Почему ЦИКК должны быть качественными
Важна ли точность для ЦИКК
Очень часто цифровые лаборатории в школу покупают вообще без уточнений их функций для предметов, или выбирают самый дешевый «комплект» — не смотря на то, что он не полный и вообще может не соответствовать ни программе обучения, ни требованиям к обеспечению учебных кабинетов. Современные измерительные компьютерные комплексы (ЦИКК) страдают от экономии производителей значительно больше чем это было раньше.
Серьёзные научные работы и профессиональное обучение начинаются с качественного обеспечения школ цифровыми лабораториями. Если предметная школьная лаборатория качественная – этот научный инструмент поможет школьникам быть готовыми как к местным, так и к международным олимпиадам.
Серьёзные научные работы и профессиональное обучение начинаются с качественного обеспечения школ цифровыми лабораториями. Если предметная школьная лаборатория качественная – этот научный инструмент поможет школьникам быть готовыми как к местным, так и к международным олимпиадам.
Конечно вы можете заметить, что профессиональная техника и учебное оборудование – это разные вещи. Но для преподавателя это профессия – и когда ему приходится пользоваться устройствами низкого качества, то низкого качества будет и обучение. Особенно когда преподаватель сам начинает предупреждать – чтоб на показатели оборудования не обращали внимания, а просто смотрели по какому принципу оно работает (такое бывает не редко).
Рассмотрим отдельные характеристики цифровых лабораторий:
Частота работы ЦИКК
В науке изучены почти все новые направления – теперь наибольшего внимания заслуживают отдельные процессы, такие как колебания волн, структура материалов и их свойства и особенно изучение редких явлений (не просто с низкой частотой проявления – а таких которые имеют низкую вероятность появления).
Примером срочной необходимости измерения редких явлений может быть вулканическая деятельность – где распространение сейсмических волн не замедлят свои свойства для фиксации простыми приборами. А новые работы по изучению свойств молекулярных двигателей и характеристик протонов и нейронов – это вещи, которые проходят очень быстро.
Для фиксацию таких показателей нужно высокотехнологическое оборудование способное делать достаточное количество выборок в секунду. В современных приборах для нужд обучения это не меньше чем 100 000 выборок в секунду. Для повышения такой важной характеристики как частота выборок приборы для сбора информации интегрируются с компьютерами.
Наибольшую ценность предоставляют системы, которые способны обеспечить одновременную максимальную частоту измерений с гарантией на ней отклонения.
Никому не нужна система:
- высокая частота выборка и много ошибок (ложных измерений)
- малая частота выборок и высокая точность измерений
Так мы переходим к характеристикам точности.
Точность (минимальное отклонение) ЦИКК
Отклонение с наибольшим влиянием на результаты для обучения бывает адаптивным и мультипликативным, абсолютным (в единицах измерений) и относительным (относительно абсолютного отклонения к величине измерения).
Наихудшим, при использовании в образовательных целях является адаптивное отклонение – указывается часто, как отклонение N% от общей величины измерений (такой пример будет приведен ниже). Мультипликативное отклонение – это нормальное отклонение от измерений величины или параметра.
Когда отклонение измерений составляет 3% от грани измерений — это тот результат, который является негативным для современных средств обучения. Демонстрация того, что качество изменений вообще есть это хорошо, но для цели экспериментов (а именно на них новая школьная программа основана) такое отклонение не дает возможность качественно отследить эксперимент.
Пример: Датчик напряжения ±25v с отклонением ±3% — говорит о том, что достоверность измерительной величины производится с точностью 0,75v. При величине напряжения источника примерно 5v – относительно величины измерений — это отклонение составляет 15% (относительное отклонение). Простой закон с падением напряжения на проводнике с резисторами.
| \ | R1 | R2 | R3 |
|---|---|---|---|
| R знач. | 200 Ом | 300 Ом | 100 Ом |
| U | 1.03 | 2.5 | 0.87 |
И поэтому возможно отклонение в 0,75v может полностью испортить суть исследования.
Для большой измерительной величины некоторое отклонение не будет существенным, но вместе с тем же измерение оборудования не больших величин превращает результаты в недостоверные. Именно поэтому цена цифровой лаборатории прямо зависит от соотношения отклонения с частотой измерений.
Каким на самом деле должен быть Цифровой измерительный компьютерный комплекс
Качественный комплекс для демонстрации лабораторных робот должен быть с поддержкой современных операционных систем для сбора и экспорта данных. Дружественность набора для образования должно выражаться в: быстрой подготовке к занятиям, большом количестве готовых (встроенных в программное обеспечение) лабораторных работ, и возможность создавать свои исследования.
ЦВКК Високої якості© должны быть разносторонними: поддержка большого количества датчиков, построение графиков в реальном времени, сбор данных с разных источников, поддерживать ручное введение показателей или импорт готовых таблиц, экспорт результатов, прогноз показателей до их получения.
Лучшие из мощных цифровых лабораторий для школы могут записывать видео для предоставления отчета про проведение лабораторный работы, анализ видео и получение показателей с видео по кадрам, статистический анализ данных, построение данных, построение любых графиков с синхронным произведением записи процесса.
Собирая цифровую лабораторию под свои нужды начните с: LabQuest2