МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ БАЗА ЦЕНТРА "ТОЧКА РОСТА"

Описание материально-технической базы центра «Точка роста», используемого для реализации образовательной программы в рамках преподавания биологии

Материально-техническая база центра «Точка роста» включает в себя цифровые лаборатории, наборы классического оборудования для проведения биологического практикума, в том числе c использованием микроскопов. Учитывая практический опыт применения данного оборудования на уроках биологии и в проектно-исследовательской деятельности, сделан основной акцент на описании цифровых лабораторий и их возможностях. Цифровые лаборатории в комплектации «Биология» содержат индивидуальные датчики. Названия последних в приведённой таблице выделены курсивом.

Таблица 1. Датчики цифровых лабораторий по биологии

Датчики, микроскоп и дополнительные материалы (переходники, чувствительные элементы, методические материалы, зарядное устройство и др.) комплектуются в коробки-чемоданы.

Ниже дана краткая характеристика цифровых датчиков, приведены выявленные на практике технологические особенности применения. Учёт этих особенностей позволит правильно использовать датчики и продлить срок их службы. В комплекте цифровых лабораторий содержатся мультидатчики и монодатчики.

Описание материально-технической базы центра «Точка роста», используемого для реализации образовательной программы в рамках преподавания химии

Материально-техническая база центра «Точка роста» включает в себя современные и классические приборы. Последние прошли многолетнюю апробацию в школе и получили признание у учителей химии. К ним относятся: прибор для демонстрации зависимости скорости реакции от различных факторов, аппарат для проведения химических реакций, прибор для опытов с электрическим током, прибор для изучения состава воздуха и многие другие. Учитывая практический опыт применения данного оборудования на уроках химии, мы дадим лишь краткое описание приборов. Основной акцент сделаем на описании цифровых лабораторий и их возможностях.

Описание материально-технической базы центра «Точка роста», используемого для реализации образовательной программы в рамках преподавания физике

В состав центра «Точка роста» по физике входят базовая (обязательная) часть и дополнительное оборудование. Базовая часть состоит из цифровых датчиков и комплектов сопутствующих элементов для опытов по механике, молекулярной физике, электродинамике и оптике. Дополнительное оборудование (профильный комплект) представляет собой цифровую лабораторию по физике (рис. 1).

Базовый комплект оборудования центра «Точка роста» по физике

Данный комплект представлен следующими датчиками.

Датчик абсолютного давления

Датчик (рис. 2) производит измерения абсолютного давления. Чувствительный элемент датчика выполнен на базе монолитного кремниевого пьезорезистора с внедрённой тензорезистивной структурой, которая позволяет исключить возможные погрешности и достигнуть необходимой точности измерений. В комплект датчика абсолютного давления входит гибкая герметичная трубка для подключения штуцера датчика к лабораторному оборудованию.

Технические характеристики датчика абсолютного давления:

• диапазон измерения — от 0 до 700 кПа;

• разрешение — 0,25 кПа (см. рис. 2);

• материал трубки — полиуретан;

• длина трубки — 300 мм;

• внутренний диаметр трубки — 4 мм

Датчик положения (магнитный)

Датчик (рис. 3) измеряет временные отрезки между моментами прохождения объекта рядом с бесконтактными детекторами. Бесконтактные детекторы являются выносными и крепятся на металлической или магнитной поверхности. Количество осей измерения датчика положения равно 3, диапазон измерений по каждой из осей X, Y и Z составляет от 0 до 360 град.

Технические характеристики датчика положения:

• количество детекторов — 4 шт.;

• диаметр корпуса детектора — 8 мм;

• тип детектора — геркон;

• диаметр разъёма-штекера — 3,5 мм;

• длина кабеля для детекторов — 300 мм.

Профильный комплект оборудования

центра «Точка роста» по физике

В состав профильной цифровой лаборатории входят один беспроводной мультидатчик Releon Air «Физика-5», программное обеспечение Releon Lite и двухканальная приставка-осциллограф.

Беспроводной мультидатчик Releon Air «Физика-5»

Беспроводной мультидатчик выполнен в виде платформы с многоканальным измерителем, который одновременно получает сигналы с различных встроенных датчиков, размещённых в едином корпусе устройства. Беспроводные мультидатчики подключаются к планшету или компьютеру напрямую. При этом необходима поддержка работы по протоколу Bluetooth low energy (BLE) 4.1, без дополнительных регистраторов данных с помощью входящей в комплект флешки (рис. 4).

Рассмотрим технические характеристики, схему и состав беспроводного мультидатчика Releon Air «Физика-5» (рис. 5).

Технические характеристики мультидатчика:

• разрядность встроенной АЦП — 12 бит

• максимальная частота оцифровки сигнала — 100 кГц

• интерфейс подключения — Bluetooth low energy (BLE) 4.1

• встроенная память объёмом 2 Кбайт

• номинальное напряжение батареи — 3,7 В

• ёмкость встроенной батареи — 0,7 А · ч

• количество встроенных датчиков — 6 шт.

Работа с программным обеспечением Releon Lite

Для работы с мультидатчиками необходимо установить на компьютер или планшет программу Releon Lite. Дистрибутив программы находится на флеш-носителе, который входит в комплект поставки. Программу можно установить на любое количество компьютеров, планшетов или смартфонов. Программа Releon Lite позволяет в считанные секунды выполнять эксперименты по готовым сценариям, методическим указаниям и собственным наработкам. Программа является кроссплатформенной и может быть установлена как на Windows, так и на Android и macOS.

Базовый комплект материально-технической базы

центра «Точка роста», используемого для проведения занятий

по предмету «Технология»

МФУ (принтер, сканер, копир)

Может использоваться на лабораторных занятиях по теме «Компьютерная графика» для сканирования эскизов, отрисованных на бумаге, и для распечатывания векторных изображений — заготовок для декорирования объектов. Также может применяться для печати и копирования раздаточного дидактического материала на любых учебных занятиях. Краткие примерные технические характеристики: Тип устройства: МФУ (функции печати, копирования, сканирования). Формат бумаги: не менее А4. Цветность: черно-белый; технология печати: лазерная. Максимальное разрешение печати: не менее 1200´1200 точек. Интерфейсы: Wi-Fi, Ethernet (RJ-45), USB

Учебный робот манипулятор SD1

3D-оборудование (учебная модульная станция со сменными головками для 3D-печати, лазерной гравировки и резки с ЧПУ) Модуль 3D-печати может быть использован на лабораторных занятиях по темам «3D-моделирование и прототипирование», «Инженерный дизайн» для трёхмерной печати разработанных 3D-моделей.

Кроме того, 3D-оборудование может применяться для изготовления наглядных учебных пособий при изучении любых тем и дисциплин не только путём печати, но также резки и гравировки.

Краткие примерные технические характеристики модуля 3D-печати: Тип принтера: FDM, FFF, материал (основной): PLA. Количество печатающих головок: 1, рабочий стол: с подогревом. Рабочая область (XYZ): от 180´180´180 мм. Максимальная скорость печати: не менее 150 мм/сек. Максимальная толщина слоя: не более 20 мкм. Закрытый корпус. Охлаждение зоны печати. Пластик для 3D-принтеров Может быть использован в качестве материала для 3D оборудования для решения указанных выше образовательных задач

Робототехнический комплект «Клик»

Робототехнический набор предназначен для изучения основ робототехники, деталей, узлов и механизмов, необходимых для создания робототехнических устройств.

Набор представляет собой комплект структурных элементов, соединительных элементов и электротехнических компонентов.

Набор позволяет проводить эксперименты по предмету физика, создавать и программировать собираемые модели, из компонентов, входящих в его состав, рабочие модели мобильных и стационарных робототехнических устройств с автоматизированным управлением, в том числе на колёсном и гусеничном ходу, а также конструкций, основанных на использовании различных видов передач (в том числе червячных и зубчатых) а также рычагов. Встроенные беспроводные сетевые решения (Wi-Fi и Bluetooth), возможность интеграции с бесплатным облачным ПО, обеспечивают возможность практического изучения технологий интернета вещей и основ искусственного интеллекта.

Обеспечивается возможность объединения нескольких роботов, собранных из подобных наборов, в группы с сетевым взаимодействием. Предусмотрена опциональная возможность расширения дополнительными компонентами (не входящими в стандартную комплектацию), позволяющими изучать техническое зрение и промышленную робототехнику. Предусмотрена возможность работы набора с дополнительными облачными сервисами.

Среды программирования: mBlock, ArduinoIDE

Совместимость с ОС: Windows, Mac, Linux (web-версия mBlock)

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ НАБОР ПО МЕХАНИКЕ, МЕХАТРОНИКЕ И РОБОТОТЕХНИКЕ КОНСТРУКТОР ПРОГРАММИРУЕМЫХ МОДЕЛЕЙ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ. РАСШИРЕННЫЙ AR-DEK-STR-02

Предназначен для изучения основ робототехники, деталей, узлов и механизмов, необходимых для создания робототехнических устройств. Набор представляет собой комплект структурных элементов, соединительных элементов и электротехнических компонентов. Набор позволяет собирать (и программировать) из элементов, входящих в его состав, модели мехатронных и робототехнических устройств с автоматизированным управлением, в том числе на колёсном ходу, а также конструкций, основанных на использовании передач и рычагов. На базе набора можно организовать изучение наиболее распространённой элементной базы, применяемой для инженерно-технического творчества обучающихся и разботки учебных моделей роботов, освоение основных технологий проектирования робототехнических комплексов. Набор может использоваться на занятиях по теме «Робототехника» для изучения среды разработки Ардуино, подключения микроконтроллерной платы к компьютеру, подключения цифровых и аналоговых датчиков к Ардуино.

 Краткие примерные технические характеристики: Состав комплекта: Программируемый контроллер. Сервопривод большой. Сервопривод малый. Привод постоянного тока. Комплект колёс с резиновым ободом. Шаговый двигатель с драйвером. Макетная плата и набор перемычек. Набор светодиодов. Набор резисторов. Пьезодинамик. Фоторезистор. Индикатор 7-сегментный. Дисплей. Термопара. Датчик УЗ-дальномер. Датчик ИК. Кнопка. Потенциометр. Программируемый контроллер: Микроконтроллер: ATmega2560. Ядро: 8-битный AVR. Тактовая частота: 16 МГц. Напряжение питания: 6-20 В. Flash-память: 256 Кб. Поддержка Ethernet, WiFi, карт памяти microSD: есть. Версия Bluetooth: 4.2.