Questa sezione presenta lavoro di laboratorio virtuale in fisica. Nel lavoro di laboratorio in fisica si acquisiscono competenze nella conduzione di esperimenti e nella comprensione degli strumenti. C'è un'opportunità per imparare come trarre conclusioni in modo indipendente dai dati sperimentali ottenuti e quindi assimilare più profondamente e completamente il materiale teorico.

"Dispositivo di Atwood. Testare la seconda legge di Newton".

Scopo del lavoro: verificare la Seconda Legge di Newton.

Lavoro di laboratorio virtuale. " Determinazione del coefficiente di attrito interno di un fluido mediante il metodo Stokes".

Scopo del lavoro: acquisire familiarità con il metodo per determinare il coefficiente di attrito interno di un liquido dalla velocità con cui una palla cade in questo liquido.

Lavoro di laboratorio virtuale. "Relazione delle quantità durante il movimento rotatorio".

Scopo del lavoro: verificare, utilizzando un pendolo di Oberbeck, la dipendenza dell'accelerazione angolare dal momento della forza e dal momento d'inerzia.

Lavoro di laboratorio virtuale. "Esplorando il pendolo matematico".

Scopo del lavoro: studiare le oscillazioni smorzate e non smorzate di un pendolo matematico.

Lavoro di laboratorio virtuale. "Studio di un pendolo a molla".

Scopo del lavoro: studiare le oscillazioni smorzate e non smorzate di un pendolo a molla.

L’educazione globale e il processo scientifico sono cambiati in modo così evidente negli ultimi anni, ma per qualche motivo si parla meno di innovazioni rivoluzionarie e delle opportunità che queste aprono, e di più degli scandali degli esami locali. Nel frattempo, l'essenza del processo educativo è magnificamente riflessa dal proverbio inglese "Puoi condurre un cavallo all'acqua, ma non puoi costringerlo a bere".

L’educazione moderna vive essenzialmente una doppia vita. Nella sua vita ufficiale c'è un programma, regolamenti, esami, una battaglia “insensata e spietata” sulla composizione delle materie del percorso scolastico, vettore della posizione ufficiale e della qualità dell'istruzione. E nella sua vita reale, di regola, si concentra tutto ciò che rappresenta l'educazione moderna: digitalizzazione, eLearning, Mobile Learning, formazione tramite Coursera, UoPeople e altre istituzioni online, webinar, laboratori virtuali, ecc. Tutto questo per ora non è entrato a far parte del paradigma educativo globale generalmente accettato, ma a livello locale la digitalizzazione dell’istruzione e del lavoro di ricerca sta già avvenendo.

La formazione MOOC (Massive Open Online Courses, lezioni di massa da fonti aperte) è eccellente per trasferire idee, formule e altre conoscenze teoriche in lezioni e conferenze. Ma per padroneggiare appieno molte discipline è necessaria anche una formazione pratica – l’apprendimento digitale ha “sentito” questa esigenza evolutiva e ha creato una nuova “forma di vita” - laboratori virtuali, propri per l'istruzione scolastica e universitaria.

Problema noto con l'eLearning: vengono insegnate principalmente materie teoriche. Forse la prossima fase nello sviluppo dell’istruzione online sarà quella di coprire aree pratiche. E questo avverrà in due direzioni: la prima è la delega contrattuale della pratica ad università fisicamente esistenti (nel caso di medicina, per esempio), e la seconda è lo sviluppo di laboratori virtuali in diverse lingue.

Perché abbiamo bisogno di laboratori virtuali, o virtuallabs?

• Per prepararsi al vero lavoro di laboratorio.
• Per le classi scolastiche, se non sono disponibili le condizioni adeguate, materiali, reagenti e attrezzature.
• Per la didattica a distanza.
• Per lo studio autonomo delle discipline da adulto o insieme ai bambini, poiché molti adulti, per un motivo o per l'altro, sentono il bisogno di “ricordare” ciò che non è mai stato imparato o capito a scuola.
• Per il lavoro scientifico.
• Per l'istruzione superiore con un'importante componente pratica.

Tipologie di laboratori virtuali. I laboratori virtuali possono essere bidimensionali o 3D; più semplice per gli studenti delle scuole elementari e complesso, pratico per gli studenti delle scuole medie e superiori, studenti e insegnanti. I propri laboratori virtuali sono sviluppati per diverse discipline. Molto spesso si tratta di fisica e chimica, ma ce ne sono anche di piuttosto originali, ad esempio il laboratorio virtuale per ecologisti.

Le università particolarmente serie hanno i propri laboratori virtuali, ad esempio l'Università aerospaziale statale di Samara, intitolata all'accademico S.P. Korolev e l'Istituto Max Planck di Berlino per la storia della scienza (MPIWG). Ricordiamo che Max Planck è un fisico teorico tedesco, il fondatore della fisica quantistica. Il laboratorio virtuale dell'istituto ha anche un sito ufficiale. Puoi guardare la presentazione utilizzando questo link Il laboratorio virtuale: strumenti per la ricerca sulla storia della sperimentalizzazione. Il laboratorio online è una piattaforma dove gli storici pubblicano e discutono le loro ricerche sul tema della sperimentazione in vari campi della scienza (dalla fisica alla medicina), dell'arte, dell'architettura, dei media e della tecnologia. Contiene anche illustrazioni e testi su vari aspetti delle attività sperimentali: strumenti, stato di avanzamento degli esperimenti, filmati, foto di scienziati, ecc. Gli studenti possono creare il proprio account in questo laboratorio virtuale e aggiungere lavori scientifici per la discussione.

Laboratorio virtuale dell'Istituto Max Planck per la Storia della Scienza

Portale Virtuallab

Sfortunatamente, la scelta dei laboratori virtuali in lingua russa è ancora piccola, ma è questione di tempo. La diffusione dell’eLearning tra alunni e studenti, la massiccia penetrazione della digitalizzazione nelle istituzioni educative creeranno in un modo o nell’altro la domanda, e poi inizieranno a sviluppare in modo massiccio bellissimi laboratori virtuali moderni in varie discipline. Fortunatamente esiste già un portale specializzato abbastanza sviluppato dedicato ai laboratori virtuali - Virtulab.Net. Offre soluzioni piuttosto interessanti e copre quattro discipline: fisica, chimica, biologia ed ecologia.

Laboratorio virtuale 3D per la fisica Virtulab .Net

Pratica di ingegneria virtuale

Virtulab.Net non elenca ancora l'ingegneria tra le sue specializzazioni, ma segnala che i laboratori virtuali di fisica ospitati possono essere utili anche nella formazione a distanza in ingegneria. Dopotutto, ad esempio, per costruire modelli matematici è necessaria una profonda comprensione della natura fisica degli oggetti modellati. In generale, i laboratori virtuali di ingegneria hanno un potenziale enorme. La formazione in ingegneria è in gran parte orientata alla pratica, ma tali laboratori virtuali sono ancora usati raramente nelle università a causa del fatto che il mercato della formazione digitale nel campo dell’ingegneria è sottosviluppato.

Complessi educativi orientati ai problemi del sistema CADIS (SSAU). Per rafforzare la formazione degli specialisti tecnici, l'Università aerospaziale di Samara intitolata a Korolev ha sviluppato il proprio laboratorio virtuale di ingegneria. Il Centro per le Nuove Tecnologie dell’Informazione (CNIT) della SSAU ha creato “Complessi educativi orientati ai problemi del sistema CADIS”. L'abbreviazione CADIS sta per “sistema di complessi di strumenti didattici automatizzati”. Si tratta di aule speciali in cui si tengono laboratori virtuali su resistenza dei materiali, meccanica strutturale, metodi di ottimizzazione e modellazione geometrica, progettazione aeronautica, scienza dei materiali e trattamenti termici e altre discipline tecniche. Alcuni di questi workshop sono disponibili gratuitamente sul server dell'Istituto Centrale di Ricerca Scientifica della SSAU. Le aule virtuali contengono descrizioni di oggetti tecnici con fotografie, diagrammi, collegamenti, disegni, video, audio e animazioni flash con una lente di ingrandimento per esaminare i piccoli dettagli di un'unità virtuale. C'è anche la possibilità di automonitoraggio e formazione. Ecco cosa sono i complessi del sistema virtuale CADIS:

• Trave - un complesso per l'analisi e la costruzione di diagrammi di travi nel corso della resistenza dei materiali (ingegneria meccanica, costruzione).
• Struttura: un complesso di metodi per la progettazione di circuiti di potenza di strutture meccaniche (ingegneria meccanica, costruzione).
• Ottimizzazione - un complesso sui metodi matematici di ottimizzazione (corsi su CAD nell'ingegneria meccanica, edilizia).
• Spline è un complesso sui metodi di interpolazione e approssimazione nella modellazione geometrica (corsi CAD).
• I-beam - un complesso per lo studio dei modelli di lavoro di forza di strutture a pareti sottili (ingegneria meccanica, costruzione).

• Chimico: un insieme di complessi di chimica (per scuole superiori, licei specializzati, corsi preparatori per università).
• Organico - complessi in chimica organica (per università).
• Polimero: complessi sulla chimica dei composti ad alto peso molecolare (per le università).
• Costruttore di molecole - programma di simulazione “Costruttore di molecole”.
• Matematica: un complesso di matematica elementare (per candidati universitari).
• L'educazione fisica è un complesso per supportare i corsi teorici di educazione fisica.
• Metallurgista - un complesso di metallurgia e trattamento termico (per università e scuole tecniche).
• Zubrol - un complesso sulla teoria dei meccanismi e delle parti delle macchine (per università e scuole tecniche).

Strumenti virtuali su Zapisnyh.Narod.Ru. Molto utile nella formazione ingegneristica sarà il sito web Zapisnyh.Narod.Ru, dove sarà possibile scaricare gratuitamente strumenti virtuali su una scheda audio, che aprono ampie opportunità per la creazione di apparecchiature. Saranno sicuramente di interesse per gli insegnanti e saranno utili nelle lezioni frontali, nel lavoro scientifico e nei laboratori di discipline naturali e tecniche. La gamma di strumenti virtuali pubblicati sul sito è impressionante:

• generatore combinato a bassa frequenza;
• generatore bifase a bassa frequenza;
• registratore oscilloscopio;
• oscilloscopio;
• frequenzimetro;
• Carattergrafo AC;
• tecnografo;
• contatore elettrico;
• Misuratore R, C, L;
• elettrocardiografo domestico;
• stimatore di capacità e ESR;
• sistemi cromatografici KhromProtsessor-7-7M-8;
• dispositivo per il controllo e la diagnosi dei guasti degli orologi al quarzo, ecc.

Uno degli strumenti di ingegneria virtuale dal sito Zapisnyh.Narod.Ru

Laboratori virtuali di fisica

Laboratorio virtuale ecologico su Virtulab .Net. Il laboratorio ambientale del portale affronta sia le questioni generali dello sviluppo della Terra che le singole leggi.

La fisica visiva offre all'insegnante l'opportunità di trovare i metodi di insegnamento più interessanti ed efficaci, rendendo le lezioni interessanti e più intense.

Il vantaggio principale della fisica visiva è la capacità di dimostrare i fenomeni fisici da una prospettiva più ampia e di studiarli in modo completo. Ogni opera copre una grande quantità di materiale didattico, anche proveniente da diversi rami della fisica. Ciò offre ampie opportunità per consolidare connessioni interdisciplinari, per generalizzare e sistematizzare le conoscenze teoriche.

Il lavoro interattivo in fisica dovrebbe essere svolto durante le lezioni sotto forma di seminario quando si spiega nuovo materiale o quando si completa lo studio di un determinato argomento. Un'altra opzione è svolgere il lavoro al di fuori dell'orario scolastico, in classi individuali facoltative.

Fisica virtuale(O fisica in linea) è una nuova direzione unica nel sistema educativo. Non è un segreto che il 90% delle informazioni entri nel nostro cervello attraverso il nervo ottico. E non sorprende che finché una persona non vede da sola, non sarà in grado di comprendere chiaramente la natura di certi fenomeni fisici. Pertanto, il processo di apprendimento deve essere supportato da materiali visivi. Ed è semplicemente meraviglioso quando non solo puoi vedere un'immagine statica che raffigura qualsiasi fenomeno fisico, ma anche guardare questo fenomeno in movimento. Questa risorsa consente agli insegnanti, in modo semplice e rilassato, di dimostrare chiaramente non solo il funzionamento delle leggi fondamentali della fisica, ma aiuterà anche a condurre attività di laboratorio online di fisica nella maggior parte delle sezioni del curriculum di istruzione generale. Quindi, ad esempio, come spiegare a parole il principio di funzionamento di una giunzione pn? Solo mostrando al bambino un'animazione di questo processo, tutto gli diventa immediatamente chiaro. Oppure puoi dimostrare chiaramente il processo di trasferimento degli elettroni quando il vetro si sfrega sulla seta, dopodiché il bambino avrà meno domande sulla natura di questo fenomeno. Inoltre, gli ausili visivi coprono quasi tutte le sezioni della fisica. Quindi, ad esempio, vuoi spiegare la meccanica? Per favore, ecco le animazioni che mostrano la seconda legge di Newton, la legge di conservazione della quantità di moto quando i corpi si scontrano, il movimento dei corpi in un cerchio sotto l'influenza della gravità e dell'elasticità, ecc. Se vuoi studiare la sezione ottica, niente di più semplice! Sono chiaramente mostrati esperimenti sulla misurazione della lunghezza d'onda della luce utilizzando un reticolo di diffrazione, l'osservazione di spettri di emissione continui e lineari, l'osservazione dell'interferenza e della diffrazione della luce e molti altri esperimenti. E l'elettricità? E in questa sezione vengono forniti numerosi aiuti visivi, ad esempio c'è esperimenti per studiare la legge di Ohm per circuiti completi, ricerca di collegamenti di conduttori misti, induzione elettromagnetica, ecc.

Così, il processo di apprendimento dal “compito obbligatorio” a cui tutti siamo abituati si trasformerà in un gioco. Sarà interessante e divertente per il bambino guardare le animazioni dei fenomeni fisici, e questo non solo semplificherà, ma accelererà anche il processo di apprendimento. Tra l'altro è possibile fornire al bambino ancora più informazioni di quelle che potrebbe ricevere nella forma educativa abituale. Inoltre, molte animazioni possono sostituirne completamente alcune strumenti di laboratorio, quindi è ideale per molte scuole rurali, dove purtroppo non sempre è disponibile anche un elettrometro Brown. Cosa posso dire, molti dispositivi non si trovano nemmeno nelle scuole normali delle grandi città. Forse introducendo tali ausili visivi nel programma di istruzione obbligatoria, dopo il diploma di scuola, attireremo l'interesse delle persone per la fisica, che alla fine diventeranno giovani scienziati, alcuni dei quali saranno in grado di fare grandi scoperte! In questo modo, l'era scientifica dei grandi scienziati nazionali verrà ripresa e il nostro paese creerà nuovamente, come in epoca sovietica, tecnologie uniche che sono in anticipo sui tempi. Pertanto, penso che sia necessario divulgare il più possibile tali risorse, informarle non solo agli insegnanti, ma anche agli stessi scolari, perché molti di loro saranno interessati a studiare fenomeni fisici non solo durante le lezioni a scuola, ma anche a casa nel tempo libero, e questo sito offre loro questa opportunità! Fisica in lineaè interessante, educativo, visivo e facilmente accessibile!

La fisica visiva offre all'insegnante l'opportunità di trovare i metodi di insegnamento più interessanti ed efficaci, rendendo le lezioni interessanti e più intense.

Il vantaggio principale della fisica visiva è la capacità di dimostrare i fenomeni fisici da una prospettiva più ampia e di studiarli in modo completo. Ogni opera copre una grande quantità di materiale didattico, anche proveniente da diversi rami della fisica. Ciò offre ampie opportunità per consolidare connessioni interdisciplinari, per generalizzare e sistematizzare le conoscenze teoriche.

Il lavoro interattivo in fisica dovrebbe essere svolto durante le lezioni sotto forma di seminario quando si spiega nuovo materiale o quando si completa lo studio di un determinato argomento. Un'altra opzione è svolgere il lavoro al di fuori dell'orario scolastico, in classi individuali facoltative.

Fisica virtuale(O fisica in linea) è una nuova direzione unica nel sistema educativo. Non è un segreto che il 90% delle informazioni entri nel nostro cervello attraverso il nervo ottico. E non sorprende che finché una persona non vede da sola, non sarà in grado di comprendere chiaramente la natura di certi fenomeni fisici. Pertanto, il processo di apprendimento deve essere supportato da materiali visivi. Ed è semplicemente meraviglioso quando non solo puoi vedere un'immagine statica che raffigura qualsiasi fenomeno fisico, ma anche guardare questo fenomeno in movimento. Questa risorsa consente agli insegnanti, in modo semplice e rilassato, di dimostrare chiaramente non solo il funzionamento delle leggi fondamentali della fisica, ma aiuterà anche a condurre attività di laboratorio online di fisica nella maggior parte delle sezioni del curriculum di istruzione generale. Quindi, ad esempio, come spiegare a parole il principio di funzionamento di una giunzione pn? Solo mostrando al bambino un'animazione di questo processo, tutto gli diventa immediatamente chiaro. Oppure puoi dimostrare chiaramente il processo di trasferimento degli elettroni quando il vetro si sfrega sulla seta, dopodiché il bambino avrà meno domande sulla natura di questo fenomeno. Inoltre, gli ausili visivi coprono quasi tutte le sezioni della fisica. Quindi, ad esempio, vuoi spiegare la meccanica? Per favore, ecco le animazioni che mostrano la seconda legge di Newton, la legge di conservazione della quantità di moto quando i corpi si scontrano, il movimento dei corpi in un cerchio sotto l'influenza della gravità e dell'elasticità, ecc. Se vuoi studiare la sezione ottica, niente di più semplice! Sono chiaramente mostrati esperimenti sulla misurazione della lunghezza d'onda della luce utilizzando un reticolo di diffrazione, l'osservazione di spettri di emissione continui e lineari, l'osservazione dell'interferenza e della diffrazione della luce e molti altri esperimenti. E l'elettricità? E in questa sezione vengono forniti numerosi aiuti visivi, ad esempio c'è esperimenti per studiare la legge di Ohm per circuiti completi, ricerca di collegamenti di conduttori misti, induzione elettromagnetica, ecc.

Così, il processo di apprendimento dal “compito obbligatorio” a cui tutti siamo abituati si trasformerà in un gioco. Sarà interessante e divertente per il bambino guardare le animazioni dei fenomeni fisici, e questo non solo semplificherà, ma accelererà anche il processo di apprendimento. Tra l'altro è possibile fornire al bambino ancora più informazioni di quelle che potrebbe ricevere nella forma educativa abituale. Inoltre, molte animazioni possono sostituirne completamente alcune strumenti di laboratorio, quindi è ideale per molte scuole rurali, dove purtroppo non sempre è disponibile anche un elettrometro Brown. Cosa posso dire, molti dispositivi non si trovano nemmeno nelle scuole normali delle grandi città. Forse introducendo tali ausili visivi nel programma di istruzione obbligatoria, dopo il diploma di scuola, attireremo l'interesse delle persone per la fisica, che alla fine diventeranno giovani scienziati, alcuni dei quali saranno in grado di fare grandi scoperte! In questo modo, l'era scientifica dei grandi scienziati nazionali verrà ripresa e il nostro paese creerà nuovamente, come in epoca sovietica, tecnologie uniche che sono in anticipo sui tempi. Pertanto, penso che sia necessario divulgare il più possibile tali risorse, informarle non solo agli insegnanti, ma anche agli stessi scolari, perché molti di loro saranno interessati a studiare fenomeni fisici non solo durante le lezioni a scuola, ma anche a casa nel tempo libero, e questo sito offre loro questa opportunità! Fisica in lineaè interessante, educativo, visivo e facilmente accessibile!

Lavoro di laboratorio virtuale in fisica.

Un posto importante nella formazione delle competenze di ricerca degli studenti nelle lezioni di fisica è dato agli esperimenti dimostrativi e al lavoro frontale di laboratorio. Un esperimento fisico nelle lezioni di fisica forma le idee precedentemente accumulate dagli studenti su fenomeni e processi fisici, riempie e amplia gli orizzonti degli studenti. Durante l'esperimento, condotto dagli studenti in modo indipendente durante il lavoro di laboratorio, apprendono le leggi dei fenomeni fisici, acquisiscono familiarità con i metodi della loro ricerca, imparano a lavorare con strumenti e installazioni fisiche, cioè imparano ad acquisire autonomamente la conoscenza nella pratica. Pertanto, quando conducono un esperimento fisico, gli studenti sviluppano competenze di ricerca.

Ma per condurre un esperimento fisico a tutti gli effetti, sia dimostrativo che frontale, è necessaria una quantità sufficiente di attrezzature adeguate. Attualmente, i laboratori di fisica scolastica non sono sufficientemente attrezzati con strumenti fisici e ausili visivi didattici per condurre dimostrazioni e attività di laboratorio front-end. Le attrezzature esistenti non solo sono diventate inutilizzabili, ma sono anche obsolete.

Ma anche se il laboratorio di fisica è completamente attrezzato con gli strumenti necessari, un vero esperimento richiede molto tempo per essere preparato e condotto. Inoltre, a causa di errori di misurazione significativi e limiti di tempo della lezione, un vero esperimento spesso non può servire come fonte di conoscenza delle leggi fisiche, poiché i modelli identificati sono solo approssimativi e spesso l'errore calcolato correttamente supera i valori misurati stessi . Pertanto, è difficile condurre un vero e proprio esperimento di laboratorio di fisica con le risorse disponibili nelle scuole.

Gli studenti non possono immaginare alcuni fenomeni del macromondo e del micromondo, poiché i singoli fenomeni studiati in un corso di fisica del liceo non possono essere osservati nella vita reale e, inoltre, riprodotti sperimentalmente in un laboratorio fisico, ad esempio i fenomeni della fisica atomica e nucleare, ecc. .

L'esecuzione di compiti sperimentali individuali in classe su attrezzature esistenti avviene secondo determinati parametri specificati, che non possono essere modificati. A questo proposito è impossibile tracciare tutti gli schemi dei fenomeni studiati, il che incide anche sul livello di conoscenza degli studenti.

E infine, è impossibile insegnare agli studenti ad acquisire autonomamente conoscenze fisiche, cioè a sviluppare le proprie competenze di ricerca, utilizzando solo le tecnologie didattiche tradizionali. Vivendo nel mondo dell'informazione, è impossibile portare avanti il ​​processo di apprendimento senza l'uso della tecnologia informatica. E secondo noi ci sono delle ragioni per questo:

Il compito principale dell'istruzione al momento è sviluppare negli studenti le competenze e le capacità per acquisire conoscenze in modo indipendente. La tecnologia dell’informazione offre questa opportunità.

Non è un segreto che al momento gli studenti abbiano perso interesse per lo studio, e in particolare per lo studio della fisica. E l’uso del computer aumenta e stimola l’interesse degli studenti ad acquisire nuove conoscenze.

Ogni studente è individuale. E l'uso del computer nell'insegnamento permette di tenere conto delle caratteristiche individuali dello studente e offre allo studente un'ampia scelta nella scelta del proprio ritmo di studio del materiale, consolidandolo e valutandolo. Valutare i risultati della padronanza di un argomento da parte di uno studente effettuando test su un computer rimuove il rapporto personale dell’insegnante con lo studente.

A questo proposito emerge un'idea: utilizzare l'informatica nelle lezioni di fisica, in particolare quando si eseguono lavori di laboratorio.

Se conduci un esperimento fisico e un lavoro di laboratorio in prima linea utilizzando modelli virtuali tramite un computer, puoi compensare la mancanza di attrezzature nel laboratorio fisico della scuola e, quindi, insegnare agli studenti ad acquisire autonomamente conoscenze fisiche durante un esperimento fisico su modelli virtuali , cioè esiste una reale opportunità di formare le necessarie competenze di ricerca degli studenti e di aumentare il livello di apprendimento degli studenti in fisica.

L'uso delle tecnologie informatiche nelle lezioni di fisica consente la formazione di abilità pratiche nello stesso modo in cui l'ambiente virtuale di un computer consente di modificare rapidamente la configurazione di un esperimento, il che garantisce una significativa variabilità nei suoi risultati, e questo arricchisce significativamente la pratica degli studenti che eseguono operazioni logiche di analisi e formulazione di conclusioni sui risultati di un esperimento. Inoltre, puoi eseguire il test più volte modificando i parametri, salvare i risultati e tornare ai tuoi studi in un momento conveniente. Inoltre, nella versione per computer è possibile eseguire un numero molto maggiore di esperimenti. Lavorare con questi modelli apre enormi opportunità cognitive per gli studenti, rendendoli non solo osservatori, ma anche partecipanti attivi negli esperimenti condotti.

Un altro punto positivo è che il computer offre un'opportunità unica, non implementata in un vero esperimento fisico, di visualizzare non un vero fenomeno naturale, ma il suo modello teorico semplificato, che consente di trovare in modo rapido ed efficace le principali leggi fisiche del fenomeno osservato . Inoltre, lo studente può osservare simultaneamente la costruzione dei corrispondenti modelli grafici mentre l'esperimento procede. Il modo grafico di visualizzare i risultati della simulazione rende più facile per gli studenti assimilare grandi quantità di informazioni ricevute. Tali modelli sono di particolare valore, poiché gli studenti, di regola, incontrano notevoli difficoltà nella costruzione e nella lettura dei grafici. È inoltre necessario tenere conto del fatto che non tutti i processi, fenomeni, esperimenti storici di fisica possono essere immaginati da uno studente senza l'ausilio di modelli virtuali (ad esempio, la diffusione nei gas, il ciclo di Carnot, il fenomeno dell'effetto fotoelettrico, l’energia di legame dei nuclei, ecc.). I modelli interattivi consentono allo studente di vedere i processi in forma semplificata, immaginare diagrammi di installazione e condurre esperimenti generalmente impossibili nella vita reale.

Tutto il lavoro di laboratorio informatico viene svolto secondo lo schema classico:

Padronanza teorica della materia;

Studio di un'installazione di laboratorio informatico già pronta o creazione di un modello computerizzato di un'installazione di laboratorio reale;

Esecuzione di studi sperimentali;

Elaborazione dei risultati sperimentali su un computer.

Un'installazione di laboratorio informatico, di norma, è un modello computerizzato di una vera installazione sperimentale, realizzato utilizzando la computer grafica e la modellazione computerizzata. Alcuni lavori contengono solo uno schema dell'installazione del laboratorio e dei suoi elementi. In questo caso, prima di iniziare il lavoro di laboratorio, la configurazione del laboratorio deve essere assemblata su un computer. L'esecuzione di una ricerca sperimentale è un analogo diretto di un esperimento su un'installazione fisica reale. In questo caso, il processo fisico reale viene simulato su un computer.

Caratteristiche dell'EOR “Fisica. Elettricità. Laboratorio virtuale".

Attualmente esistono numerosi strumenti di apprendimento elettronici che includono lo sviluppo di attività di laboratorio virtuale. Nel nostro lavoro abbiamo utilizzato lo strumento di apprendimento elettronico “Fisica. Elettricità. Laboratorio virtuale"(di seguito - ESO ha lo scopo di sostenere il processo educativo sul tema “Elettricità” negli istituti di istruzione generale (Fig. 1).

Fig.1 ESO.

Questo manuale è stato creato da un gruppo di scienziati dell'Università statale di Polotsk. Ci sono diversi vantaggi nell’usare questo ESO.

Facile installazione del programma.

Interfaccia utente semplice.

I dispositivi copiano completamente quelli reali.

Un gran numero di dispositivi.

Vengono osservate tutte le regole reali per lavorare con i circuiti elettrici.

Possibilità di eseguire un numero sufficientemente elevato di lavori di laboratorio in condizioni diverse.

Possibilità di eseguire lavori, inclusa la dimostrazione di conseguenze irraggiungibili o indesiderabili in un esperimento su vasta scala (fusibile, lampadina, dispositivo di misurazione elettrico bruciato, modifica della polarità dei dispositivi di accensione, ecc.).

Possibilità di svolgere attività di laboratorio al di fuori dell'istituto scolastico.

informazioni generali

ESE è progettato per fornire supporto informatico all'insegnamento della materia “fisica”. L'obiettivo principale della creazione, diffusione e applicazione dell'ESE è migliorare la qualità dell'istruzione attraverso un uso efficace, metodologicamente valido e sistematico da parte di tutti i partecipanti al processo educativo nelle diverse fasi dell'attività educativa.

I materiali didattici inclusi in questo ESE soddisfano i requisiti del curriculum di fisica. La base dei materiali didattici di questo ESE saranno materiali tratti da moderni libri di testo di fisica, nonché materiali didattici per l'esecuzione di lavori di laboratorio e ricerche sperimentali.

L'apparato concettuale utilizzato nell'ESE sviluppato si basa sul materiale didattico dei libri di testo di fisica esistenti, nonché sui libri di riferimento di fisica raccomandati per l'uso nelle scuole secondarie.

Il laboratorio virtuale è implementato come applicazione separata del sistema operativofinestre.

Questo ESO consente di svolgere attività di laboratorio frontale utilizzando modelli virtuali di strumenti e dispositivi reali (Fig. 2).

Fig.2 Attrezzatura.

Gli esperimenti dimostrativi consentono di mostrare e spiegare i risultati di quelle azioni che sono impossibili o indesiderabili da eseguire in condizioni reali (Fig. 3).

Fig. 3 Risultati indesiderati dell'esperimento.

Esiste l'opportunità di organizzare il lavoro individuale, quando gli studenti possono eseguire autonomamente esperimenti, nonché ripetere esperimenti fuori classe, ad esempio su un computer di casa.

Scopo dell'ESO

L'ESO è uno strumento informatico utilizzato nell'insegnamento della fisica, necessario per risolvere problemi educativi e pedagogici.

ESE può essere utilizzato per fornire supporto informatico all'insegnamento della materia “fisica”.

L'ESE comprende 8 lavori di laboratorio nella sezione “Elettricità” del corso di fisica, studiati nelle classi VIII e XI della scuola secondaria.

Con l'aiuto dell'ESO, vengono risolti i compiti principali di fornire supporto informatico per le seguenti fasi delle attività educative:

Spiegazione del materiale didattico,

Il suo consolidamento e ripetizione;

Organizzazione dell'attività cognitiva indipendente dello studente;

Diagnosi e correzione delle lacune conoscitive;

Controllo intermedio e finale.

L'ESE può essere utilizzato come mezzo efficace per sviluppare abilità pratiche negli studenti nelle seguenti forme di organizzazione delle attività educative:

Eseguire attività di laboratorio (scopo principale);

Come mezzo per organizzare un esperimento dimostrativo, anche per dimostrare conseguenze irraggiungibili o indesiderabili in un esperimento su vasta scala (fusibile, lampadina, dispositivo di misurazione elettrico bruciato, cambiamento nella polarità dei dispositivi di accensione, ecc.)

Quando si risolvono problemi sperimentali;

Per organizzare il lavoro educativo e di ricerca degli studenti, risolvendo problemi creativi al di fuori dell'orario di lezione, anche a casa.

L'ESP può essere utilizzato anche nelle seguenti dimostrazioni, esperimenti e studi sperimentali virtuali: fonti di corrente; amperometro, voltmetro; studiare la dipendenza della corrente dalla tensione in una sezione del circuito; studio della dipendenza della forza attuale nel reostato dalla lunghezza della sua parte operativa; studio della dipendenza della resistenza dei conduttori dalla loro lunghezza, area della sezione trasversale e tipo di sostanza; progettazione e funzionamento di reostati; collegamento seriale e parallelo di conduttori; determinazione della potenza consumata da un dispositivo di riscaldamento elettrico; fusibili.

O Capacità RAM: 1GB;

frequenza del processore da 1100 MHz;

memoria su disco: 1 GB di spazio libero su disco;

opera su sistemi operativifinestre 98/NT/2000/XP/ Vista;

nel sistema operativoEIl browser non deve essere installatoSMEsploratore 6.0/7.0;

per comodità dell'utente, il posto di lavoro deve essere dotato di un manipolatore del mouse e di un monitor con una risoluzione di 1024X 768 e superiori;

Disponibilità dispositiviletturaCD/ DVDdischi per l'installazione di ESO.