Подобные цифровые лаборатории не только существенно расширяют возможности старых, аналоговых, но и переводят само обучение на качественно иной уровень. Иначе говоря, школьная наука все больше становится компьютеризованной.
Первые образцы цифровых лабораторий, по словам руководителя пресс-службы Департамента образования столицы А.В. Гаврилова, начали поступать в школы России в 2003/2004 учебном году. Их создавали совместными усилиями в рамках международного проекта компании Imagi Wors (США), Fourier Systems (Израиль), а также Lego Educatin Division (Дания) и DCP Microdevelopments Limited (Великобритания), разрабатывающие программное обеспечение, устройства для сбора данных и датчики. С нашей стороны в проекте участвовали сотрудники Института новых технологий и Центрального института технических устройств обучения, осуществившие отладку цифрового комплекса и программного обеспечения применительно к нашим условиям, а также ведущие обучение и поддержку учителей, осваивающих работу с новым оборудованием, помогающие обмену опытом между ними.
А чтобы этот самый обмен проходил веселее, 20 февраля 2004 года и был организован первый конкурс проектов, в котором принимали участие учителя и команды учеников, работающие с цифровыми лабораториями различных конфигураций.
О том, как ученики теперь могут почувствовать себя в роли первооткрывателей, рассказали присутствующим преподаватели из лицея № 1501 Ольга Ивановна и Михаил Николаевич Бондаровы. По их словам, если раньше ученики должны были по существу на веру принимать справедливость тех или иных законов физики или химии — далеко не во всех школьных физических кабинетах имелось оборудование, позволяющее проверить действие того или иного закона на практике, — то с появлением цифровых лабораторий ставить эксперименты стало проще.
Так выглядит один из вариантов цифровой лаборатории.
Компьютер позволяет создать, например, модель смерча, проследить движения капель воды на горячей поверхности или вообще создать модель, казалось бы, невозможного объекта — например, магнита с несколькими полюсами.
Это, кстати, подтвердили и учащиеся лицея № 1511 Олег Рубан, Владимир Бураков и Сергей Салахутдинов. Как рассказали мне ребята, целью их работы было изучение изобарического процесса, а именно, определение зависимости объема нагреваемой жидкости от температуры. Под руководством преподавателя Д.Э. Кравцова, они собрали экспериментальную установку, провели ряд замеров, а компьютер нарисовал им график зависимости. «Он получился в точности такой, как показано в учебнике — наклонная прямая, — сказал Олег Рубан. — Но одно дело, когда просто смотришь на нарисованный график, и совсем другое, когда сам его строишь, стараешься отстроить установку от влияния посторонних помех»…
Выступает А.Л. Семенов, ректор Института открытого образования.
Евгений Борисов, учащийся школы № 1012 Западного административного округа Москвы, занялся выяснением вопроса, насколько комфортно ему живется, не только по заданию учителя, но, можно сказать, и от безделья. Дело в том, что Женя недавно поскользнулся на улице и повредил ногу. А пока отлеживался дома, с помощью домашнего компьютера и датчиков, взятых на время в школе, попытался выяснить, при каких температуре, влажности и освещенности человек чувствует себя наиболее комфортно. И теперь старается поддерживать у себя в комнате именно такие условия.
А ребята из школы-лаборатории № 760 столицы попробовали ответить на тот же вопрос уже для жителей целого района. Как рассказала мне руководительница этой работы Ольга Константиновна Королева, ребячьи десанты с приборами по измерению шума, загазованности, температуры, давления высаживались в различных районах столицы в определенные дни и снимали показания. А затем свели их воедино. В итоге выяснилось, что в свое время проектировщики допустили просчет. Они построили Тайнинскую ТЭЦ без учета розы ветров. А в итоге ее промышленные выбросы теперь довольно значительно влияют на экологию всего северо-запада столицы. Так что жителям юго-запада, живущим подальше от ТЭЦ, можно сказать, повезло — у них на экологию влияет только городской транспорт. Но и его в столице стало чересчур много…
Свой экологический мониторинг Люба Губарь, Дмитрий Турбаков и другие ребята намерены продолжить и в будущем. А полученные данные направить в администрацию города — пусть правительство столицы принимает надлежащие меры.
Поделившись своим опытом, каждый из присутствующих в зале знакомился и с чужим…
Можно, конечно, сказать, что ребята повторяют вслед за взрослыми исследования, что давным-давно или совсем недавно были сделаны до них. Скажем, зачем переоткрывать закон Ома, когда знаменитый ученый сделал это еще в 1826 году?
Но, как сказал в своем выступлении ректор Института открытого образования Алексей Львович Семенов, подобные исследования — не самоцель. Люди, почувствовавшие вкус самостоятельной работы, научившиеся работать с современной исследовательской аппаратурой, после школы легче находят себе место в жизни, их с удовольствием берут на работу институты, исследовательские лаборатории, промышленные предприятия.
«Конечно, ребята еще не волшебники. Они только учатся, — сказал Алексей Львович. — Но учатся неплохо, поскольку наши исследователи и по сей день продолжают цениться во всем мире. Однако если раньше говорили, что для эксперимента хорошему ученому достаточно колбы и пары пробирок, то теперь во всем мире необходимо еще и уверенное владение компьютером. Этой цели, кроме всего прочего, служат и цифровые лаборатории»…
Мы еще не волшебницы, мы пока учимся..
Научившись же еще в школе не только экспериментировать, но и моделировать различные процессы, исследователи затем экономят себе и государству массу времени и средств, позволяя во многих случаях обходиться без значительной части натурных опытов. «Например, не секрет, что ограничение, а то и полный мораторий на ядерные испытания стали возможны потому, что процесс атомного взрыва теперь исследователи моделируют на компьютерах, — подчеркнул Семенов. — Использование компьютерной техники также в 2–3 раза повышает точность метеопрогнозов и в 3–4 раза сокращает затрату средств и времени при разработке новых лекарств»…
Сейчас, утверждают исследователи, с помощью компьютеров можно смоделировать даже условия жизни, например, на Венере или Юпитере, а заодно и наглядно показать, как должно выглядеть то существо, для которого местные природные условия будут в самый раз.
Это только для нас температура в 400 °C и давление в 100 атмосфер — адские условия. Но это уже тема для другого конкурса… Подборку готовил Н. МАЛЬЦЕВ, специальный корреспондент «ЮТ»
НАШ ДОМ
Все из дерева
