MoleGraph: DIY čidla pro školní experimenty a jejich srovnání s komerčními variantami

Abstrakt

In this article, we compare low-cost DIY (Do It Yourself) sensors and their modules with the sensors of the commercial school-based probeware system PASCO. The DIY sensors were developed as part of the open-source probeware project MoleGraph. The comparison shows that although both solutions are functionally comparable, the DIY sensors offer several key advantages. The low cost of DIY sensors enables the acquisition of a wider range of sensor types for school. The detailed technical documentation available with DIY sensors provides deeper insight into measurement issues and facilitates the development of technical skills through working with datasheets, thereby naturally supporting both technical and language competencies (as the datasheets are primarily in English). Moreover, the DIY approach allows for the integration of experiments with fields such as electronics, microcontrollers, A/D (Analog/Digital) converters, and manual skills (e.g., soldering), representing an attractive extension of traditional education. The implementation of DIY sensors can significantly contribute to interdisciplinary development and a deeper understanding of the principles underlying measurement systems and sensors in modern STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) education.

Tento článek se zaměřuje na představení vybraných DIY (Do It Yourself) čidel vhodných pro použití v rámci výuky chemie, přičemž tato DIY čidla jsou v článku porovnána s čidly komerčního školního měřicího systému s ohledem na jejich technické parametry a cenu. DIY čidla vznikla v rámci projektu vytvoření open source školního měřicího systému MoleGraph. Ačkoli jsou obě řešení, jak komerční čidla, tak DIY čidla, funkčně a s ohledem na potřeby pro využití ve výuce, srovnatelná, DIY čidla nabízejí několik zásadních výhod. Například, nízká cena DIY čidel umožňuje pořídit větší škálu různých čidel, čehož lze s výhodou využít ve výuce. Detailní technická dokumentace dostupná u DIY čidel dává možnost většího vhledu do problematiky měření a přináší také možnost osvojování si technických dovedností prostřednictvím práce s technickými listy, přičemž se zde mohou přirozeně rozvíjet jak technické, tak jazykové kompetence (technické listy jsou primárně anglicky). DIY přístup rovněž umožňuje propojení experimentů s oblastmi, jako jsou elektrotechnika, elektronika, mikrokontroléry, A/D převodníky a manuální dovednosti (např. pájení), což představuje zajímavé rozšíření tradiční výuky. Nasazení DIY čidel může v moderním STEM vzdělávání významně přispět k interdisciplinárnímu rozvoji a hlubšímu porozumění principům fungování měřicích systémů a čidel kolem nás v laboratoři i v běžném životě.