Цифровая лаборатория лабдиск гломир в школьных исследованиях

Цифровая лаборатория ЛабДиск ГЛОМИР

в школьных исследованиях

Димитрова Ольга Иннокентьевна, учитель информатики

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Гимназия г.Юрги»,

В нашей гимназии учащиеся проводят до 70% своего времени. Поэтому, кроме задачи усвоения школьниками необходимых знаний, умений и навыков, которые ставит гимназия, ей надо создать условия для учебной деятельности, которые раскрывают резервы организма, способствующих росту, развитию и сохранению здоровья. От качества среды учебных помещений во многом зависит самочувствие ученика, его работоспособность, состояние здоровья.

Состояние здоровья детей в России сегодня вызывает обоснованную тревогу. 30-35% детей, поступающих в школу уже имеют хронические заболевания; за годы обучения в гимназии в 5 раз возрастает число детей с нарушением психического здоровья, в 3 раза – с заболеванием органов желудочно-кишечного тракта. К окончанию школы около 85% детей страдают различными хроническими заболеваниями. Ученые доказали тесную взаимосвязь между появлением у детей, так называемых, «школьных» болезней и гигиенических условий в гимназии. Поэтому главный вопрос при организации учебно – воспитательного процесса в гимназии - вопрос здоровьесбережения.

Здоровье зависит от микроклимата в классе. Микроклимат - физическое состояние воздушной среды, характеризующееся величиной атмосферного давления, температурой, влажностью, освещенностью, уровнем шума. В гимназиях миллионы детей и подростков проводят значительную часть своего времени, и их развитие происходит при непрерывном воздействии факторов этой среды.

Целью нашей работы является изучение санитарно-гигиенического состояния школьного помещения.

Актуальность исследовательской работы состоит в том, что знание вопросов санитарных правил и норм необходимо для каждого ученика и педагога, так как несоблюдение требований школьной гигиены может повлечь нарушение нормального развития детского организма и вызвать различные заболевания.

Задачи:

-сделать измерения, расчеты, провести эксперимент, получить поработать со справочной литературой, сравнить полученные результаты с нормами СанПиНа;

-выявить факторы, положительно и отрицательно влияющие на здоровье моё и одноклассников;

-через исследовательскую деятельность сделать вывод - соответствует ли нормам СанПиНа классная комната: её размеры (вместимость), температурный режим, освещенность, влажность.

Гипотеза. Если в классной комнате все будет соответствовать санитарным нормам, то учащиеся меньше будут болеть и сохранят своё здоровье и конечно, будут лучше учиться.

Приемы и методы: исследование, эксперимент, сравнение, наблюдение, анализ.

Исследование проводилось ранней весной, когда на микроклимат класса особенно влияют погодные условия.

Основная часть

В качестве объекта исследования выбран кабинет №2, где проводится большинство уроков, а также столовую, коридор и спортивный зал.

Выбор необходимого оборудования. Для проведения эксперимента по определению санитарно-гигиенического состояния школьного помещения необходимы приборы для измерения температуры, уровня шума, освещенности, размеров помещения. В гимназии есть и цифровая лаборатория ЛабДиск ГЛОМИР. Это оборудование для проведения широкого спектра исследований, демонстраций, лабораторных работ, проектной и исследовательской деятельности.

Дружественный интерфейс регистратора на основе пиктограмм с отдельными кнопками для каждого встроенного датчика, понятен даже самым младшим школьникам. Компьютерная программа даст им готовый материал для анализа – таблицу или график, получить который самостоятельно они смогут только с большим трудом и с помощью взрослого, а информация, полученная с экрана компьютера, сама инициирует обсуждение и анализ результатов.

Главная особенность ЛабДиска – минимум действий:

• не требуется действий по подключению и настройке датчиков – основной набор датчиков встроен в ЛабДиск

• запись показаний датчиков начинается сразу после нажатия одной-единственной кнопки на его корпусе

• для просмотра показаний какого-либо датчика во время эксперимента также требуется только одно нажатие кнопки – той, на которой изображен понятный и легко запоминающийся символ этого датчика

В комплекте лаборатории:

• регистратор данных ЛабДиск ГЛОМИР

• компакт-диск с программным обеспечением

• зарядное устройство и кабель USB

• справочно-методическое пособие

Регистратор данных ЛабДиск включает в себя графический дисплей, встроенные датчики, набор управляющих кнопок, аккумулятор на 150 часов работы. Внутренняя память рассчитана на хранение до 100000 замеров. Контрастный экран устраняет проблемы чтения показаний при ярком солнечном свете.
Встроенные датчики ЛабДиска ГЛОМИР:

1. Датчик температуры исследуемой среды (–25...+110°С)

2. Датчик температуры окружающей среды (–10...+50 °С)

3. Микрофонный датчик (58–93 дБ)

4. Датчик расстояния (0,4–10 м)

5. Датчик частоты сердечных сокращений (0–200 уд/мин)

6. Датчик освещенности (0–55 000 лк)

Длительное время работы регистратора одинаково ценно как при работе в помещении, так и в полевых условиях, особенно для исследования медленных процессов. Ученики могут проверять гипотезы, относящиеся к таким явлениям, как рост растений или изменение климата и загрязнение окружающей среды.

В помещении регистратор данных напрямую подсоединяется к компьютеру кабелем USB или посредством беспроводного соединения Bluetooth. При этом ЛабДиск может работать и как просто интерфейс датчиков, передавая измерения на компьютер в режиме реального времени.

Программное обеспечение GlobiWorld имеет красочный интерфейс, открывающий доступ к семи «научно-тематическим паркам». В каждом из них учащиеся могут ознакомиться с биографиями великих ученых, занимательными научными фактами и подробными описаниями экспериментов, которые можно провести самостоятельно.

В любой момент школьники могут просмотреть результаты ранее проведенных экспериментов или, подключив к компьютеру ЛабДиск, начать новый опыт.

При проведении эксперимента под управлением настольного компьютера показания датчиков можно отображать практически любым способом – на циферблате, в виде столбчатой диаграммы, на цветной шкале, на графике, на цифровом табло, в виде таблицы. Если целью эксперимента является определение параметров окружающей среды в различных точках местности, можно воспользоваться функцией нанесения координат ЛабДиска на карту Google. Программа GlobiLab наносит на карту Google показания встроенного датчика GPS, которые, в свою очередь, связаны с данными проведенных в этой точке экспериментов.

Определение координат были исследованы путем загрузки Карты Google и Системы глобального позиционирования (GPS) в различных точках местности.
Определили географическое положение г. Юрги широта 55°42‛ 3,72”
долгота 84°57‛ 18,78” (См.Приложение 1)

Определение размеров классной комнаты.

На организм человека влияет много факторов внешней среды, и одним из определяющих, является размеры помещения.

Размеры класса обусловлены рядом педагогических и гигиенических требований. Ширина класса более 6 м неблагоприятно сказывается на освещенности парт третьего ряда естественным светом. При длине класса более 8 м затрудняется для учащихся, сидящим на последних партах, четкое восприятие речи учителя и ясное различение написанного на доске. Скопление углекислого газа, аммиака, летучих жирных кислот происходит в верхних слоях воздуха помещений. При высоте помещений в 3,0 м наиболее загрязненный слой воздуха не достигает зоны, в которой находится человек во время обычной работы.

Для проведения данного эксперимента потребовался датчик расстояния из цифровой лаборатории. Конечно же, им пользоваться удобнее, чем измерительной лентой. Датчик основан на принципе работы звукового локатора. Внутри прибора установлены ультразвуковой излучатель и микрофон. Направив датчик на потолок и стены, измерили высоту, длину и ширину класса.

Длина = 8,0214 м

Ширина = 6,0208 м

Высота = 3,1004 м

Площадь классного помещения = 48,35 м2

Объем классного помещения = 149,9 м3.

Т.к. в моем классе учатся всего 15 человек, то на 1 ученика приходится площадь 3,2 м2 и объём 9,9 м3 .

Нормы СанПиНа: площадь на 1 учащегося составляет 2,5 м2, кубатура на 1 учащегося – 4 м3. Вывод: квадратура и кубатура на 1 учащегося соответствует нормам.

Воздушно-тепловой режим

Условия воздушной среды оказывают существенное влияние на заболеваемость, работоспособность и самочувствие. В закрытых помещениях во время пребывания детей меняется химический состав и физические свойства воздуха: нарастает количество углекислого газа, водяных паров, уменьшается содержание кислорода, повышается температура воздуха. Влияние влажности на организм человека неразрывно связано с температурой воздуха. Большая влажность воздуха усиливает неблагоприятное воздействие как высоких, так и низких температур.

При температуре воздуха выше 25 °С большая влажность способствует перегреванию организма вследствие затруднения отдачи тепла путем испарения воды с поверхности кожи. Даже при отсутствии видимого потоотделения (при 15—20°С) человек теряет через кожу около 0,4—0,6 л воды в сутки и с выдыхаемым воздухом — 0,3—0,4 л. В результате перегревания наблюдаются ухудшение самочувствия, ощущение тяжести и духоты, понижается работоспособность и т. д.

Значительная влажность в сочетании с низкой температурой воздуха способствует охлаждению организма. Это объясняется тем, что теплоемкость водяных паров больше теплоемкости воздуха, поэтому на нагревание холодного сырого воздуха расходуется больше тепла. В результате выпадение влаги из воздуха кожа и ткани одежды увлажняются и становятся более теплопроводными (теплопроводность воды в 25 раз больше теплопроводности воздуха). Небольшая влажность в Сибири и на горных вершинах помогает легче переносить низкую температуру воздуха. В Сочи даже при сравнительно небольшом морозе бывает холоднее из-за высокой влажности воздуха. Колебания температуры в сухом климате переносятся легче, чем в сыром. Продолжительное пребывание людей в сырых, плохо отапливаемых помещениях понижает сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям, а также к ревматизму, туберкулезу и заболеваниям почек. Таким образом, сырой воздух вреден для организма как при высокой, так и при низкой температуре.

Для определения температуры и влажности воздуха были задействованы датчики температуры и влажности из цифровой лаборатории ЛабДиск ГЛОМИР , с помощью которых проводились замеры в кабинете №5 (классной комнате) на протяжении всего учебного дня с 8.20 до 14.20, т.к. в этом помещении проводится большая часть учебных занятий. Датчик температуры – это простой и надёжный датчик предназначен для измерения температуры в диапазоне от -25 ºС до +110 ºС. Для эксперимента выбраны необходимые условия замеров: частота (через 20 минут), количество замеров (18).

В ходе эксперимента в закрытом помещении установлено повышение температуры воздуха с 18.024 ºС до 20.546 ºС, а также повышение влажности воздуха с 40.111% до 45.021%.

Нормы СанПиНа: температура воздуха – 18 ºС – 24 ºС;

Температура воздуха в школьных помещениях должна быть дифференцирована в зависимости от их назначения: максимальна - в классных комнатах, ниже - в коридорах, самая низкая - в спортзале. Аналогичным способом измерили температуру в спортзале, столовой и коридоре.

Вывод: температура воздуха в исследуемых помещениях соответствует нормам.

Измерение пульса сердечных сокращений ученика 7 класса

Пульс- число сердечных сокращений 80 ударов в минуту до физической нагрузки. После интенсивных отжиманий 15 отжиманий за 30секунд число сердечных сокращений стало 169 ударов в минуту. Через минуту пульс восстановился, стал равен 80 ударов в минуту. Ученик в отличной физической форме! Оказывается, наш пациент занимается плаванием и ходит в цирковую студию.

Световой режим

Среди факторов внешней среды, влияющих на организм, свет занимает одно из первых мест. Свет оказывает влияние не только на орган зрения, но и на весь организм в целом.

Многочисленными исследованиями воздействия естественного света на организм человека установлено, что свет влияет на разнообразные физиологические процессы в организме, способствует росту, активизирует процессы обмена веществ, повышает газообмен. Огромно значение света в профилактике зрительного утомления и наиболее распространённых расстройств зрения, в частности близорукости, так как именно в детском возрасте формируется рефракция глаза, влияющая на уровень зрительных функций и зрительную работоспособность. Поэтому в помещениях для детей и подростков должны быть созданы оптимальные условия освещения. Неблагоприятные условия освещения вызывают ухудшение общего самочувствия, понижение физической и умственной работоспособности. Ещё в 1870 году Ф. Ф. Эрисман убедительно доказал, что развитие близорукости школьников является следствием систематического напряжения органа зрения при недостаточной освещённости.

Особое гигиеническое значение имеет бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей, входящих в состав спектра солнечного света. Под воздействием ультрафиолетовых лучей задерживается развитие бактерий, а при достаточно длительном воздействии бактерии погибают. Это является важным гигиеническим фактором, способствующим оздоровлению внешней среды.

Особенно велика роль лучистой энергии солнца в формировании растущего организма. Активизируя процессы обмена, она способствует правильному росту и развитию. Ультрафиолетовые лучи, переводя провитамин D, находящийся в коже ребёнка, из недеятельного состояния в деятельное, обеспечивают нормальное костеообразование. Свет оказывает и психологическое воздействие; обилие света создаёт эмоционально-приподнятое, радостное настроение.

Несмотря на то, что оконное стекло в значительной степени задерживает биологически наиболее активные лучи солнечного спектра, тонизирующее и бактерицидное действие солнечных лучей, проникающих в помещения, достаточно велико.

В развитии близорукости существенную роль играет недостаточная освещенность. Доказано, что все зрительные функции (острота зрения, устойчивость видения) резко снижаются при плохой освещенности и повышаются с ее возрастанием. Поэтому необходимо создать максимально благоприятные условия для работы глаза.

Должно быть боковое левое освещение.

На протяжении учебного года естественное освещение является недостаточным. Недостаток света восполняется искусственным освещением, к которому предъявляются следующие гигиенические требования: оно должно быть достаточным по силе, равномерным. Оптимальный световой режим подразумевает рациональное смешанное освещение - сочетание естественного и искусственного освещения. До сих пор бытует мнение, что смешанное освещение оказывает негативное влияние на глаза, но специальные исследования этого не подтверждают. Вреднее выполнять работу при недостаточном естественном освещении. Поэтому нужно включать искусственное освещение, не дожидаясь пока совсем стемнеет.

Для оценки уровня освещенности в классной комнате использовали датчик освещенности, с помощью которого делал замеры на протяжении учебного дня. Освещенность в классе практически постоянна и составила 306,2467 люкс.

Для убедительности результатов проведенного эксперимента воспользовались простым, эффективным методом оценки освещенности помещения: поставив книгу с мелким шрифтом на расстояние 50 см, можно было прочитать текст. В таком случае освещенность принято считать нормальной.

Нормы СанПиНа: освещенность в учебных кабинетах должна составлять не менее 300 люкс.

Вывод: световой режим в классной комнате соответствует норме.

Заключение

Фундамент здоровья человека закладывается в детском возрасте, в период обучения в гимназии. Поэтому проведение мероприятий, направленных на сохранение здоровья школьников является важным делом.

В ходе данного исследования были проведены анализ санитарно-гигиенического состояния школьного помещения с помощью цифровой лаборатории ЛабДиск ГЛОМИР. При проведении исследования убедились, что цифровая лаборатория обладает большим преимуществом по сравнению с традиционным оборудованием:

• Автоматический сбор данных на протяжении всего эксперимента позволяет сэкономить время на записи

• Результаты эксперимента – наглядны: данные отображаются в виде графика, таблицы, аналогового табло и в цифровом виде (см Приложение 1)

• Программа позволяет вести журнал эксперимента

• Лаборатория обладают мобильностью, что позволяет проводить исследования в «полевых условиях»

• Обладают портативностью

• Удобная обработка результатов

На основании результатов данного исследования можно сделать вывод, что санитарно-гигиеническое состояние школьного помещения (площадь и кубатура помещения на одного учащегося, температурный и световой режим) соответствует санитарно-гигиеническим нормам.

Исследованы лишь некоторые гигиенические параметры и требования к школьным помещениям. Для поддержания должного воздушно – теплового и светового режима необходимо:

- осуществлять проветривание во время перемен (даже зимой); «сквозное» проветривание, удалив детей из класса

- озеленять классы, с целью очистки воздуха от микробов и пыли

- необходимо чаще проводить влажную уборку, следить за чистотой стен

- своевременно проводить чистку осветительной арматуры светильников

- для максимального использования дневного света следует:

- не расставлять на подоконниках цветы,

- очистку и мытье стекол производить 2 раза в год (осенью и весной)

Самое драгоценное у человека – здоровье и только здоровый человек способен быть настоящим творцом собственной судьбы и судьбы своей страны.

IV. Список литературы

1.О.В.Нестерова. Материалы санитарно-эпидемиологических правил и нормативов «Гигиенические требования к условиям обучения в общеобразовательных учреждениях»

2. Кардашенко В.Н «Гигиена детей и подростков» Москва, «Медицина» 1980 год

3.О.В.Нестерова «Санитарные правила и нормы в организации деятельности образовательных учреждений» Волгоград: Учитель,2013г.

4. Цифровая лаборатория ЛабДиск ГЛОМИР . Методические материалы к цифровой лаборатории.

5. Интернет-ресурсы:

www. GlobiLab.ru

www.globallab.org

Приложение 1

Маршрут отображает карту местности прохождения маршрута от третьего микрорайона – киргородк– река Томь – водослив на Юргинском водохранилище 9.04.2016

Приложение 2

Запись датчиков ЛабДиска количество измерений 9тысяч: координат местонахождения, температуры окружающей среды, уровня шума, скорости передвижения км/час на маршруте: З-й микрорайон-Томь-водослив на водохранилище.

11