Датчик вуглекислого газу на уроці біології

урок біології з цифровими датчиками

Чи потрібні в шкільних лабораторних роботах висока точність при проведенні практичних занять? Це питання спірне, більше того нормативні документи для освіти мають свої рекомендації – а ви, читаючи далі, дізнаєтеся правду про визначення рівня CO2 з цифровими датчиками Vernier.

Для чого цифрові лабораторії в школі

Все частіше саме таке рішення з’являється в сучасних навчальних закладах. Нові інструменти замінюють старі методи оцінки явищ, проведення експериментів. І заміна завжди не рівноцінна – цифрові вимірювальні комплекси значною мірою перевищують можливості методів, що відходять в історію.

Ці нові можливості не лише в економії бюджету на оснащенні – коли один пристрій замінює декілька інших. Це підвищення точності, більше функцій та головне – можливість контролювати одразу ряд різних пов’язаних показників для вивчення залежностей і закономірностей. Тепер це повинно бути доступно всім.

Чому шкільні датчики мають бути точними

Якщо звернутися до державного Наказу 704, що є обов’язковим до використання при закупівлях в загальноосвітні навчальні заклади – він установлює мінімальні вимоги до конкретного обладнання. Тобто воно має бути краще, але не гірше. Та чи достатньо просто “хорошого” рівня аналізаторів для навчальних практикумів?

Наказ регламентує для датчику вуглекислого газу мінімальний діапазон роботи від 300 до 5000 ppm. Часто в школи купується цифрове обладнання “Енштейн” Еinstein™ з датчиками що мають діапазон до 10,000 ppm – і може здатися, що цього достатньо.

Давайте порівняємо з провідними організаціями, що виготовляють датчики для закладів освіти “Верньє” Vernier™ і “Паско” Pasco™ – аналогічні датчики обох виробників працюють з високою точністю в діапазоні від 0 до 100,000 ppm – так чому ж ці і всі інші світові організації задають такий діапазон?

  1. вони. маючи відоме ім’я, не можуть використовувати дешеву елементну базу;
  2. такий діапазон справді потрібен в навчальних цілях для визначень

Що перевіряють в досліді СО2 на уроці біології

Учні вивчають властивості вуглекислого газу проводячи заміри в приміщенні, на відкритому просторі, у видихуваному людиною повітрі. Пропонуємо оцінити реальні цифри та зробити висновки:

  • 400 ppm – приміщення, що провітрюється
  • 800 ppm – звичайне приміщення (норма)
  • 1200 ppm – у кімнаті душно (мало кисню)
  • 2000 ppm – кабінет потребує негайного провітрювання

На цьому можливості комплекту з датчиками, що мають діапазон до 10,000 ppm закінчуються. Він не зможе визначити рівень вуглекислого газу у повітрі, що видихається після заняття спортом, і що взагалі можна виміряти таким датчиком коли навіть людина у стані спокою видихає повітря в якому від 40,000 до 60,000 ppm!!

В кімнаті відбувається газообмін і показник зрівноважується – хоча знову ж без точного пристрою, що буде фіксувати динаміку змін у часі цього не побачиш – саме АЦП від Vernier може показати графік змін з аналізом даних в потоковому режимі. Але без датчика з широким діапазоном учні не зрозуміють звідки беруться ці цифри.

дослід газообміну рослин

Для проведення досліджень діапазон до 100,000 ppm потрібен не лише для аналізу дихання людини – газообмін рослин у закритих капсулах. Можна досліджувати як живі рослини (у великому боксі – фото вище) так і їх частини (в меншому – див. гол. фото).

Великі діапазони визначення потрібні, щоб бачити динаміку

З цифровими лабораторіями Vernier можна повторити будь яку з 1000 лабораторних робіт для біології та створювати свої дослідження на базі аналого-цифрового перетворювача LabQuest2 з набором датчиків для цього предмету.

Діапазонів визначення у датчиків, що пропонуються в комплекті, достатньо для спостерігання динаміки перебігу всіх процесів, що цікаві до вивчення предметним кабінетом. Процес створення своїх досліджень, навіть під високі вимоги профільних освітніх закладів, є простим а отримані значення будуть точними.

Якщо говорити окремо про датчик CO2 Vernier – він іде в комплекті з перехідником на який легко одягати разові насадки для безпечного використання в класі без ризику передачі бактерій (при тестуванні видиху людини). Таким чином виміри будуть проведені не тільки швидко і точно, а і зручно організоване безпечне використання відповідає вимогам навчального процесу.

АЦП LQ2 володіє перевагами демонстрації перебігу лабораторної роботи на вбудованому екрані, працює з великою кількістю датчиків та має краще програмне забезпечення для роботи з датчикам і для інших предметів (як фізика чи хімія).

Читати більше про LabQuest 2

А які датчики обмежують ваші дослідження?

Напишіть відгук