Роль цифровых лабораторий в определении оптимальных условий для растений

Автор: Погорелова Мария Геннадьевна

Организация: ГБОУ ХО «Алексеевская школа Генического района»

Населенный пункт: Алексеевка

Автор: Погорелов Дмитрий Николаевич

Организация: ГБОУ ХО «Алексеевская школа Генического района»

Населенный пункт: Алексеевка

Аннотация:
В статье рассматривается применение цифровой лаборатории «Познайкино» на уроках биологии для оценки микроклимата учебного кабинета и определения его пригодности для выращивания растений. В ходе исследования были измерены температура воздуха, относительная влажность и освещённость в кабинете биологии с помощью цифровых датчиков. Полученные данные сопоставлены с санитарно-гигиеническими нормами, на основании чего сделан вывод об оптимальности условий для большинства неприхотливых комнатных растений. Показано, что использование цифровых лабораторий повышает точность измерений, делает учебный процесс наглядным и способствует развитию исследовательских навыков обучающихся.

Ключевые слова:
Цифровая лаборатория, биология, микроклимат, температура воздуха, влажность воздуха, освещённость, комнатные растения, санитарные нормы, исследовательская деятельность, учебный кабинет.

Цель: определить температуру, освещенность и относительную влажность воздуха в кабинете биологии, сравнить полученные данные с санитарно-гигиеническими нормами.

Оборудование: цифровая лаборатория «Познайкино» с датчиками температуры, освещенности и влажности

С помощью цифровой лаборатории «Познайкино» на уроках биологии мы провели исследование в кабинете биологии Государственного бюджетнгое общеобразовательного учреждения

Херсонской области «Алексеевская школа Генического района»
, в котором определяли являются ли условия влажности, освещенности и температуры оптимальными для растений.

В комплект цифровой лаборатории (рис. 1) входит беспроводной мультидатчик по биологии с 5 встроенными датчиками:
— датчик влажности с диапазоном измерения от 0 до 100 %;
— датчик освещенности с диапазоном измерения не уже, чем от 0 до 180 000 лк;
— датчик рН с диапазоном измерения не уже, чем от 0 до 14 pH;
— датчик температуры с диапазоном измерения не уже, чем от −50 до +1 000 С;
— датчик температуры окружающей среды с диапазоном измерения не уже, чем от −40 до +125 С.

Этапы работы с цифровой лабораторией:

1.Подключение датчиков – сенсоры присоединяются к регистратору данных или напрямую к компьютеру.

2.Настройка эксперимента – в программе выбираются параметры (частота измерений, длительность опыта).

3.Проведение опыта – датчики фиксируют изменения в реальном времени.

4.Анализ данных – программа автоматически строит графики и таблицы, что позволяет сразу увидеть закономерности.

С помощью цифровой лаборатории мы провели измерения параметров в кабинете биологии: температуры, влажности и освещенности. Исследование проводилось в 28 октября 2026г. в 12:00 в кабинете биологии в 1 м от подоконника.

Для этого подготовили беспроводной мультидатчик со встроенными датчиками и в специализированной программе «ЗнайкаЛаб» мы выставили параметры измерения:

- частота замеров – каждые 10 секунд

- время измерения 5 минут

Получили количество измерений – 30

Таблица 1.

«Измерение показателей в кабинете биологии»

Анализ полученных результатов

Проанализировав полученные данные в кабинете биологии в 1 м от окна мы видим, что влажность варируется от 50% до 63%. Температура -от 18 до 20 градусов Цельсия, а освещенностьот 149лк до 269лк.
Высчитали среднее арифметическое значение по всем показателям:

• Влажность 57.456
• Температура 19.456
• Освещенность 205.83

Санитарные правила (СП 2.4.2.4283-26) устанавливают общие требования к микроклимату и освещению в учебных помещениях (включая кабинет биологии):
Температура: Оптимальная температура должна составлять 18-20°C.

Влажность: Относительная влажность воздуха в учебных помещениях должна находиться в пределах 40-60%.

Освещенность:
Естественное освещение: Кабинет биологии должен иметь достаточное естественное освещение. Окна должны быть ориентированы преимущественно на юг, юго-восток или восток для обеспечения максимального естественного света.
Искусственное освещение: Сочетание естественного и искусственного освещения является предпочтительным. Нормы освещенности (в люксах, Лк) зависят от типа поверхности и вида работ:
* Для рабочей поверхности столов и парт: не менее 300-500 Лк.
* Для доски: не менее 500 Лк.
* Общее освещение в кабинете: не менее 150-200 Лк.

В результате полученных данных можно сделать вывод о том, что в кабинете биологии условия являются оптимальными для работы и растений.

Температура воздуха в кабинете поддерживается в диапазоне 18–22 °C, что соответствует санитарно-гигиеническим нормам для учебных помещений и создаёт комфортные условия для работы учащихся и физиологически оптимальные — для растений».

Уровень освещённости в кабинете составляет около 205лк , а относительная влажность воздуха находится в пределах 40–60 %, что благоприятно для большинства комнатных растений.

В результате полученных данных можем рекомендовать список растений, которые отлично подойдут для школьного кабинета биологии, учитывая их выносливость и образовательную ценность:
1. Хлорофитум (Chlorophytum comosum):
Очень вынослив, легко переносит недостаток света и нерегулярный полив. Быстро растет и дает "детки" (усы), которые можно использовать для демонстрации вегетативного размножения. Очищает воздух.
2. Традесканция (Tradescantia):
Разнообразие видов с красивыми листьями (например, зебрина). Очень легко укореняется, быстро растет. Терпима к условиям освещения и полива.
3. Сансевиерия (Sansevieria), или "Тещин язык", "Щучий хвост":
Крайне неприхотлива, может расти даже при очень слабом освещении и переносит длительное отсутствие полива. Отлично очищает воздух.
4. Герань (Pelargonium):
Относительно неприхотлива, любит свет, но может переносить полутень. Имеет приятный аромат, который может отпугивать некоторых вредителей. Легко размножается черенками.
 

Заключение.

В ходе нашего исследования мы тщательно изучили показатели микроклимата в учебном классе чтобы определить ихоптимальность для растений.

Поставленные цели и задачи были успешно достигнуты.

В дальнейшем мы планируем расширить исследования, изучив пригодность условий конкретных видов растений, чтобы создать в классе гармоничную и экологически разнообразную среду.

Список литературных источников.

1. Азимов, Э. Г. Цифровые образовательные ресурсы в преподавании естественнонаучных дисциплин / Э. Г. Азимов, А. А. Сонин. – М.: Дрофа, 2018. – 128 с.
2. Григорьев, С. Г. Информационные технологии в образовании / С. Г. Григорьев, В. В. Гриншкун. – М.: Академия, 2017. – 232 с.
3. Захарова, И. Г. Информационные технологии в образовании: учебное пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / И. Г. Захарова. – М.: Академия, 2019. – 240 с.
4. Роберт, И. В. Теория и методика информатизации образования (психолого-педагогический и технологический аспекты) / И. В. Роберт. – М.: ИИО РАО, 2017. – 256 с.
5. Селевко, Г. К. Современные образовательные технологии: учебное пособие / Г. К. Селевко. – М.: Народное образование, 2019. – 320 с.
6. Уваров, А. Ю. Образование и информационные технологии: новые возможности / А. Ю. Уваров // Информатика и образование. – 2018. – № 1. – С. 2-5.