- Школа № 60

Чернявская О.Н., учитель начальных классов
Лабораторное оборудование TriE iLabV8.0 и SensorLab
Школа сегодня – это в первую очередь современное и качественное учебное оборудование,
включающее в себя демонстрационные и лабораторные комплекты, наглядные пособия,
вспомогательное оборудование для опытов и обучающее видео. Учебно-лабораторное
оборудование обретает все более широкое применение в кабинетах начальных классов.
Использование цифровых лабораторий открывает возможности совершенно новых подходов в
обучении. Цифровые лаборатории – это инновационное учебное оборудование для проведения
большого количества демонстраций, исследований, опытов и лабораторных работ. Компьютерные
технологии способствуют формированию у младших школьников навыков самостоятельного
поиска и анализа информации, раскрывают творческий потенциал учеников. Эксперименты,
проводимые с помощью новейших учебных технологий самый наглядный и эффективный способ
для наилучшего понимания и запоминания темы урока.
Применение цифровых лабораторий позволяет осуществлять дифференцированный подход к
обучающимся и развивать у них интерес к учебному процессу.
Цифровые лаборатории позволяют проводить как включенные в школьную программу, так и
совершенно новые опыты и исследования.
Программно-аппаратный комплекс SensorLab является естественнонаучной лабораторией и
подключается к компьютерному оборудованию.
Небольшие размеры и возможность работать без подсоединенного электропитания обеспечивают
мобильность цифровой лаборатории и позволяют проводить исследования не только в школьных
стенах, но и на природе в естественных условиях.
Программное обеспечение позволяет фиксировать измерения, осуществлять математическую
обработку и анализировать результаты, которые визуализируются на доступные технические
средства, будь то монитор компьютера или проекция на экран.
Предназначенные для образовательных целей датчики позволяют проводить измерения параметров
с высокой точностью.
Лабораторное оборудование TriE iLabV8.0 и SensorLab изготовлено Цзянсуской научнотехнической компанией (сайт http://www.jssw.net).
Поставка для начальной школы состоит из 2 разных комплектаций: демонстрационный
(учительский) вариант TriE iLabV8.0 и практический (ученический) вариант SensorLab. Они
различаются как по составу, так и по программному обеспечению, но принципы экспериментов и
математических обработок одинаковы.
Состав и комплектация лабораторного оборудования TriE iLabV8.0 и SensorLab:
Демонстрационный вариант
Практический вариант
№ Наименование прибора
Количество №
Наименование прибора
Количество
1. Система для сбора данных 1
1. Система для сбора данных
13
Easy
2. Датчик света
1
2. Датчик света
13
3. Датчик температуры
1
3. Датчик температуры
13
4. Датчик силы
1
4. Датчик силы
13
5. Датчик давления
1
5. Датчик давления
13
6. Датчик температуры
1
6. Датчик температуры
13
поверхности
поверхности
7. Датчик влажности
1
8. Датчик расстояния
1
9. Комплект соединительных 1
7. Комплект соединительных
13
проводов (1 синий и 4
проводов (1 синий и 4 серых
серых типа RJ45)
типа RJ45)
10. ПО TriE iLabV8.0 (на
1
8. ПО SensorLab V8.0
(нет в
диске)
поставке)
11. Руководство пользователя
на русском языке
1
Датчики демонстрационного и практического вариантов не взаимозаменяемы, т.е. они
работают только со своей системой сбора данных и своим ПО (датчики демонстрационного
варианта имеют маркировку SensorLabT).
Установка и настройка TriE iLabV8.0 и SensorLab
1. ПО демонстрационного варианта устанавливается на ноутбук учителя, ПО практического
варианта – на ноутбуки учеников. Программы имеют разные значки:
2. Запускается ПО демонстрационного варианта, кликнуть на иконку Новый, откроется окно
программы.
3. Система сбора данных подключается к ноутбуку соединительным шнуром (синий).
4. На панели инструментов отражено 4 неподключенных датчика и значок USB. Если все
правильно подключено, то значок USB горит синим цветом – ПО определяет систему сбора
данных.
5. Датчики подключаются соединительными шнурами типа RJ45 (серый). Можно
одновременно подключить 4 разных датчика (разъем 5 не используется).
6. При подключении датчиков на панели они отражаются в соответствующем канале связи.
7. Для проверки работоспособности датчика нажать кнопку Пуск на нижней панели иконок и
на верхней панели появятся значения датчика.
8. Для запуска нового эксперимента воспользуйтесь крайней левой кнопкой на нижней панели,
появится график для конкретного датчика. Если подключены несколько датчиков, то можно
выбрать один или несколько, тогда на графике будут отражены кривые всех включенных
датчиков.
9. Начать эксперимент можно кнопкой Пуск.
10. Чтобы данные были выведены в виде таблицы, на нижней панели нажмите кнопку Таблица.
11. По завершении эксперимента сохраните его для дальнейшей работы с ним.
С полученными графиками можно продолжить работу, например:
 найти на графике точку, соответствующую показателям;
 описать по графику изменения, которые происходили с показателем;
 сравнить два графика и проанализировать, чем вызваны различия;
 учитель задает некий «эталонный» график, ученики должны объяснить, как необходимо
изменить условия эксперимента, чтобы рабочий график приблизился к эталонному графику,
 и так далее…
Использование Цифровых лабораторий способствует значительному поднятию интереса к
предмету и позволяет учащимся работать самим, при этом получая не только знания в области
естественных наук, но и опыт работы с интересной и современной техникой, компьютерными
программами, опыт взаимодействия исследователей, опыт информационного поиска и презентации
результатов исследования. Учащиеся получают возможность заниматься исследовательской
деятельностью, не ограниченной темой конкретного урока, и самим анализировать полученные
данные.
Датчик температуры. Датчик предназначен для измерения температуры различных объектов.
Оборудован разъемом типа “RJ45”. Технические характеристики:
1. Диапазон измерений: от -30 °С до 110 °C
2. Максимально допустимая температура исследования: 138 °C
3. Точность: ± 0.5 °C
4. Время срабатывания:
 4 с – в воде, при помешивании;
 90 с — в подвижном воздухе;
 400 с — в неподвижном воздухе.
Датчик расстояния. Предназначен для измерения расстояния. Оборудован разъемом типа “RJ45”.
Технические характеристики:
1. Диапазон измерений: от 0,15 м до 6 м
2. Потребляемая мощность: 51 мА
Датчик атмосферного давления воздуха Предназначен для измерения давления атмосферного
воздуха. Оборудован разъемом типа “RJ45”. Технические характеристики:
1. Диапазон измерения давлений: 81 − 106,4 кПа
2. Максимальное давление, которое может выдержать датчик без саморазрушения: 207 кПа
3. Точность измерений: 0,01 кПа.
4. Чувствительность: 0,12 В/кПа
5. Время срабатывания: 95 мкс
Датчик температуры поверхности. Используется для проведения исследований температуры
поверхности кожи или процесса дыхания человека. Оборудован разъемом типа “RJ45”.
Технические характеристики:
1. Диапазон измерений: от –25 до +125 °C
2. Максимальная допустимая температура 150 °C
3. Время срабатывания (требующееся для изменения показаний на 90 %): в неподвижном
воздухе – 50 с, в подвижном воздухе – 20 с
Датчик относительной влажности. Предназначен для измерения относительной влажности
воздуха в различных окружающих условиях Оборудован разъемом типа “RJ45”. Технические
характеристики:
1. Диапазон измерения относительной влажности: 0 – 95%.
2. Инструментальная погрешность измерения: от 2 до 10 % (в зависимости от способа
калибровки)
3. Время срабатывания (время, требующееся для 90 % изменения показаний): 40 с – в
подвижном воздухе; 60 мин (в зависимости от состояния воздуха)
4. Используется при температуре от 0ºС до +90ºС.
Датчик света SensorLab. Датчик света предназначен для относительного измерения освещенности
от 0 до 1, создаваемой различными источниками. Также его можно использовать в сравнительных
измерениях, например в экспериментальных работах по исследованию отражения света и
отражательной способности поверхностей, определению естественной освещенности и
освещенности, создаваемой источниками искусственного освещения, и др. Датчик не нуждается в
дополнительной настройке. Датчик соответствует следующим техническим характеристикам:
1. Диапазоны измерений:
 в энергетических единицах: от 10 мкВт/см2 до 1 мВт/см2
 в условных единицах: от 0 до 1.
2. Точность датчика: ± 20 %
Датчик частоты сердечных сокращений (ручной пульсометр) SensorLab. Датчик предназначен
для оценки частоты сердечных сокращений (ЧСС) человека.
1. Диапазон устойчивого приема: 80–100 см
2. Частота передачи сигнала: 5 кГц ± 10 %
3. Потребляемый ток: 30–55 мкА
4. Диапазон рабочих температур: 0–60 ºС.
http://запартой.рф/
Школа XXI века ставит задачу построения новой системы знаний, навыков и умений, а также
формирования личной ответственности школьников и приобретение опыта самостоятельной
деятельности. Школа должна вырабатывать современные ключевые компетенции, которые и
определяют содержание нового образования. Социализация молодежи, активная адаптация к
обществу и рынку труда, освоение первичными навыками и умениями, приобщение школьников к
исследовательской и творческой деятельности – одни из задач современной школы.
Школа сегодня – это в первую очередь современное и качественное учебное оборудование,
включающее в себя демонстрационные и лабораторные комплекты, наглядные пособия,
вспомогательное оборудование для опытов и обучающее видео. Учебно-лабораторное
оборудование обретает все более широкое применение в кабинетах общеобразовательных
учреждений.
Технические средства обучения обладают рядом достоинств, которые позволяют получать и быстро
обрабатывать измеряемые данные, недоступные при использовании традиционных методов исследований.
Кроме этого цифровые лаборатории мобильны, что дает возможность использовать их в «полевых
условиях»
Для демонстрационных работ специально был разработан программно-аппаратный комплекс SensorLab.
Он является естественнонаучной лабораторией и подключается к компьютерному оборудованию.
Программно-аппаратный комплекс содержит:




специализированное программное обеспечение
учебно-методические материалы
система сбора данных
датчики для измерений
ПО включает комплекс экспериментальных работ по физике химии, биологии, физиологии,
регистрируя изменение данных с помощью датчиков. Программное обеспечение позволяет
фиксировать измерения, осуществлять математическую обработку и анализировать результаты,
которые визуализируются на доступные технические средства, будь то монитор компьютера или
проекция на экран.
В помощь организации исследовательской деятельности предоставляются учено-методические
материалы, содержащие рекомендательные указания по постановке экспериментов, а также
инструкции по использованию оборудования и порядку ее подключения.
Основным блоком, концентрирующим и распределяющим полученную информацию, является
система сбора данных. Она работает вместе с компьютером и дает возможность одновременно
подключать несколько измерительных датчиков и устройств.
При работе с цифровыми лабораториями, самым интересным в ходе эксперимента является
использование датчиков. Предназначенные для образовательных целей датчики позволяют
проводить измерения параметров с высокой точностью. Чтобы подключить датчики, необходимо
соединить кабель датчика с системой сбора данных и запустить программное обеспечение на
компьютере. Датчики не требуют дополнительных настроек, определяются автоматически, им не
нужна калибровка и они готовы к демонстрации эксперимента.
Для проведения лабораторных работ существует отдельный программно-аппаратный комплекс. Он
включает в себя программную и аппаратную составляющие и является обучающим комплектом по
химии, физике, биологии, географии. Небольшие размеры и возможность работать без
подсоединенного электропитания обеспечивают мобильность цифровой лаборатории и позволяют
проводить исследования не только в школьных стенах, но и на природе в естественных условиях.
Данный комплекс позволяет регистрировать данные, отображать их в графическом виде и
обеспечивает аналитическую обработку.
Датчик температуры с программным обеспечением Датчик предназначен для
измерения температуры различных объектов. Оборудован штекером типа “USB”.
В комплекте с датчиком поставляется программное обеспечение (CDдиск).Технические характеристики:
1.
2.
3.
4.
Диапазон измерений: от -30 °С до 110 °C
Максимально допустимая температура исследования: 138 °C
Точность: ± 0.5 °C
Время срабатывания:



4 с – в воде, при помешивании;
90 с — в подвижном воздухе;
400 с — в неподвижном воздухе.
5. Интерфейс: шина USB 2.0
Датчик расстояния с программным обеспечением Предназначен для
измерения расстояния. Оборудован штекером типа “USB”. В комплекте с
датчиком поставляется программное обеспечение (CD-диск).Технические
характеристики:
1.
2.
3.
4.
Диапазон измерений: от 0,15 м до 6 м
Потребляемая мощность: 51 мА
Интерфейс: шина USB 2.0
Максимальная пропускная способность USB 12 Мбит/с.
Датчик атмосферного давления воздуха Предназначен для измерения
давления атмосферного воздуха. Оборудован штекером типа «Бритиш
Телеком».Технические характеристики:
1. Диапазон измерения давлений: 81 − 106,4 кПа
2. Максимальное давление, которое может выдержать датчик без
саморазрушения: 207 кПа
3. Точность измерений: 0,01 кПа.
4. Чувствительность: 0,12 В/кПа
5. Время срабатывания: 95 мкс
Датчик температуры поверхности Используется для
проведения исследований температуры поверхности
кожи или процесса дыхания человека. Оборудован
штекером типа «Бритиш Телеком».Технические
характеристики:
1. Диапазон измерений: от –25 до +125 °C
2. Максимальная допустимая температура 150 °C
3. Время срабатывания (требующееся для изменения
показаний на 90 %): в неподвижном воздухе – 50
с, в подвижном воздухе – 20 с
Датчик относительной влажностиПредназначен для измерения относительной
влажности воздуха в различных окружающих условиях. Оборудован штекером
типа «Бритиш Телеком».Технические характеристики:
1. Диапазон измерения относительной влажности: 0 – 95%.
2. Инструментальная погрешность измерения: от 2 до 10 % (в зависимости
от способа калибровки)
3. Время срабатывания (время, требующееся для 90 % изменения
показаний): 40 с – в подвижном воздухе; 60 мин (в зависимости от
состояния воздуха)
4. Используется при температуре от 0ºС до +90ºС.
Датчик света SensorLab. Датчик света предназначен для относительного
измерения освещенности от 0 до 1, создаваемой различными источниками.
Также его можно использовать в сравнительных измерениях, например в
экспериментальных работах по исследованию отражения света и отражательной
способности поверхностей, определению естественной освещенности и
освещенности, создаваемой источниками искусственного освещения, и др.
Датчик не нуждаетсяв дополнительной настройке.Датчик соответствует
следующим техническим характеристикам:
1. Диапазоны измерений:
o в энергетических единицах: от 10 мкВт/см2 до 1 мВт/см2
o в условных единицах: от 0 до 1.
2. Точность датчика: ± 20 %
ГОСТ Р МЭК 60950-1-2009
Датчик кислорода SensorLab.Датчик предназначен для измерения содержания
газообразного кислорода в естественнонаучных экспериментах. В комплекте
сосуд с крышкой объемом 250 мл.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Диапазон концентрации кислорода: 0 – 100 %
Диапазон рабочих температур: от 5 до + 40 оС
Диапазон рабочей влажности (относительной): 0 – 95 %
Диапазон рабочего давления: 5×10 – 1,5×105 Па
Относительная погрешность измерений: ± 1 % от объёма О2
Время срабатывания: 12 с (90 %)
Время прогрева: 5 с
Диапазоны выходного сигнала: 0 – 4,8 В DC; 2,7 – 3,8 В DC при О2 – 21%
Датчик частоты сердечных сокращений (ручной пульсометр) SensorLab
.Датчик предназначен для оценки частоты сердечных сокращений (ЧСС)
человека.
1.
2.
3.
4.
Диапазон устойчивого приема: 80–100 см
Частота передачи сигнала: 5 кГц ± 10 %
Потребляемый ток: 30–55 мкА
Диапазон рабочих температур: 0–60 ºС
Датчики связаны с системами сбора данных SensorLab и позволяют получать информацию в условных
единицах измерения. Схемы датчиков преобразуют исследуемые величины (температура, давление,
скорость, концентрация, напряжение, частота, заряд, электрический ток и т.п.) в сигнал, удобный для
измерения и передачи информации о состоянии предмета изучения. Устройство датчика обычно содержит
чувствительные элементы, которые фиксируют и преобразуют параметры исследуемых величин в
электрический сигнал, который отображается с помощью подключенных интерфейсов для сбора данных.
Чувствительные элементы датчика принято называть сенсорами. Сенсор датчика является небольшим, как
правило, монолитным техническим устройством. Он входит в состав функционально завершенного прибора,
который позволяет регистрировать измеряемую информацию. Принятый сигнал, как правило, подается на
усилитель, интегрированный в схему прибора. Поскольку датчик является элементом измерительной
системы, он требует дополнительного подключения устройства для сбора и обработки данных. Некоторые
датчики имеют возможность передавать данные, минуя промежуточную систему, прямо на персональный
компьютер.
Цифровые лаборатории являются новым, современным оборудованием для проведения самых
различных школьных исследований С их помощью можно проводить работы, как входящие в школьную
программу, так и совершенно новые исследования. Применение лабораторий значительно повышает
наглядность как в ходе самой работы, так и при обработке результатов благодаря новым измерительным
приборам, входящим в комплект лаборатории как биологии-химии, (датчики освещенности, влажности,
дыхания, концентрации кислорода, частоты сердечных сокращений, температуры, кислотности и пр.), так и
лаборатории физики (датчики силы, расстояния, давления, температуры, тока, напряжения, освещенности,
звука, магнитного поля и пр.). Оборудование цифровой лаборатории универсально, может быть включено в
разнообразные экспериментальные установки, проводить измерения в «полевых условиях», экономить
время учеников и учителя, побуждает учеников к творчеству, давая возможность легко менять параметры
измерений
использование Цифровых лабораторий способствует значительному поднятию интереса к предмету и
позволяет учащимся работать самим, при этом получая не только знания в области естественных наук, но и
опыт работы с интересной и современной техникой, компьютерными программами, опыт взаимодействия
исследователей, опыт информационного поиска и презентации результатов исследования. Учащиеся
получают возможность заниматься исследовательской деятельностью, не ограниченной темой конкретного
урока, и самим анализировать полученные данные.
С полученными графиками можно продолжить работу, например:





найти на графике точку, соответствующую показателям;
описать по графику изменения, которые происходили с показателем;
сравнить два графика и проанализировать, чем вызваны различия;
учитель задает некий «эталонный» график, ученики должны объяснить, как необходимо
изменить условия эксперимента, чтобы рабочий график приблизился к эталонному графику,
и так далее…