РОЗРОБКА ПРОГРАМНО-МЕТОДИЧНОГО КОМПЛЕКСУ SCHOOLKIT
DOI:
https://doi.org/10.28925/2414-0325.2021.113Ключові слова:
STEM, навчальне комп’ютерне програмне забезпечення, SchoolKit, ChemKit, ColorKit, SoundCardScientificKitАнотація
На кафедрі хімії Харківського національного педагогічного університету імені Г.С.Сковороди розробляється програмно-методичний комплекс (ПМК) SchoolKit. Основу його складають три програмні засоби (ПЗ): ChemKit – призначений для вимірювання температури, електрорушійної сили, сили струму, керуванням пристроями (нагрівачами, джерелами струму, та ін.); SoundCardScientificKit – орієнтований на використання ЦАП (цифро-аналоговий перетворювач) та АЦП ЦАП (аналогово-цифровий перетворювач) звукової карти комп’ютера; створено для візуалізації низькочастотних сигналів і генерації сигналів спеціальної форми; ColorKit – розробляється для обробки фотографій, фільмів і візуальних даних в режимі реального часу з науковою метою. Цей програмний засіб апробований при виконанні учнівських та магістерських проєктів. Усі інструменти для роботи із візуальними даними поділені на дві категорії: функції – неспеціалізовані засоби (дозволяють повною мірою проявити творчу активність, потребують деяких навиків роботи з додатком, є суттєвою допомогою при створенні алгоритмів обробки візуальних даних для власного програмного забезпечення користувача) та інструменти – спеціалізовані засоби, що моделюють роботу таких пристроїв як колориметр, рефрактометр, спектрофотометр, поляриметр. Для здешевлення проєктів пропонується використовувати: цифро-аналогові (ЦАП) та аналогово-цифрові (АЦП) перетворювачі звукової карти, фото- та відео- пристрої та іншу доступну периферію при розробці цифрових засобів навчання. Описано інтерфейс та можливості ПЗ ColorKit. Показана його універсальність: учень або вчитель може збирати свою власну систему дослідження шляхом додавання та налаштування модулів макросу. Цей програмний засіб дозволяє не тільки на основі обробки візуальних даних робити різноманітні вимірювання (колориметричні, рефрактометричні, спектрофотометричні, визначення фотосинтезуючої поверхні і т.д.), а й наочно демонструвати принципи роботи фізико-хімічних пристроїв. Периферійне обладнання для даного ПЗ може бути легко виготовлено власноруч. Пристрої, розроблені учнями на основі ПЗ ColorKit, неодноразово були представлені на різноманітних конкурсах: МАН, «Дотик природи», «Water Net». Визначено основні напрямки застосовування програмних засобів ColorKit, ChemKit, SoundCardScientificKit у STEM навчанні. Намічено подальші перспективи розвитку програмного засобу ColorKit. Показана необхідність розробки вітчизняних навчальних цифрових лабораторій та підготовки спеціалістів в цій області.
Завантаження
Посилання
Шон Кохлан Комп'ютери в школах не гарантують кращих знань – дослідження. URL: http://www.bbc.com/ukrainian/society/2015/09/150915_computers_pupil_results_vs
(дата звернення: 28.10.2021).
Верховна Рада України. (2020). МОН України; Наказ № 574 Про затвердження Типового переліку засобів навчання та обладнання для навчальних кабінетів і STEM-лабораторій. URL:
https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0410-20#Text (дата звернення: 28.10.2021).
Vernier. Products for Science and STEM Education. URL: https://www.vernier.com/products/ (дата звернення: 28.10.2021).
Macfarlane C., Odgen G. An Improved Evaporation Dome for Forest Environments Nov 2012. Computers and Electronics In Agriculture. Vol 89. November 2012. P.126-129.
Science Lab Equipment & Teacher Resources. URL: https://www.pasco.com/ (дата звернення: 28.10.2021).
Morales Paz E. Spark Inspired Science Classroom / 8-th International Technology, Annual Education and Development Conference (INTED) 2014. P. 3801-3809.
Gawryszewski M., Kmiecik P., Granosik G. V-REP and LabVIEW in the Service of Education. 7-th International Conference on Robotics in Education (RiE) 2017. P.15-27.
MEMS and IoT Applications in ISLE-based STEM Physics Learning Media for Mechanics Topic with LabVIEW Integration. URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1462/1/012066/pdf (дата звернення: 29.10.2021).
Головань О. В., Шаповалов Є. Б. Посібник з хімії з використання цифрових лабораторій Einstein TM: Частина 1: Розумники, 2016. 138c.
PHYWE. Datalogging-system Cobra 4. URL: https://www.phywe.com/sensors-software (дата звернення: 27.10.2021).
Горохова, Р. И., Никитин П. В. Формирование учебной мотивации на уроках физики с использованием инновационных технологий. Современные информационные технологии и ИТ- образование. 2020. Т. 16, № 3. С. 721-729. DOI 10.25559/ SITITO.16.202003.721-729
Техноинтстаил. Globisens® Labdisc. Увлекательные лабораторные эксперименты. URL: https://www.tehnoinstyle.com.ua/reviews/obzory-elektroniki/globisens-labdisc-uvlekatelnye-laboratornye-eksperimenty (дата звернення: 28.10.2021).
Kori K., Pata K. Training Teachers to se Globisens Labdiscs for Citizen Science Projects in School. 14th International Technology, Education and Development Conference (INTED) 2020. P.111-119.
ІТМ Лабораторія. URL: https://www.itm.com.ua/ (дата звернення: 28.10.2021).
Патрик Т., Крей К. Visual Basic 2005. Рецепты программирования. Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2008. 739 с.
O5e “Index of Refraction of Liquids (Refractometry)” URL: http://home.uni-leipzig.de/prakphys/pdf/VersucheIPSP/Optics/O-05e-AUF.pdf (дата звернення: 28.10.2021).
Alexander Scheeline, Kathleen Kelley. Cell Phone Spectrometer: Learning Spectrophotometry by Building and Characterizing an Instrument. URL: https://www.semanticscholar.org/paper/Cell-Phone-Spectrometer%3A-Learning-Spectrophotometry-Kelley/b9d59683c69b43b7272538462d03197d1ebfbc71 (дата звернення: 28.10.2021).
Bill S. Hosker Demonstrating Principles of Spectrophotometry by Constructing a Simple, Low-Cost, Functional Spectrophotometer Utilizing the Light Sensor on a Smartphone. Journal of Chemical Education, 2018. №95. PP.178-181.
Theremino. The real modular in out. URL: https://www.theremino.com/en/downloads/automation/ (дата звернення: 28.10.2021).