Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования) | Мир педагогики и психологии №09 (98) Сентябрь 2024

Использование современного оборудования в проектной и исследовательской деятельности учащихся

Мазнев Денис Юрьевич
Студент, Воронежский государственный педагогический университет, РФ, г.Воронеж, denisok35@mail.ru
Зубрева Вера Николаевна
Заместитель директора по УВР, Учитель биологии, Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №101», РФ, г.Воронеж, zubrewa.vera@yandex.ru
Полякова Наталья Владимировна
Канд. с/х наук, доцент кафедры экологического образования, Воронежский государственный педагогический университет, РФ, г.Воронеж, natpol2007@yandex.ru
Мазнев Владислав Юрьевич
Учитель биологии, Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №101», РФ, г.Воронеж, d.wade5@mail.ru

Аннотация: В условиях современной школы с ее повсеместной цифровизацией на второй план отходят практические работы проводимые непосредственно в поле с живыми объектами. В данных условиях необходимо сформировать навыки, полевых исследований у обучающихся. Для этого необходимо более широкое внедрение более широкое внедрение современного оборудования, а именно лабораторных комплексов в школьный практикум общеобразовательных предметов.
Ключевые слова: ЛКЕ - лабораторный комплекс, цифровые лаборатории «Архимед» и «Релаб», мини – экспресс - лаборатория «Пчелка-У», цифровой микроскоп.

Maznev Denis Yuryevich
Student, Voronezh State Pedagogical University, Russian Federation, Voronezh
Zubreva Vera Nikolaevna
Deputy Director for Educational and Methodological Work, Biology Teacher Municipal Educational Institution "Secondary School No. 101", Russian Federation, Voronezh
Polyakova Natalia Vladimirovna
Cand. of Agricultural Sciences, Associate Professor of the Department of Environmental Education, Voronezh State Pedagogical University, Russian Federation, Voronezh
Maznev Vladislav Yuryevich
Biology teacher, Municipal Educational Institution "Secondary School No. 101", Russian Federation, Voronezh

Abstract: In the conditions of a modern school with its widespread digitalization, practical work carried out directly in the field with living objects is relegated to the background. In these conditions, it is necessary to develop field research skills in students. For this, it is necessary to more widely introduce modern equipment, namely laboratory complexes, into school practical training of general education subjects.
Keywords: LKE - laboratory complex, digital laboratories "Archimedes" and "Relab", mini – express laboratory "Bee-U", digital microscope..

Среди многообразия форм и способов организации проектной деятельности особенное место занимают исследовательские проекты. Методика научного исследования предполагает выдвижение гипотезы, ее экспериментальную проверку и формулирование вывода, что позволяет реализовать на практике одно из требований ФГОС: «Изучение естественных наук должно обеспечить формирование умений проведения простых экспериментальных исследований, прямых и косвенных измерений с использованием цифровых измерительных приборов и навыков адекватной оценки полученных результатов»[1].

Детская потребность в познании окружающего мира значительно расширяется при выполнении исследовательских проектов. Выполнение исследовательских проектов по определению экологических показателей воды, почвы, воздуха невозможно без современного оборудования.

На практике хорошие результаты показало использование современного оборудования: лабораторного комплекса для учебной практической и проектной деятельности по естествознанию (ЛКЕ), цифровых лабораторий «Архимед» и «Релаб», а также для проведения лабораторных исследований в классе [2].

ЛКЕ включает более 155 наименований лабораторного оборудования, приборов, наборов, приспособлений, узлов и деталей, а также стеклянную, полимерную и керамическую посуду, инструменты и принадлежности, в том числе: ноутбук, комплект цифровых датчиков, цифровой микроскоп с набором микропрепаратов, электронные приборы (весы, термометр, дозиметр, мультиметр, ампервольтметр), источники электропитания 220/42В, 42/4.5В, аккумуляторный источник питания с зарядным устройством, калориметр, магнитная мешалка, набор по электрохимии, штативы с приспособлениями из нержавеющей стали и др.[3]

ЛКЕ обеспечивает:

- проведение полного цикла лабораторных и практических работ, опытов и наблюдений по физике, химии, биологии и естествознанию на базовом и углубленном уровнях;

- формирование навыков работы с современным лабораторным оборудованием и ИКТ;

- переход к самостоятельным проектным и поисково-исследовательским работам;

- реализацию межпредметных связей;

- подготовку и выполнение экспериментальных заданий.

Однако есть недостатки:

- ограниченная вместимость: комплекс предназначен для одновременной работы только двух учащихся, что может быть недостаточно для некоторых лабораторий;

- необходимость подключения к электросети: для работы комплекса требуется подключение к электрической сети, что может вызвать неудобства при отсутствии доступа к электричеству;

- небольшая вместительность: ёмкость ёмкостей и принадлежностей из стекла может быть недостаточной для некоторых экспериментов, особенно если они требуют большого количества реактивов.

 ЛКЕ, цифровые лаборатории «Архимед» и «Релаб» обладают целым рядом неоспоримых достоинств: позволяют получать данные, недоступные в традиционных учебных экспериментах, дают возможность производить измерения и регистрацию разных параметров, а программное обеспечение - визуализировать все полученные данные.

При помощи программы MultiLab можно:

 - собирать данные и отображать их в ходе эксперимента,

 - выбирать различные способы отображения данных – в виде графиков, таблиц, табло

измерительных приборов,

 - обрабатывать и анализировать данные с помощью Мастера анализа,

 - импортировать/экспортировать данные текстового формата

 - вести Журнал экспериментов,

 - просматривать видеозаписи предварительно записанных экспериментов.

Цифровая лаборатория «Архимед» обладает мобильностью, что позволяет проводить исследования в «полевых условиях».

Для проведения экспериментальных работ в полевых условиях также используются: переносная мини – экспресс - лаборатория «Пчелка-У», комплексная лаборатория для исследования воды и почвенных вытяжек «НКВ». Исследования, проводимые с помощью данного оборудования более наглядны и эффективны, это даёт возможность лучше понять и запомнить исследуемые объекты.[4]

Объекты невидимые невооруженным глазом позволяет рассмотреть цифровой микроскоп. Цифровой микроскоп - это приспособленный для работы в школьных условиях оптический микроскоп, снабженный преобразователем визуальной информации в цифровую. Он обеспечивает возможность передачи в компьютер в реальном времени изображение микрообъекта и микропроцесса, его хранения, в т.ч. в форме цифровой видеозаписи, отображения на экране, распечатки, включения в презентацию. Цифровой микроскоп позволяет рассматривать различные объекты при увеличении в 10, 60 и 200 раз. С его помощью можно не только рассмотреть заинтересовавший вас предмет, но и сделать его цифровое фото.

Цифровая видеокамера и мультимедийный проектор дают возможность

рассматривать изучаемые процессы на большом экране и проводить обсуждение. Из отснятого материала может быть смонтирован фильм, который зафиксирует процесс исследования и наглядно покажет его результаты.

Для фиксирования различных стадий эксперимента используется цифровой фотоаппарат. Полученные фотографии станут основой для обобщения результатов исследования.

Использование современного лабораторного оборудования позволяет:

- осуществлять новые подходы в обучении;

- способствует формированию у учеников навыка самостоятельного поиска, обработки и анализа информации, раскрытию творческого потенциала учащихся;

- создавать электронные ресурсы, содержащие различные виды объектов (текстовые, анимированные модели, презентации)

- развивать интеллектуальны способностей учащихся.[5]

Для работы в школе подойдут лаборатории «Архимед» и «Релаб». Они предназначены для проведения практических работ и оснащены необходимым оборудованием и материалами для проведения в следующих проектах:

- уроки физики и внеурочной деятельности: использование комплексов для демонстрации физических явлений, проведения лабораторных работ и экспериментов;

- астрономические проекты: изучение космических объектов, законов движения небесных тел с помощью датчиков и оборудования комплексов;

- биологические проекты: исследование живых организмов, процессов жизнедеятельности, экологических систем с использованием датчиков и оборудования комплексов;

- географические проекты: изучение климата, погоды, природных явлений, географических особенностей местности с помощью датчиков и оборудования комплексов;

- экологические проекты: оценка состояния окружающей среды, исследование влияния антропогенных факторов на экосистемы с использованием датчиков и оборудования комплексов.

 Для работы в полевых условиях подойдёт мини-экспресс-лаборатория «Пчёлка-У». Она предназначена для следующих целей:

- учебно-исследовательские работы: проведение исследований, связанных с первичным исследованием объектов окружающей среды, таких как воздух, вода, почва и продукты питания;

- полевые и лабораторные экологические исследования: проведение полевых и лабораторных работ по изучению состояния окружающей среды, включая мониторинг качества воздуха, воды и почвы;

- демонстрационные эксперименты: организация демонстрационных экспериментов по экологии, химии, биологии, географии, ОБЖ и другим предметам, где требуется изучение объектов окружающей среды;

- профильные курсы: использование комплекса в рамках профильных курсов по экологии, химии, биологии, географии, ОБЖ и других предметов, связанных с изучением объектов окружающей среды.

Таким образом, осваивая современное оборудование можно осуществить дифференцированный подход и развить у учащихся интерес к самостоятельной исследовательской деятельности.

1. Абдулов, Р.М. Использование интерактивных средств в исследовательской и проектной деятельности учащихся. // Новые образовательные технологии в вузе. // https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-sovremennyh-tehnicheskih-sredstv-v-protsesse-poetapnogo-razvitiya-issledovatelskih-umeniy-uchaschihsya-pri-obucheni/ – 2015. - №1. – С. 2-8.
2. Шевченко, А.Г. Использование оборудование на уроках биологии и в проектно-исследовательской деятельности учащихся. // Современный урок. // https://www.1urok.ru/categories/3/articles/78668?ysclid=m20bd4fb1y411523599/ – 2024. - №1. – С. 2-4.

Список источников
3. Кучковская О.В., Хорошев А.Н. Методическое пособие по использованию лабораторного комплекса для учебной практической и проектной деятельности по естественнонаучным дисциплинам. Часть II. Химия. // https://neschool-tlt.profiedu.ru/file/card?id=248 / - Москва.: Издательство. «Ильф», 2015. – 200 с.
4. Кучковская О.В., Хорошев А.Н. Методическое пособие по использованию лабораторного комплекса для учебной практической и проектной деятельности по естественнонаучным дисциплинам. Часть Ⅲ. Биология. // https://www.researchgate.net/publication/ – Москва. : Издательство. «Ильф», 2015. – 240 с.
5. Муравьёв А.Г. Руководство по применению мини-экспресс-лаборатории «Пчёлка-У» и её модификаций при учебных экологических исследованиях / Под ред. к.х.н. А. Г. Муравьёва. Изд. 6-е, дополн. – Санкт-Петергбург.: Издательство. «Крисмас», 2018. - 160 с.