تعريف المختبرات المحسوبة:هي تلك المختبرات التي تعتمد على استخدام المستشعرات لإجراء التجارب المعملية لمادة العلوم (فيزياء –كيمياء –أحياء) وذلك باستخدام برنامج استديو البيانات Data Studio بواسطة الحاسب الآلي .• المستشعرات:هي أجهزة خفيفة الوزن صغيرة الحجم ذات أطراف حساسة لكل منها وظيفة أو عدة وظائف خاصة به تعتمد في عملها على الحاسب • برنامج استديو البيانات: هو برنامج يتم تنصيبه على جهاز الحاسب الآلي تعمل من خلاله المستشعرات • الهدف من المشروع تطوير مختبرات العلوم في المرحلة الثانوية باستخدام المستشعرات لإجراء التجارب الواقعية والبرامج للتجارب الافتراضية في تعليم مادة العلوم «الفيزياء الكيمياء الأحياء» بشكل عملي ناجح يعتبر لأول مرة في الوطن العربي وهذا المشروع يأتي انطلاقا من إيمان الوزارة بأهمية ممارسة الطالب للتجارب بيديه وكما أثبتت الدراسات فإننا نرى أن إدخال المعامل المحوسبة المطورة هي إدخال مفهوم التعليم الايجابي والبعد عن الحفظ والتلقين .
• أساس هذا التعليم :
- هو التجريب والمشاهدة والاستنتاج عن طريق برمجيات تفاعلية في أجهزة الحاسب موصل بنهايات طرفية حساسة تسمى المستشعرات «sensors» حيث يتم تكامل مكونات التجارب العملية في مواد العلوم المختلفة مع الحاسب الآلي كوسيلة قياسية ، وبذلك يدخل الحاسب بأحد عناصر المعمل، وهو استخدام جديد للحاسب في العملية التعليمية. - كما يستخدم الحاسب المعملي في تجارب محاكاة simulation باستخدام تقنية الواقع الافتراضي أي أن بعض التجارب التي يصعب إجراؤها عمليا يمكن إجراؤها على الحاسب باستخدام برامج معدة لهذا الغرض، وبذلك يقوم الطالب بدراسة الظواهر الطبيعية مثل مدارات الطاقة وتجارب الفيزياء والتفاعلية والمقذوفات والكيمياء الذرية وبعض تطبيقات العلوم في الحياة. وتعد هذه الطريقة ثورة تقنية في مجال مختبرات العلوم حيث يعتاد الطالب على الحاسب ليس كوسيلة حساب أو تخزين فقط إنما كأداة معملية تستخدم للقياس والتحكم وأكثر من ذلك الاستذكار وتوضيح التجارب واتزانها من الناحية النظرية ليفهم الطالب مغزى التجارب العملية في وقت إجرائها، ثم يستخدم أيضاً كوسيلة لاستنتاج القوانين من واقع القياسات أثناء التجارب وبذلك يكون الحاسب أداة فهم وإقناع بالمشاهدة والتجريب والاستنتاج، ويستخدم الطالب المعمل التفاعلي الالكتروني للارتقاء بخبرته إلى مستوى واع فمنذ أن يمارس الطالب العمل باستقلالية في عملية استئناف وتقصٍ يساعده الحاسب ببرامجه الشيقة والموضوعة من قبل مختصين في مجال التربية والتعليم والحوسبة والوسائط المتعددة في جميع البيانات اللازمة ومن ثم تحليلها يخرج الطالب في نهاية المطاف وقد ألف التقنية يسخرها للتعليم وانفتحت أمامه مجالات البحث المتعددة واخذ وقت كاف في التركيز على المحتوى والنتائج دون التفاصيل المستهلكة للوقت دون عائد.
• مميزات المعامل المحوسبة : 1 - جعل الطريق سهلا لنجاح التجارب العامة والأنشطة، جميع البيانات وتحليلها في الوقت الفعلي . 2 - التقليل من وقت تجهيز التجربة وعملها في الفصل . 3 - زيادة تركيز الطالب في الأفكار العلمية خلف التجربة «الاستنتاج» . 4 - استغلال وقت الطالب في الإجابة على الأسئلة ماذا لو..؟ 5 - ومن المميزات أيضا هي أنها تواكب عملية التعليم الجماعي والمصادر المشتركة . 6 - إضافة إلى أنها تحتوي على جميع التجارب القياسية والقيم العلمية الحقيقية.• مكونات المختبرات المحوسبة 1- جهاز الحاسب الآلي. 2- جهاز عرض (Data Show) 3- برنامج استديو البيانات DataStudio)) 4- المستشعر الخاص بالتجربة. 5- وصلة (USB) الرئيسية وهي وصلة ثابتة تعمل مع جميع المجسات .
تستخدم الترمومترات في تقدير درجات الحرارة أي في تقدير سخونة الجسم أو برودته ومن أشهر أنواع الترمومترات هو الترمومتر الزئبقي عبارة عن أنبوبة زجاجية في أحد طرفيها انتفاخ يملؤه الزئبق و الطرف الآخر مسدود و الزئبق يتمدد بالتسخين ( يزداد حجمه) و ينكمش بالتبريد (يقل حجمه) و عندما يدفأ الزئبق(داخل انتفاخ الترمومتر) يتمدد فيتجه بعضه داخل الأنبوبة و عندما يبرد ينكمش فيرتد بعضه من داخل الأنبوبة إلى الانتفاخ و على جدار أنبوبة الترمومتر علامات تدل على درجات الحرارة و تختلف الترمومترات حسب طريقة تدريجها و بالتالي تختلف قراءة كل ترمومتر حسب نوعه وعلى هذا فإن 80 على ترمومتر لا تدل بالضرورة على ما تدل عليه 80 على ترمومتر من نوع آخر إن معظم الترمومترات التي نستعملها من النوع المئوي. أي النوع الذي يحتوي على 100 درجة ما بين نقطة تجمد الماء ( صفر) و نقطة غليانها (100 درجة ) و لكن هناك نوعا من الترمومترات يسمى الترمومتر الفهرنهيتي نسبة إلى العالم فهرنهيت. و هو منتشر في أمريكا و غرب أوروبا . و في الترمومتر الفهرنهيتي نقطة تجمد الماء هي 32 درجة و نقطة غليانه هي 212درجة. و لا تحتوي كل الترمومترات على زئبق . فمثلا أول ترمومتر ابتكره جاليليو , كان الهواء يملأ انتفاخ ذلك الترمومتر . و من الترمومترات ما يملأ انتفاخه الكحول الملون باللونين الأحمر و الأزرق . كما أن من الترمومترات ما يصنع من لفات من معدن معين. و سواء اعتمد الترمومتر في تقدير درجات الحرارة على الزئبق أو الكحول أو ... الخ فإن هذه المواد تعمل على نفس المبدأ ( التمدد بالتسخين و الانكماش بالتبريد)
