein™ Tablet + встроены 8 датчиков: влажности, ЧСС, температуры, освещенности, ультрафиолета, звука, местоположения и акселерометр.

Версия регистратора без встроенных датчиков (Еinstein™ Tablet позволяет одновременно работать только с 8 датчиками. Всего в комплект лаборатории может входить до 65 датчиков различного назначения.

В комплект аксессуаров к лабораториям входят:

-       подставка под планшет напольная;

-       подставка под планшет настольная;

-       крепление к гладким поверхностям;

-       силиконовый чехол;

-       сумка для планшета;

-       чехол-подставка;

-       беспроводная мышь;

-       Bluetooth-клавиатура;

-       Bluetooth-гарнитура;

-       стилус.

 

LabDisc. Мультисенсорный регистратор данных

Рисунок 2 - LabDisc. Мультисенсорный регистратор данных

 

Беспроводной, компактный регистратор данных для любой естественно-научной школьной лаборатории, представлен на рисунке 2.

LabDisc – полноценная беспроводная лаборатория со встроенными датчиками (до 13 в одном устройстве).

В отличие от предыдущих поколений беспроводных лабораторий, LabDisc гораздо более помехоустойчив – данные от всех встроенных датчиков передаются по одному каналу и используют только один передатчик.

Регистратор данных Labdisc включает в себя дисплей, набор кнопок, память и аккумулятор для обеспечения полностью автономного сбора данных. Позволяет обходиться без компьютера во время полевых экспериментов, высококонтрастный экран устраняет проблемы чтения показаний при ярком солнечном свете. Может работать просто как интерфейс датчиков, передавая измерения на компьютер в режиме реального времени.

Для простого эксперимента в обычном классе из 30 учеников на 15 рабочих мест требуется не менее 90 отдельных приборов, которые нужно проверить, откалибровать, настроить и убрать после окончания работы. С регистратором Labdisc это число сократится до 15. К тому же внутренний микропроцессор автоматически калибрует и проверяет все датчики по встроенным справочным таблицам, позволяя учителям сосредоточиться на преподавании, а не на настройке оборудования. Длительное время работы батареи (более 150 часов) одинаково ценно как при работе в помещении, так и в полевых условиях, особенно для исследования медленных процессов. Ученики могут проверять гипотезы, относящиеся к таким явлениям, как рост растений или изменение климата и загрязнение окружающей среды.

C мобильной естественно-научной лабораторией процесс обучения становится легким и увлекательным, подходящим для любой ступени образования.

 

 

2.Техническая характеристика мобильной естественнонаучной лаборатории Labdisc ГЛОМИР

Мобильная цифровая лаборатория с мультисенсорным регистратором данных предназначена для поддержки современных тенденций усиления исследовательского компонента в естественно-научном образовании младших школьников, представлена на рисунке 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3 – Мобильная цифровая лаборатория Labdisc ГЛОМИР

 

В мобильной естественно-научной лаборатории Labdisc ГЛОМИР с мультисенсорным регистратором данных младшие школьники могут быстро провести эксперимент и получить реальный результат. Вся лаборатория умещается на ладони, с ней можно отправиться в лес, на экскурсию, в поход.

Дружественный интерфейс регистратора на основе пиктограмм с отдельными кнопками для каждого встроенного датчика, понятен даже самым младшим школьникам. Компьютерная программа даст им готовый материал для анализа – таблицу или график, получить который самостоятельно они смогут только с большим трудом и с помощью учителя, а информация, полученная с экрана компьютера, сама инициирует обсуждение и анализ результатов.

Главная особенность Labdiscа – минимум действий:

-       не требуется действий по подключению и настройке датчиков – основной набор датчиков встроен в Labdisc;

-       запись показаний датчиков начинается сразу после нажатия кнопки на его корпусе;

-       для просмотра показаний какого-либо датчика во время эксперимента также требуется только одно нажатие кнопки – той, на которой изображен понятный и легко запоминающийся символ этого датчика.

Регистратор данных Labdisc включает в себя графический дисплей, встроенные датчики, набор управляющих кнопок, аккумулятор на 150 часов работы. Внутренняя память рассчитана на хранение до 100000 замеров. Контрастный экран устраняет проблемы чтения показаний при ярком солнечном свете.

Для работы с данным цифровым инструментом учителю начальных классов следует учесть следующие ключевые позиции:

-       регистратор данных Labdisc может быть использован как самостоятельный цифровой измерительный инструмент или в качестве интерфейса датчиков для передачи результатов измерения на компьютер в режиме реального времени;

-       для работы с датчиком через компьютер должно быть предварительно установлено программное обеспечение GlobiWorld.

GlobiWorld приложение предоставляет различные возможности отображения и анализа экспериментальных данных. При подключении Labdisc ГЛОМИР к приложению GlobiWorld через компьютер можно производить настройки и управлять регистратором данных Labdisc.  Программа предлагает различные виртуальные измерительные приборы, таблицы, графики, столбчатые диаграммы.

Виртуальный научный парк GlobiWorld - это мир виртуальных технопарков, создающий многофункциональную обучающую среду с красочным интерфейсом. Здесь ученики начальной школы могут проводить эксперименты, пользуясь детальными анимированными инструкциями из рабочих журналов, анализировать данные, знакомиться с биографиями всемирно известных ученых, а также с интересными научными фактами. GlobiWorld помогает понять значение величайших научных открытий.

GlobiWorld разработан для того, чтобы сделать настоящую исследовательскую деятельность максимально доступной младшим школьникам. Красочные тематические парки в сочетании с мощным инструментарием анализа данных (гистограммы, индикаторы, функции) создают среду, позволяющую в увлекательной форме получать новые знания, которые надолго останутся в памяти каждого школьника. GPS-данные с внутреннего GPS-приемника интегрированы с картой Google.

GlobiWorld, как настоящий парк развлечений, заполнен увлекательными учебными материалами, напрямую обращенными к формирующемуся интеллекту школьника, представлен на рисунке 4.

Рисунок 4 - Интерфейс программы GlobiWorld

Управление регистратором данных Labdiscа осуществляется с помощью кнопок меню, кнопок выбора датчиков и дисплея. Это позволяет работающему с прибором считывать показания датчиков, задавать все параметры регистрации данных, выбор датчика, частоту и количество замеров, осуществлять контроль над работой прибора. Кнопки регистратора данных Labdisc подразделяются на две категории, в соответствии со схемой 1.

 

Схема 1 - Кнопки регистратора данных Labdisc

Кнопки меню

Рисунок 5 - Кнопки меню регистратора Labdisc

Три нижние кнопки Выбор, Включить, Прокрутка, предназначены для навигации по меню и представлены на рисунке 5.

При нажатии кнопки Включить, выполняются следующие действия:

-       включается прибор в режим «Измерительный прибор»;

-       при нажатии и удерживании этой кнопки более трех секунд в любом режиме, кроме режима «Регистрация данных», включается регистратор данных.

При нажатии кнопки Прокрутка:

-       в режиме «Меню» прокручиваются пункты меню;

-       в режиме «Регистрация данных» производится ручной замер, если задан ручной режим частоты замеров.

При нажатии кнопки Выбор:

-       в режиме «Измерительный прибор» автоматически переводится этот прибор в режим «Регистрация данных» и начинается сбор данных;

-       в режиме «Регистрация данных» прекращается регистрация, а прибор автоматически переходит в режим «Измерительный прибор»;

-       в режиме «Меню» осуществляется выбор отображаемой позиции меню.

Кнопки датчиков регистратора Labdisc

Рисунок 6 - Кнопки датчиков регистратора Labdisc

Семь верхних кнопок на регистраторе данных предназначены для выбора встроенных датчиков:

-       при нажатии любой кнопки в режиме «Измерительный прибор» на дисплее будет отображаться текущее показание соответствующего датчика;

-       при нажатии любой кнопки в режиме «Меню» соответствующий датчик будет выбран для проведения следующей серии измерений;

-       при нажатии любой кнопки в режиме «Регистрация данных» и если задана частота замеров меньше 100 с^-1, на дисплее регистратора данных будет отображаться текущее показание соответствующего датчика, представлены на рисунке 6.

Регистрация данных происходит со встроенных датчиков, указанных на рисунке 7. Виды датчиков представлены в таблице 1.

Рисунок 7 - LabDisc. Встроенные датчики регистратора

Таблица 1- Встроенные датчики регистратора LabDisc

Вид датчика	Название датчика
	Датчик частоты сердечных сокращений
	Датчик уровня освещенности
	Датчик температуры окружающей среды
	Датчик температуры исследуемой среды
	Микрофонный датчик
	Датчик расстояния
	GPS-приемник

 

При нажатии кнопки Прокрутка в режиме «Измерительный прибор» регистратор данных переходит в режим «Меню».

В режиме «Меню» пользователь может просмотреть три больших раздела меню, которые отображаются на экране. Для навигации по меню нужно нажимать кнопку Прокрутка. Выбранный раздел меню выделен цветом. Далее необходимо нажать кнопку Выбор, чтобы открыть подменю выбранного пункта основного меню.

Настройка экрана выбора параметров меню включает тип «Меню», где отображается значок, представляющий тип параметра, выбранного в подменю.

Параметры отображают возможные значения параметров (четыре

величины), которые можно выбрать. Выбранное значение отображает выбранное текущее значение.

Рамка выбора выделяет значение, выбранное кнопкой «Прокрутка». Эту кнопку нажимают, чтобы перейти к следующим знаниям (когда рамка выбора дойдет до последнего значения, следующее нажатие кнопки вернет ее к первому значению).

Если в меню доступно для выбора более четырех значений, об этом свидетельствует маленький треугольник, который появляется в нижней части экрана. При помощи кнопки «Прокрутка» можно выбрать эти дополнительные варианты.

В комплект лаборатории входят:

-       регистратор данных со встроенными датчиками температуры исследуемой среды (–25...+110°С), окружающей среды (–10...+50°С), расстояния (0,4–10 м), частоты сердечных сокращений (0–200 уд/мин), освещенности (0–55 000 лк), а также микрофон (58–93 дБ);

-       зарядное устройство и кабель USB;

-        клипса для измерения частоты сердечных сокращений;

-       справочное пособие.

Главная особенность Labdiscа – минимум действий: не требуется действий по подключению и настройке датчиков. Основной набор датчиков встроен в Labdisc, запись показаний датчиков начинается сразу после нажатия одной единственной кнопки на его корпусе; для просмотра показаний какого-либо датчика во время эксперимента также требуется только одно нажатие кнопки – той, на которой изображен понятный и легко запоминающийся символ этого датчика.

    GlobiLab позволяет ученикам исследовать окружающий мир – производить разнообразные измерения, анализировать данные замеров в реальном времени и получать красочную интерпретацию полученных результатов.

    Беспроводная связь с регистратором Labdisc обеспечивает бесконтактную настройку датчиков и полное управление ходом эксперимента.

Графическое отображение данных позволяет ученикам в реальном времени сопоставлять теорию и эксперимент.

Множество ярких индикаторов обновляются пять раз в секунду и отображают данные в виде:

-       аналогового измерителя;

-       гистограммы;

-       термометра;

-       цифрового значения;

-       цветовой шкалы.

 

3.     Методические рекомендации по проведению практической работы на уроках окружающего мира с использованием цифровой лабораторией Labdisc ГЛОМИР

Федеральный государственный образовательный стандарт начального общего образования (ФГОС НОО) предъявляет к предмету «Окружающий мир» следующие требования:

-       освоение доступных способов изучения природы и общества (наблюдение, запись, измерение, опыт, сравнение, классификация  с получением информации из семейных архивов, от окружающих людей, в открытом информационном пространстве);

-       активное использование речевых средств и средств информационных и коммуникационных технологий  для решения коммуникативных и познавательных задач;

-       использование различных способов поиска (в справочных источниках и открытом учебном информационном пространстве сети Интернет), сбора, обработки, анализа, организации, передачи и интерпретации информации в соответствии с коммуникативными и познавательными задачами и технологиями учебного предмета;

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

Цель изучения курса «Окружающий мир» в начальной школе - формирование целостной картины мира и осознание места в нем человека, развитие у младшего школьника опыта общения с людьми, обществом и природой.

При организации практической работы на уроках окружающего мира необходимо формировать следующие универсальные учебные действия:

Регулятивные УУД:

-       умение планировать решение учебной задачи: выстраивать последовательность необходимых операций (алгоритм действий).

Метапредметные УУД:

-       планирование процесса познавательной деятельности.

Познавательные УУД:

-       умение владеть способами фиксации определенных видов информации о внешнем мире, о самом себе с использованием встроенных датчиков Labdiscа ГЛОМИР, приобретение опыта сбора числовых данных;

-       умение анализировать результаты практических работ, элементарных исследований; фиксировать их результаты;

-       умение строить и читать таблицы, графики для получения и обработки информации;

-       умение воспроизводить по памяти информацию, необходимую для решения учебной задачи;

-       умение проверять информацию, находить дополнительную информацию, используя дополнительные источники, в том числе Интернет;

-       умение презентовать подготовленную информацию в наглядном и вербальном виде.

-       умение выявлять особенности (качества, признаки) разных объектов и явлений окружающего мира в процессе их рассматривания (наблюдения).

Коммуникативные УУД:

-       умение сознательно строить речевое высказывание в соответствии с задачами учебной коммуникации;

-       умение формулировать и аргументировать точку зрения;

-       умение договариваться о распределении функций и ролей в различных видах совместной деятельности.

Личностные УУД:

-       умение сознательно строить речевое высказывание в соответствии с задачами учебной коммуникации;

-       умение формулировать и аргументировать точку зрения;

-       умение договариваться о распределении функций и ролей в различных видах совместной деятельности.

Задача учителя научить обучающихся исследовать мир с помощью собственных наблюдений и экспериментов, задавая вопросы и добывая на них ответы, а также научить нестандартно мыслить, творчески подходить к любому вопросу, сделать всё, чтобы обучающиеся получали удовольствие от происходящего на уроках, от собственных исследований и догадок. Умению результативно действовать в новых ситуациях, извлекать из собственного опыта новые знания, использовать ранее накопленные знания и умения ученик должен научиться самостоятельно.

Ещё одной особенностью ФГОС НОО является формирование у обучающихся умения самостоятельного поиска информации. Это очень важное умение, как с образовательной точки зрения, так и с точки зрения исследовательского обучения.

Образовательная область «Окружающий мир» дает все возможности для организации наблюдений явлений природы и общественной жизни. Обучающиеся выполняют практические работы. Это может быть как индивидуальная работа, когда формируются личностные универсальные учебные действия, так и групповая, когда формируются коммуникативные универсальные учебные действия. Это связано с тем, что обучающиеся имеют различный уровень подготовки, различный уровень сформированности умений и навыков, различный темп работы, психологические особенности.

Основная цель практической работы на уроках окружающего мира заключается в использовании интеллектуально-творческого потенциала личности обучающегося младшего школьного возраста путем развития исследовательских способностей. 

В своей работе учителю необходимо:

-       формировать у обучающихся представления об исследовательской деятельности, как о ведущем способе учебной деятельности;

-       содействовать развитию у обучающихся навыков связной речи и творческой исследовательской активности;

-       стимулировать у младших школьников интерес к фундаментальным и прикладным наукам;

-       содействовать формированию у обучающихся научной картины мира.

Практическая работа может носить как учебно-тренировочный (отработка умений работы с инструментами, конкретными материалами, приборами, животными, растениями), так и опытно-конструкторский характер, например, изготовление действующих моделей учебных пособий, изготовление радиоприборов, разработка проектов конструкций ЛЕГО, компьютерных программ, совершенствование технологических процессов, стимулирующих познавательную деятельность обучающегося.

 Можно выделить три основополагающих этапа, в рамках которых организуется практическая работа обучающихся:

1 этап – подготовительный;

2 этап – непосредственное выполнение практической работы;

3 этап – этап итогового контроля.

Предварительно готовившись к уроку обучающиеся знакомятся с теорией по данному материалу, работают с картой, представленной в атласе, изучают материал учебника и дополнительной литературы, применявшийся в практической работе.

На следующем этапе учитель ставит цель урока, а обучающиеся формулируют задачи.

Непосредственно перед практической работой проводится инструктаж по технике безопасности при работе за компьютером и лабораторным оборудованием.

 

 

 

 

Инструктаж по технике безопасности

1.     Во время занятий будьте внимательны, дисциплинированны, осторожны, точно выполняйте указания учителя. 2.     Соблюдайте расстояние до экрана монитора - 60-70 см. При напряженной длительной работе глаза переутомляются, поэтому каждые 5 минут отрывайте взгляд от экрана и смотрите на что-нибудь, находящееся вдали. 3.     За компьютером сидите свободно, без напряжения, не сутулясь, не наклоняясь и не наваливаясь на спинку стула. Ноги ставьте прямо на пол, одна возле другой, не вытягивайте их и не подгибайте. 4.     Работать на клавиатуре, с устройством Labdisc Гломир разрешается только сухими руками; легко нажимая на клавиши, не допуская резких ударов и не задерживая клавиши в нажатом положении. 5.     Нельзя трогать питающие провода и разъемы соединительных кабелей, прикасаться к экрану и тыльной стороне монитора. 6.     В случае поломки не пытайтесь самостоятельно устранять неисправности в работе компьютера, аппаратуры; при неполадках и сбоях работе техники немедленно прекратите работу и сообщите об этом учителю.

 

В ходе выполнения практической работы обучающимся предлагается задание с полным описанием выполняемых действий.

По окончании выполнения заданий производится анализ полученных результатов, сравнение их с теоретическим материалом. Сделав соответствующие выводы, обучающиеся выполняют контрольные задания, отвечают на вопросы, составляют памятки.

При организации исследований на уроках окружающего мира учитель может применять как привычные традиционные приборы (термометр, микроскоп, ростомер), так и современные (интерактивная доска, проектор, документ-камера, цифровые лаборатории).

В данном пособии представлены практические работы с использованием современного цифрового оборудования Labdisc Гломир.

Тематика практических работ представлена в таблице 2.

Таблица 2 – Тематика практических работ

 

Практическая работа №	Название практической работы	Цель практической работы	Контроль и оценка результатов
Практическая работа № 1	Знакомство с лабораторным оборудованием Labdisc Гломир	Знакомство обучающихся с лабораторией Labdisc Гломир	Заполнение таблицы «Оборудование Labdisc Гломир и его назначение»
Практическая работа № 2	Органы кровообращения	Оценка состояния сердечно-сосудистой системы с помощью измерения частоты сердечных сокращений (в состоянии покоя и после физической нагрузки) и выяснение причин изменения пульса	Заполнение таблицы «Частота сердечных сокращений». Тест
Практическая работа № 3	Организм человека	Измерение роста человека с помощью датчика Расстояние и простейшего прибора Ростомер	Заполнение таблицы «Рост человека». Ответы на вопросы
Практическая работа № 4	Температура вокруг нас	Определение температуры кожного покрова с помощью датчика ИСС (температура исследуемой среды) и температуры окружающей среды	Заполнение таблицы «Температура окружающей среды и кожного покрова) ладоней человека». Ответы на вопросы
Практическая работа № 5	Органы чувств	Измерение уровня освещённости с помощью датчика	Заполнение таблицы «Уровень освещённости». Анализ результатов. Составление памятки
Практическая работа № 6	Измерение уровня шума	Исследование громкости звука, распространения его в пространстве (классе)	Составление памятки

 

 

Практическая работа № 1

Тема: Знакомство с лабораторным оборудованием Labdisc Гломир

Цель: знакомство обучающихся с лабораторией Labdisc Гломир.

Планируемые результаты:

Предметные:

-       знать оборудование и уметь пользоваться им для изучения окружающего мира;

-       узнавать и называть кнопки и датчики регистратора.

Метапредметные результаты:

-       различать виды оборудования для изучения окружающего мира;

-       объяснять назначение предметов оборудования;

-       осваивать в ходе практических работ способы изучения окружающего мира, этапы исследования, приёмы использования оборудования;

-       оценивать свои успехи при выполнении практических работ.

Личностные результаты:

-       проявлять интерес к изучению окружающего мира.

Оборудование: естественно-научная лаборатория Labdisc Гломир.

Ход выполнения работы:

1. Настройте Labdisc: включите регистратор нажатием кнопки Включить.

2. Рассмотрите назначение кнопок управления и датчиков.

3. Откройте датчики сдвинув кожух.

4. Рассмотрите  Labdisc.

5. Выполните задание по группам:

1 группа - заполните таблицу «Оборудование Labdisc Гломир и его назначение».

Таблица 3 - Оборудование и его назначение

 

Кнопки управления Labdisc Гломир	Назначение

 

2 группа -  соотнесите название датчика с картинкой на интерактивной доске, рисунок 7.

         Рисунок 7 – Интерактивное задание

Обучающиеся по очереди выходят и выполняют задание на интерактивной доске, представлено на рисунке 8.

Рисунок 8 – Выполнение интерактивного задания на уроке

 

2.     Сделайте вывод, например: кнопки Labdisc предназначены для выбора датчиков и для управления самим ЛабДиском при проведении исследований на уроках окружающего мира.

 

 

 

Практическая работа № 2

Тема: Органы кровообращения

Цель: оценить состояние сердечно-сосудистой системы с помощью измерения частоты сердечных сокращений (в состоянии покоя и после физической нагрузки) и выяснить причину изменений пульса.

Планируемые результаты:

Предметные:

-       собрать и проанализировать результаты измерений пульса человека.

Метапредметные результаты:

-       собирать, обрабатывать, преобразовывать, объяснять полученные данные о состоянии сердечно-сосудистой системы;

-       развивать исследовательские учебные действия;

-       преобразовывать знаковую информацию в текстовую и осмысливать её.

Личностные результаты:

-       осознавать границу знания/незнания и стремиться преодолеть её.

Оборудование: лаборатория Labdisc Гломир, компьютер, программа GlobyWorld, клипса для измерения частоты сердечных сокращений, датчик частоты сердечных сокращений, документ-камера.

Ход выполнения работы:

1. Настройте оборудование: присоедините Labdisc Гломир к компьютеру.

2. Включите Labdisc нажатием кнопки снизу.

3. Выберите датчик ЧСС (частота сердечных сокращений), включите.

4. Присоедините шнур с клипсой к разъему, который расположен под датчиком.

5. Закрепите на мочке уха клипсу для измерения частоты сердечных сокращений.

6. Измерьте пульс в состоянии покоя и занесите результат измерения в таблицу.

7. Нажмите кнопку Датчик и выберите датчик ЧСС (частота сердечных сокращений). Ждите не менее 3 секунд.

8. Датчик издаёт сигналы, которые соответствуют ЧСС (пульсу).

Данные полученных результатов можно отобразить в виде графика. Для этого:

1.     Откройте программу GlobyWorld  на компьютере,  на рабочем столе найти ярлык программы

 

Рисунок 9 – Интерфейс программы GlobyWorld

 

2.     Найдите кнопку Лаборатория в парке «Окружающая среда». Нажмите её.

3. Найдите кнопку Параметры дисплея на панели инструментов.

4. Выберите график.

5. Нажмите Датчик частоты сердечных сокращений, рисунок 10.

Рисунок 10 - Датчик частоты сердечных сокращений

 6. Найдите кнопку Частота замеров на панели инструментов.

7. Выберите частоту замеров 10/с.

8. Найдите кнопку Количество замеров на панели инструментов.

9. Выберите количество замеров 1000 для точности эксперимента.

Рисунок 11 -  График частота сердечных сокращений в состоянии покоя

Чтобы измерить пульс после физической нагрузки присядьте не менее 10 раз.

1. Закрепите на мочке уха клипсу.

2. Нажмите на кнопку Пуск.

3. Измерьте пульс после физических нагрузок и занесите результат измерения в таблицу «Частота сердечных сокращений».

Рисунок 12 -  График частота сердечных сокращений в после физических нагрузок

10. Опираясь на полученные данные (рисунок 11, 12) занесите результаты в таблицу «Частота сердечных сокращений»

Таблица 4 - Частота сердечных сокращений

Имя обучающегося	Данные измерения ЧСС (частоты сердечных сокращений) в состоянии покоя	Данные измерения ЧСС (частоты сердечных сокращений) после физической нагрузки

4.     Сохраните результаты исследования.

5.     Занесите индивидуальные результаты в сводную таблицу.

6. Опираясь на экспериментальные данные сделайте выводы о работе своего сердца в состоянии покоя и после физической нагрузки, например: частота сердечных сокращений увеличивается/уменьшается при физической нагрузке или в спокойном состоянии.

7. Ответьте на вопросы теста, используя данные эксперимента.

Тест

1. С какой частотой билось ваше сердце в состоянии покоя?

А) 90-120 ударов в минуту.

Б) 100-140 ударов в минуту.

В) 60-85 ударов в минуту.

2. С какой частотой билось ваше сердце после физической нагрузки?

А) Менее 70 ударов в минуту.

Б) 60-80 ударов в минуту.

В) Более 120 ударов в минуту.

3. Если после физической нагрузки ваш пульс приходит в норму (60-80 ударов в минуту) за короткое время, это означает, что...

А) Вы находитесь в хорошей физической форме.

Б) Вам нужно пить как можно больше воды.

В) Вашим мышцам не хватает кислорода.

 

Практическая работа № 3

Тема: Организм человека

Цель: измерение роста человека с помощью датчика Расстояние и простейшего прибора Ростомер.

Планируемые результаты:

Предметные:

-       проводить наблюдения, используя лабораторное оборудование,

-       использовать знания о строении человека,

-        проводить аналогии с приборами.

Метапредметные результаты:

-       собирать, обрабатывать, преобразовывать, сравнивать, объяснять полученные данные о росте человека;

-       развивать исследовательские учебные действия;

-       преобразовывать знаковую информацию в текстовую и осмысливать её.

Личностные результаты:

- осознавать границу знания/незнания и стремиться преодолеть её.

Оборудование: лаборатория Labdisc Гломир, датчик Расстояние, прибор Ростомер.

Ход выполнения работы:

1. Настройте оборудование: присоединить Labdisc Гломир к компьютеру.

2. Включите прибор, нажав кнопку, находящуюся снизу.

3. Проверьте отображение значка Bluetooth на дисплее Labdisc.

4. Запустите программу GlobyWorld, выберите датчик Расстояние, смотри рисунок 13.

Рисунок 13 - Датчик расстояния на панели инструментов

5. Нажмите кнопку.

6. Откройте клапан белого цвета на обратной стороне Labdisc.

7. Измерьте рост (держите Labdisc на уровне затылка и направляйте в пол, чтобы не было препятствий).

8.Включите кнопку Запись

Рисунок 14 - Результаты измерения роста

8. Закройте клапан.

7. Смотрите на дисплее Labdisc.

8. Сохраните результаты.

Данные можно представить в виде диаграммы для этого:

1. Откройте программу GlobyWorld на компьютере.

2. Найдите кнопку Лаборатория, нажмите её.

3. Выберите датчик Расстояние.

4. Найдите кнопку Параметры дисплея на панели инструментов.

5. Выберите частоту замеров 10/с.

6. Найдите кнопку Количество замеров на панели инструментов.

7. Выберите количество замеров 1000 для точности эксперимента.

8. Начните эксперимент. Нажмите на кнопку на панели инструментов.

9. Сохраните результаты в папке «Практическая работа № 3», рисунок 15.

10. Опираясь на экспериментальные данные заполните таблицу.

11. Для измерения роста простейшим прибором Ростомер закрепите его и измерьте рост, представлен на рисунке 15.

Рисунок 15 -  Ростомер для младших школьников

12. Опираясь на полученные данные занесите результаты в таблицу «Рост человека».

Таблица 5 - Рост человека

 

Имя обучающегося	Данные измерения реального роста с помощью Ростомер	Данные измерения роста с помощью Labdisc Гломир

 

13. Сравните результаты. Ответьте на вопрос: Как вы считаете, какие результаты наиболее точные и почему? Сделайте выводы.

 

Практическая работа № 4

Тема: Температура вокруг нас

Цель: измерение температуры кожного покрова с помощью датчика ИСС (температура исследуемой среды) и температуры окружающей среды.

Планируемые результаты:

Предметные: проводить наблюдения, ставить опыты используя лабораторное оборудование, проводить аналогии с современными приборами, устанавливать связь между строением и работой различных систем органов человека.

Метапредметные результаты:

-       собирать, обрабатывать, преобразовывать, сравнивать, объяснять полученные данные о температуре кожного покрова;

-       развивать исследовательские учебные действия;

-       преобразовывать знаковую информацию в текстовую и осмысливать её.

Личностные результаты:

-       осознавать границу знания/незнания и стремиться преодолеть её.

Оборудование: лаборатория Labdisc Гломир, датчик температуры, зонд датчика температуры.

Ход выполнения работы:

1. Настройте оборудование: присоедините Labdisc Гломир к компьютеру.

2. Включите Labdisc нажатием кнопки снизу, запустите программу.

3. Выберите датчик Температура исследуемой среды. Включите его.

4. Присоедините шнур с зондом к разъему, который расположен под датчиком.

5. Нажмите кнопку датчика Температура исследуемой среды.

6. Зажмите между пальцами кончик температурного зонда и прижмите к ладони.

7. Подержите зонд в ладони некоторое время.

8. На дисплее Labdisc смотрите результаты измерения.

9. Откройте программу GlobyWorld на компьютере.

10. Найдите кнопку Лаборатория в парке «Окружающая среда».

11. Выберите датчик Температура исследуемой среды.

12. Выберите и нажмите изображение на панели инструментов Диаграмма.

13. Выберите частоту замеров 10/с. Подождите, когда появятся данные на дисплее Labdisc.

14. Нажмите кнопку Прокрутка .

15. На диаграмме отобразится температура ладони человека.

Для измерения температуры воздуха:

1. Разожмите температурный зонд для доступа к воздуху.

2. Нажмите кнопку Прокрутка.

3. На мониторе компьютера наблюдайте за показаниями температуры.

4. Сохраните результаты в папке «Практическая работа № 4».

5. Внесите показатели в таблицу «Температура окружающей среды и кожного покрова) ладоней человека».

Таблица 6 - «Температура окружающей среды и кожного покрова) ладоней человека»

 

Имя обучающегося	Данные измерения температуры окружающей среды с помощью  Labdisc Гломир	Данные измерения температуры кожного покрова (ладоней) с помощью  Labdisc Гломир

6. Сравните результаты. Сделайте выводы, например, при оценке температуры необходимо пользоваться специальными приборами, а не полагаться на ощущения.

7. Подведите итоги.

8. Ответьте на вопросы:

1. Одинаковы ли температуры кожи и окружающей среды?

2. Почему показатели температуры кожи и окружающей среды не совпадают?

3. Какую температуру в нормальных пределах должно иметь тело человека и кожа?

 

Практическая работа № 5

Тема: Органы чувств

Цель: измерение уровня освещённости с помощью датчика.

Планируемые результаты:

Предметные: проводить наблюдения используя лабораторное оборудование.

Метапредметные результаты:

-       собирать, обрабатывать, преобразовывать, сравнивать, объяснять полученные данные об уровне освещённости;

-       развивать исследовательские учебные действия;

-       преобразовывать знаковую информацию в текстовую и осмысливать её.

Личностные результаты:

-       осознавать границу знания/незнания и стремиться преодолеть её.

Оборудование: лаборатория Labdisc Гломир.

Ход выполнения работы:

1. Настройте оборудование и присоедините Labdisc Гломир к компьютеру с помощью кабеля USB .

2. Включите Labdisc нажатием кнопки снизу.

3. Выберите датчик «Уровень освещенности».

4. Запустите программу, включите кнопку «Датчики», выберите знак освещённость

Для измерения уровня освещённости с включенным светом:

1.     Включите кнопку Запись .

 

Рисунок 16 -  Уровень освещенности

2.     Сохраните результаты в папке «Практическая работа № 5».

3.     Измерьте уровень освещённости без света с помощью прибора Лабдиск.

Рисунок 17 -  Уровень освещенности без света

4. Обработайте и сохраните результаты в папке «Практическая работа № 5».

5. Опираясь на экспериментальные данные сравните результаты и заполните таблицу «Уровень освещённости», смотрите рисунок 16 и рисунок 17.

Таблица 7 - Уровень освещённости

Имя обучающегося	Данные измерения уровня освещённости с помощью  Labdisc Гломир с включённым светом	Данные измерения уровня освещённости с помощью  Labdisc Гломир без света

6. Сделайте выводы, составьте памятку «Как беречь зрение»

Памятка «Как беречь зрение»

7.     Подведите итоги.

 

Практическая работа № 6

Тема: Органы чувств. Слух

Цель: исследование громкости звука, распространения его в пространстве (классе).

Планируемые результаты:

Предметные: проводить наблюдения используя лабораторное оборудование.

Метапредметные результаты:

-       собирать, обрабатывать, преобразовывать, сравнивать, объяснять полученные данные об уровне звука (тишина, громкая музыка);

-       развивать исследовательские учебные действия;

-       преобразовывать знаковую информацию в текстовую и осмысливать её.

Личностные результаты:

-       осознавать границу знания/незнания и стремиться преодолеть её.

Оборудование: лаборатория Labdisc Гломир.

Ход выполнения работы:

1. Настройте оборудование.

2. Измерьте уровень громкости с помощью прибора Labdisc.

3. Выберите Микрофонный датчик на Labdisc Гломир.

4. Запустите программу, включите кнопку Датчики, выберите микрофон на панели инструментов, смотрите рисунок 18.

Рисунок 18 -  Микрофонный датчик

5. Для измерения уровня громкости включите кнопку Запись.

Рисунок 19 - Уровень громкости звука

3.     Измерьте уровень громкости (когда в классе тишина) с помощью прибора Labdisc.

Рисунок 20 -  Уровень звука в тишине

 

4.     Опираясь на экспериментальные данные сравните результаты и заполните таблицу «Уровень звука», смотрите рисунки 19 и 20.

Таблица 8 - Уровень звука

Имя обучающегося	Данные измерения уровня звука на перемене с помощью  Labdisc Гломир с включённым светом	Данные измерения уровня звука при выполнении письменного задания с помощью Labdisc Гломир без света

 

5.     Сделайте выводы, например, чтобы сохранить здоровье.

6.     Составьте памятку «Береги слух».

Памятка «Береги слух»

 

4.     Технологическая карта фрагмента урока окружающего мира с использованием

 цифровой лаборатории Labdisc ГЛОМИР

 

Тема урока: «Большая восьмёрка. Органы кровообращения».

Класс: 4

Цель фрагмента урока:

- измерение частоты сердечных сокращений в состоянии покоя и после физической нагрузки с помощью мобильной естественно-научной лаборатории с мультисенсорным регистратором данных Labdisc Гломир;

- обучение новым способам нахождения знания.

Задачи фрагмента урока:
Дидактические: - создать условия для формирования умений определять частоту сердечных сокращений; - изучить влияние физической нагрузки на здоровье человека.
Развивающие: - создать условия для формирования познавательного интереса к окружающему миру; - формировать умения самостоятельной работы с мобильной естественно-научной лабораторией с мультисенсорным регистратором данных Labdisc Гломир.
Воспитательные: - воспитывать бережное, внимательное отношение к своему здоровью; - соблюдать нормы поведения в обществе.

Этап фрагмента урока	Образовательная задача этапа урока	Методы и приемы работы	Деятельность учителя	Деятельность обучающихся		Форма организации учебной деятельности (Ф-фронтальная, И-индивидуальная, П-парная, Г-групповая)		Дидактические средства, интерактивное оборудование	Планируемые результаты
									Предметные	Метапредметные (П-познавательные, Р - регулятивные, К - коммуникативные)	Личностные
1.Организационно-мотивационный	Раскрыть значимость изучения данного материала; привлечь внимание обучающихся; пробудить у них желание узнать, понять, применить; пробудить интерес к изучению организма;  подвести к самостоятельной постановке целей и задач на предстоящую деятельность; организовать обучающихся в группы; создать условия для проведения исследования частоты сердечных сокращений.	Методы: словесный, практический. Приёмы: ответы на вопросы, игра «Подари тепло другу».	Эмоционально настраивает на урок. Проверяет готовность обучающихся к исследованию.	Приветствуют друг друга и учителя.  Эмоционально настраиваются на урок. Повторяют правила работы в парах и правила показа готовности выполнения задания. Выполняют указания учителя.		Парная. Групповая.		Карточки с правилами работы в группах и в паре.	Используют знаково-символические средства для оценки своего состояния.	Взаимодействуют со сверстниками и взрослыми.	Выражают положительное отношение к процессу познания.
2. Актуализация знаний	Сформулировать проблемный вопрос на основе имеющихся знаний обучающихся; определить тему.	Методы: словесный, наглядный, практический. Приёмы: беседа, демонстрация, кроссворд, кластер.	Организует проверку знаний и подведение к теме через решение кроссворда в группах и формулирование проблемного вопроса, помогающего определить тему урока. Задает вопрос о том, что известно об органах кровообращения на который ответом должен быть кластер, заполняемый в парах. Проверяет правильность выполнения задания используя документ-камеру.	Разгадывают кроссворд. Формулируют тему по ключевым словам. Ставят задачи на урок. Отвечают на вопрос об органах кровообращения. Заполняют кластер в парах.		Групповая. Парная.		Интерактивное оборудование. Карточки для решения кроссворда. Листы бумаги для заполнения кластера. Документ-камера.	Понимают практическую значимость уроков окружающего мира.	Актуализируют имеющиеся знания (разгадывают кроссворд и работают с дешифрованным текстом. Заполняют кластер). Преобразуют познавательную задачу в практическую. Осуществляют текущий контроль  работы с дешифрованным текстом. Через анализ материала формулируют тему урока. Ставят задачи. Проявляют активность при решении познавательной задачи. Строят монологическое высказывание. Взаимодействуют с учителем во время беседы. Участвуют в построении  и воспроизведении речевого высказывания.
3. Практическая работа	Выполнить необходимые действия в соответствии с поставленными задачами; формировать навыки самостоятельной исследовательской деятельности; произвести измерение частоты сердечных сокращений.	Методы: словесный, наглядный, практический. Приёмы: беседа, демонстрация, исследование.	Задает вопрос о связи сердца с физическим или психологическим состоянием организма. Отмечает, что состояние организма тесно связано с частотой сердечных сокращений (пульсом), который можно измерить разными способами. Задаёт вопрос о том, какие способы измерения ЧСС знакомы? Показывает современный способ измерения частоты сердечных сокращений – Лабдиск. Организует работу с Labdisc Гломир в группах по измерению пульса в состоянии покоя и после физической нагрузки. Консультирует. Контролирует соблюдение техники безопасности при работе с цифровым оборудованием.		Отвечают на вопрос. Отмечают, что сердцебиение зависит от состояния организма (при волнении или физической нагрузке сердце может биться сильнее). Отвечают на вопрос и называют известный способ измерения пульса– пальпация. Проводят исследование частоты сердечных сокращений с помощью Labdisc Гломир. Заносят данные в  таблицу.		Парная. Индивидуальная.	Интерактивное оборудование. Цифровая лаборатория Labdisc Гломир.	Измеряют пульс человека в состоянии покоя и после физической нагрузки.	Определяют цели, функции участников и способы взаимодействия. Готовят лабораторное оборудование к проведению исследования. Осуществляют самоконтроль произведенных действий. Собирают, обрабатывают, объясняют полученные данные о состоянии сердечно-сосудистой системы. Развивают исследовательские учебные действия. Преобразовывают знаковую информацию в текстовую и осмысливают её. Планируют учебное сотрудничество со сверстниками.	Осознают границу знания/незнания и стремятся преодолеть её.
4. Итог	Представить и оценить результаты исследования.	Методы: практический, наглядный. Приемы: демонстрация, логические: анализ, сравнение, сопоставление, обобщение.	Организует анализ, сравнение, сопоставление, обобщение полученных данных по исследованию ЧСС. Организует оценочную деятельность. Проводит тестирование.		Заносят данные исследования в сводную таблицу. Сравнивают, анализируют, обобщают результаты. Делают выводы. Выполняют тест. Оценивают работу, заполняя лист самооценки.	Парная. Индивидуальная.		Сводная таблица. Лист самооценки. Документ- камера.	Заполняют сводную таблицу. Используют логические приёмы: сравнение, анализ, обобщение результатов исследования. Делают выводы. Проверяют знания с помощью теста. Оценивают работу.	Устанавливают  соответствие  полученного  результата с  поставленной  целью. Осуществляют контроль. Оценивают учебные действия. Участвуют в учебном диалоге в ходе обсуждения результатов деятельности. Аргументируют. Делают выводы.	Стремятся к внимательному отношению к своему здоровью, его укреплению, сохранению с помощью получения  новых знаний.

 

Список использованных источников

1.     Вахрушев, А. А. Окружающий мир. 4 класс [Текст]: учеб. для организаций, осуществляющих образовательную деятельность. В. 2 ч. Ч.1 / А. А. Вахрушев, Д. Д. Данилов, О .В. Бурский, А. С. Рутиан. –  4-е изд., перераб. – Москва: Баласс, 2015. – 144 с.

2.     Григорьева, Е. В. Методика преподавания естествознания в начальной школе [Текст]: учеб. пособ. для студентов пед. вузов / Е. В. Григорьева. – 2 изд., испр. и доп. – Челябинск: изд-во Челяб. гос. пед. ун-та, 2015. – 283 с.

3.     Единая коллекция Цифровых Образовательных Ресурсов [Электронный ресурс] / ФГАУ ГНИИ ИТТ «Информатика».– Режим доступа : http://school-collection.edu.ru

4.     Клепинина, З. А. Методика преподавания предмета «Окружающий мир» [Текст]: учеб. пособие для бакалавриата / З. А. Клепинина, Г.Н. Аквилева. - Москва: Академия, 2013.- 336 с.

5.     ЛабДиск Гломир. Регистратор данных для начальной школы [Текст]: краткая инструкция // Мобильная естественно-научная лаборатория ЛабДиск.- (в коробке).

6.     Образовательная система «Школа 2100» [Электронный ресурс] / ООО «Баласс».-   Режим доступа – htt://www.school2100.ru

7.       Федеральный государственный образовательный стандарт начального общего образования: утверждён 6 октября 2009г.  №373 (в ред. от от 29 декабря 2014 г. № 1643, рег. № 35916) / М-во образования и науки Рос. Федерации. - Москва: Просвещение, 2018. - 31 с.

 

 

 

 

 

Составители:

                              Михеева Лилия Владимировна

Мосол Светлана Владимировна

 

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

 

ЦИФРОВЫЕ ЛАБОРАТОРИИ В КУРСЕ «ОКРУЖАЮЩИЙ МИР» В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подписано в печать 10.12.18. Формат 70х90/16. Тираж 100 экз.

 

ГАПОУ ТО «Колледж цифровых и педагогических технологий», 625027, Тюменская область, г. Тюмень ул. Минская, 45

 

Скачано с www.znanio.ru