Τεχνολογίες Πληροφοριών και Επικοινωνιών
& Φυσικές Επιστήμες

Κατηγορίες εφαρμογών των ΤΠΕ στην Εργαστηριακή διδασκαλία

Συστήματα Συγχρονικής Λήψης και Απεικόνισης

Αποτελούνται από ένα καταγραφέα δεδομένων (Data Logger) στον οποίο μπορούν να συνδεθούν κατάλληλοι αισθητήρες για την λήψη και αποθήκευση πειραματικών μετρήσεων. Μπορεί να συνδεθεί με Η/Υ εφοδιασμένο με βιντεοπροβολέα, με τη βοήθεια κατάλληλου λογισμικού. Δημιουργεί γραφικές παραστάσεις από την επεξεργασία των πειραματικών δεδομένων και στη συνέχεια με την εφαρμογή μαθηματικών συναρτήσεων τη περαιτέρω επεξεργασία τους.

Οι συγχρονικές διατάξεις παρουσιάζουν συνοπτικά τα εξής πλεονεκτήματα:

  1. Οι μαθητές είχαν τη δυνατότητα να παρακολουθούν συγχρόνως την κατασκευή της γραφικής παράστασης με την εξέλιξη του φαινομένου
  2. Οι μαθητές εκτελούν σε πραγματικό χρόνο, ένα πραγματικό πείραμα και με τον Η/Υ παίρνουν μετρήσεις, σε αντίθεση με προσομοιώσεις όπου το πείραμα είναι εικονικό.
  3. Οι μαθητές εστιάζουν στην εξέλιξη του φαινομένου και δεν ασχολούνται με την άλλοτε ανιαρή και άλλοτε χρονοβόρα διαδικασία συλλογής των δεδομένων.
  4. Δίνουν τη δυνατότητα στους μαθητές να παρουσιάσουν πειραματικά δεδομένα σε τέτοια μορφή, ώστε να μπορούν να τα χειριστούν και να προβληματιστούν πάνω σ' αυτά.

Ως γνωστόν όλα τα εργαστήρια των Φ.Ε. των Γενικών Λυκείων έχουν εφοδιαστεί με το MultiLog/DbLab. Διαθέσιμα αρχεία:

αρχική έκδοση του DBLAB

νεώτερη έκδοση του DBLAB

Drivers για τον μετατροπέα από USB σε Serial

Εικονικά Εργαστήρια

Στην κατηγορία αυτή την θέση του Εργαστηρίου έχει πάρει ο ηλεκτρονικός υπολογιστής ο οποίος είναι εφοδιασμένος με κατάλληλα προγράμματα προσομοίωσης εργαστηριακών συσκευών και υλικών.

Στο περιβάλλον του εικονικού εργαστηρίου ο μαθητής επιλέγει τα όργανα για να συνθέσει την πειραματική του διάταξη και δεν είναι όλα προκαθορισμένα.

Οι προσομοιώσεις συνήθως δεν αντικαθιστούν το πραγματικό εργαστήριο αλλά δρουν συμπληρωματικά με αυτό ενώ δεν προσφέρουν τις εμπειρίες που αυτό προσφέρει. Ωστόσο, προσφέρουν συχνά δυνατότητες ακόμα μεγαλύτερες από αυτές του εργαστηρίου όπως:

Η χρήση προσομοιώσεων καλό είναι να έπεται των πειραματικών διαδικασιών, δηλαδή σε αρχικό στάδιο να γίνεται η εξερεύνηση του πραγματικού κόσμου και ύστερα αυτή του εικονικού κόσμου του λογισμικού.

Στην κατηγορία αυτή ανήκουν τα παρακάτω λογισμικά:

Πραγματικά εργαστήρια στο διαδίκτυο

Στην περίπτωση αυτή έχουμε πρόσβαση σε πραγματικό πειραματικό εξοπλισμό και όργανα, όχι τοπικά μεταβαίνοντας στο χώρο του εργαστηρίου αλλά από απόσταση, χρησιμοποιώντας την τεχνολογία του διαδικτύου. Άρχισαν να αναπτύσσονται τα τελευταία χρόνια στη Τριτοβάθμια εκπαίδευση και πρόσφατα στη δευτεροβάθμια. Η λειτουργική δομή ενός εργαστηρίου από απόσταση φαίνεται στη παρακάτω εικόνα:

Από τον χώρο Τριτοβάθμιας εκπαίδευσης αξίζει να επισκεφθούμε το εργαστήριο ηλεκτρονικής OpenLabs Electronics Laboratory στο Blekinge Institute of Technology της Σουηδίας.

Όσον αφορά την δευτεροβάθμια εκπαίδευση στο site της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τις φυσικές επιστήμες XPLORA υπάρχουν ορισμένες δραστηριότητες.

Αξίζει να μελετήσουμε τον κύκλο του νερού (Water cycle) που περιλαμβάνει

  1. Παραγωγή ενέργειας από ανεμογεννήτριες.
  2. Η ενέργεια που παράγεται χρησιμοποιείται για τη παραγωγή Υδρογόνου με ηλεκτρόλυση νερού.
  3. Το παραγόμενο Υδρογόνο χρησιμοποιείται σαν καύσιμο για την κίνηση αυτοκινήτου.

 

comments powered by Disqus