Laboratoriearbeid i fysikk på nett. Programvarepakke “Virtual Laboratory for Physics. Demonstrasjon av evnene til å lage programvarepakken "Virtual Laboratory for Physics"

Denne delen presenterer virtuelt laboratoriearbeid i fysikk. I laboratoriearbeid i fysikk tilegner man seg ferdigheter i å gjennomføre eksperimenter og forstå instrumenter. Det er en mulighet til å lære hvordan man selvstendig trekker konklusjoner fra de innhentede eksperimentelle dataene og derved mer dypere og fullstendig assimilere teoretisk materiale.

"Atwoods enhet. Tester Newtons andre lov".

Hensikten med arbeidet: sjekk Newtons andre lov.

Virtuelt laboratoriearbeid. " Bestemmelse av koeffisienten for indre friksjon av en væske ved bruk av Stokes-metoden".

Hensikten med arbeidet: å bli kjent med metoden for å bestemme den indre friksjonskoeffisienten til en væske ut fra hastigheten som en ball faller i denne væsken.

Virtuelt laboratoriearbeid. "Forholdet mellom mengder under rotasjonsbevegelse".

Hensikten med arbeidet: å kontrollere, ved hjelp av en Oberbeck-pendel, avhengigheten av vinkelakselerasjon av kraftmomentet og av treghetsmomentet.

Virtuelt laboratoriearbeid. "Utforske den matematiske pendelen".

Formålet med arbeidet: å studere dempede og udempede svingninger av en matematisk pendel.

Virtuelt laboratoriearbeid. "Studie av en fjærpendel".

Hensikten med arbeidet: å studere dempede og udempede svingningene til en fjærpendel.

Global utdanning og den vitenskapelige prosessen har endret seg så tydelig de siste årene, men av en eller annen grunn snakker de mindre om banebrytende innovasjoner og mulighetene de åpner for, og mer om lokale eksamensskandaler. I mellomtiden reflekteres essensen av utdanningsprosessen vakkert av det engelske ordtaket "Du kan føre en hest til vann, men du kan ikke få den til å drikke."

Moderne utdanning lever i hovedsak et dobbeltliv. I hans offisielle liv er det et program, forskrifter, eksamener, en "sanseløs og nådeløs" kamp om sammensetningen av fag i skolekurset, vektoren til den offisielle stillingen og kvaliteten på utdanningen. Og i hans virkelige liv er som regel alt som moderne utdanning representerer konsentrert: digitalisering, e-læring, mobillæring, opplæring gjennom Coursera, UoPeople og andre nettbaserte institusjoner, webinarer, virtuelle laboratorier osv. Alt dette har foreløpig ikke blitt en del av av det allment aksepterte globale utdanningsparadigmet, men lokalt skjer digitaliseringen av utdannings- og forskningsarbeid allerede.

MOOC-trening (Massive Open Online Courses, masseforelesninger fra åpne kilder) er utmerket for å overføre ideer, formler og annen teoretisk kunnskap i leksjoner og forelesninger. Men for å mestre mange disipliner fullt ut, er det også nødvendig med praktisk opplæring - digital læring "følte" dette evolusjonære behovet og skapte en ny "livsform" - virtuelle laboratorier, sine egne for skole- og universitetsutdanning.

Kjent problem med e-læring: det undervises hovedsakelig i teoretiske emner. Kanskje neste trinn i utviklingen av nettbasert utdanning blir å dekke praktiske områder. Og dette vil skje i to retninger: den første er den kontraktsmessige delegeringen av praksis til fysisk eksisterende universiteter (i tilfelle av medisin, for eksempel), og den andre er utviklingen av virtuelle laboratorier på forskjellige språk.

Hvorfor trenger vi virtuelle laboratorier eller virtuelle laboratorier?

  • For å forberede seg på ekte laboratoriearbeid.
  • For skoleklasser, hvis hensiktsmessige forhold, materialer, reagenser og utstyr ikke er tilgjengelig.
  • For fjernundervisning.
  • For selvstendig studie av disipliner som voksen eller sammen med barn, siden mange voksne av en eller annen grunn føler behov for å "huske" det som aldri ble lært eller forstått på skolen.
  • For vitenskapelig arbeid.
  • For høyere utdanning med en viktig praktisk komponent.

Typer virtuallabs. Virtuelle laboratorier kan være todimensjonale eller 3D; enklest for grunnskoleelever og komplekst, praktisk for ungdomsskoleelever, elever og lærere. Deres egne virtuallabs er utviklet for ulike disipliner. Oftest er dette fysikk og kjemi, men det er også ganske originale, for eksempel virtuallab for økologer.

Spesielt seriøse universiteter har sine egne virtuelle laboratorier, for eksempel Samara State Aerospace University oppkalt etter akademiker S.P. Korolev og Berlin Max Planck Institute for the History of Science (MPIWG). La oss huske at Max Planck er en tysk teoretisk fysiker, grunnleggeren av kvantefysikk. Instituttets virtuelle laboratorium har til og med en offisiell nettside. Du kan se presentasjonen ved å bruke denne lenken The Virtual Laboratory: Tools for Research on the History of Experimentalization. Nettlaboratoriet er en plattform hvor historikere publiserer og diskuterer sin forskning på temaet eksperimentering innen ulike vitenskapsfelt (fra fysikk til medisin), kunst, arkitektur, medier og teknologi. Den inneholder også illustrasjoner og tekster om ulike aspekter ved eksperimentelle aktiviteter: instrumenter, fremdrift av eksperimenter, filmer, bilder av forskere osv. Elevene kan opprette sin egen konto i dette virtuelle laboratoriet og legge til vitenskapelige arbeider for diskusjon.

Virtuelt laboratorium ved Max Planck Institute for the History of Science

Virtulab portal

Dessverre er utvalget av russiskspråklige virtuallabs fortsatt lite, men det er et spørsmål om tid. Spredningen av e-læring blant elever og studenter, digitaliseringens massive penetrasjon til utdanningsinstitusjoner vil på en eller annen måte skape etterspørsel, og da vil de begynne å massivt utvikle vakre moderne virtuelle laboratorier innen ulike disipliner. Heldigvis er det allerede en ganske utviklet spesialisert portal dedikert til virtuelle laboratorier - Virtulab.Net. Den tilbyr ganske fine løsninger og dekker fire disipliner: fysikk, kjemi, biologi og økologi.

Virtuelt laboratorium 3D for fysikk Virtulab .Net

Virtuell ingeniørpraksis

Virtulab.Net lister foreløpig ikke opp ingeniørfag blant sine spesialiseringer, men rapporterer at de virtuelle fysikklaboratoriene som er vert der også kan være nyttige i fjerningeniørutdanning. Tross alt, for eksempel, for å bygge matematiske modeller, er en dyp forståelse av den fysiske naturen til modellering av objekter nødvendig. Generelt har engineering virtuallabs et enormt potensial. Ingeniørutdanning er i stor grad praksisrettet, men slike virtuelle laboratorier brukes fortsatt sjelden på universitetene på grunn av at markedet for digital utdanning innen ingeniørfeltet er underutviklet.

Problemorienterte utdanningskomplekser av CADIS-systemet (SSAU). For å styrke opplæringen av tekniske spesialister har Samara Aerospace University oppkalt etter Korolev utviklet sitt eget virtuelle ingeniørlaboratorium. Senter for ny informasjonsteknologi (CNIT) til SSAU har laget "Problemorienterte utdanningskomplekser av CADIS-systemet." Forkortelsen CADIS står for "system of Complexes of Automated Teaching Tools". Dette er spesielle klasserom hvor det holdes virtuelle laboratorieverksteder om materialers styrke, strukturell mekanikk, optimeringsmetoder og geometrisk modellering, flydesign, materialvitenskap og varmebehandling og andre tekniske disipliner. Noen av disse workshopene er fritt tilgjengelig på serveren til Central Scientific Research Institute of SSAU. Virtuelle klasserom inneholder beskrivelser av tekniske objekter med fotografier, diagrammer, lenker, tegninger, video, lyd og flash-animasjoner med forstørrelsesglass for å undersøke de små detaljene i en virtuell enhet. Det er også mulighet for egenkontroll og opplæring. Dette er hva CADIS virtuelle systemkomplekser er:

  • Beam - et kompleks for å analysere og konstruere diagrammer av bjelker i løpet av styrke av materialer (mekanikk, konstruksjon).
  • Struktur - et kompleks av metoder for utforming av kraftkretser av mekaniske strukturer (mekanikk, konstruksjon).
  • Optimalisering - et kompleks om matematiske metoder for optimalisering (kurs om CAD i maskinteknikk, konstruksjon).
  • Spline er et kompleks om interpolasjon og tilnærmingsmetoder i geometrisk modellering (CAD-kurs).
  • I-bjelke - et kompleks for å studere mønstrene for kraftarbeid av tynnveggede strukturer (mekanikk, konstruksjon).
  • Kjemiker - et sett med komplekser i kjemi (for videregående skole, spesialiserte lyceums, forberedende kurs for universiteter).
  • Organisk - komplekser i organisk kjemi (for universiteter).
  • Polymer - komplekser på kjemien til høymolekylære forbindelser (for universiteter).
  • Constructor of Molecules - simulatorprogram "Konstruktør av molekyler".
  • Matematikk - et kompleks av elementær matematikk (for universitetssøkere).
  • Kroppsøving er et kompleks for å støtte teoretiske kurs i kroppsøving.
  • Metallurg - et kompleks av metallurgi og varmebehandling (for universiteter og tekniske skoler).
  • Zubrol - et kompleks om teorien om mekanismer og maskindeler (for universiteter og tekniske skoler).

Virtuelle instrumenter på Zapisnyh.Narod.Ru. Nettstedet Zapisnyh.Narod.Ru vil være svært nyttig i ingeniørutdanning, hvor du kan laste ned virtuelle instrumenter på et lydkort gratis, som åpner for store muligheter for å lage utstyr. De vil absolutt være av interesse for lærere og vil være nyttige i forelesninger, i vitenskapelig arbeid og i laboratorieverksteder innen naturlige og tekniske disipliner. Utvalget av virtuelle instrumenter som er lagt ut på nettstedet er imponerende:

  • kombinert lavfrekvent generator;
  • to-fase lavfrekvent generator;
  • oscilloskop opptaker;
  • oscilloskop;
  • frekvens meter;
  • AC karakterografi;
  • teknograf;
  • strøm måler;
  • R, C, L meter;
  • hjemme elektrokardiograf;
  • kapasitans og ESR-estimator;
  • kromatografiske systemer KhromProtsessor-7-7M-8;
  • enhet for kontroll og diagnostisering av feil på kvartsklokker osv.

Et av de virtuelle ingeniørinstrumentene fra nettstedet Zapisnyh.Narod.Ru

Fysikk virtuelle laboratorier

Økologisk virtuallab på Virtulab .Net. Miljølaboratoriet til portalen tar opp både generelle spørsmål om utviklingen av jorden og individuelle lover.

Visuell fysikk gir læreren muligheten til å finne de mest interessante og effektive undervisningsmetodene, noe som gjør timene interessante og mer intense.

Den største fordelen med visuell fysikk er evnen til å demonstrere fysiske fenomener fra et bredere perspektiv og studere dem grundig. Hvert arbeid dekker en stor mengde pedagogisk materiale, inkludert fra ulike grener av fysikk. Dette gir gode muligheter for å konsolidere tverrfaglige forbindelser, for å generalisere og systematisere teoretisk kunnskap.

Interaktivt arbeid i fysikk bør utføres i leksjoner i form av en workshop når du forklarer nytt materiale eller når du fullfører studiet av et bestemt emne. Et annet alternativ er å utføre arbeid utenom skoletiden, i valgfag, individuelle klasser.

Virtuell fysikk(eller fysikk på nett) er en ny unik retning i utdanningssystemet. Det er ingen hemmelighet at 90 % av informasjonen kommer inn i hjernen vår gjennom synsnerven. Og det er ikke overraskende at før en person ser for seg selv, vil han ikke være i stand til tydelig å forstå naturen til visse fysiske fenomener. Derfor må læringsprosessen støttes av visuelt materiale. Og det er rett og slett fantastisk når du ikke bare kan se et statisk bilde som viser ethvert fysisk fenomen, men også se på dette fenomenet i bevegelse. Denne ressursen lar lærere, på en enkel og avslappet måte, tydelig demonstrere ikke bare funksjonen til fysikkens grunnleggende lover, men vil også hjelpe til med å utføre online laboratoriearbeid i fysikk i de fleste deler av læreplanen for generell utdanning. Så, for eksempel, hvordan kan du forklare med ord prinsippet om drift av et pn-kryss? Bare ved å vise en animasjon av denne prosessen til et barn, blir alt umiddelbart klart for ham. Eller du kan tydelig demonstrere prosessen med elektronoverføring når glass gnis på silke, og etter det vil barnet ha færre spørsmål om naturen til dette fenomenet. I tillegg dekker visuelle hjelpemidler nesten alle deler av fysikken. Vil du for eksempel forklare mekanikken? Vær så snill, her er animasjoner som viser Newtons andre lov, loven om bevaring av momentum når kropper kolliderer, bevegelser av kropper i en sirkel under påvirkning av tyngdekraft og elastisitet, etc. Hvis du vil studere optikkdelen, kan ingenting være enklere! Eksperimenter med å måle bølgelengden til lys ved hjelp av et diffraksjonsgitter, observasjon av kontinuerlige og linjeemisjonsspektre, observasjon av interferens og diffraksjon av lys, og mange andre eksperimenter er tydelig vist. Hva med elektrisitet? Og denne delen får en del visuelle hjelpemidler, for eksempel er det eksperimenter for å studere Ohms lov for komplett krets, blandet lederforbindelsesforskning, elektromagnetisk induksjon, etc.

Dermed vil læringsprosessen fra den "obligatoriske oppgaven" som vi alle er vant til bli til en lek. Det vil være interessant og morsomt for barnet å se på animasjoner av fysiske fenomener, og dette vil ikke bare forenkle, men også fremskynde læringsprosessen. Det kan blant annet være mulig å gi barnet enda mer informasjon enn det det kunne få i vanlig opplæringsform. I tillegg kan mange animasjoner fullstendig erstatte visse laboratorieinstrumenter, og er derfor ideell for mange landlige skoler, der dessverre ikke alltid et brunt elektrometer er tilgjengelig. Hva kan jeg si, mange enheter er ikke engang på vanlige skoler i store byer. Kanskje ved å introdusere slike visuelle hjelpemidler i det obligatoriske utdanningsprogrammet, vil vi etter endt skolegang få folk interessert i fysikk, som til slutt vil bli unge forskere, hvorav noen vil være i stand til å gjøre store oppdagelser! På denne måten vil den vitenskapelige æraen til store innenlandske forskere gjenopplives, og landet vårt vil igjen, som i sovjettiden, skape unike teknologier som er foran sin tid. Derfor tror jeg det er nødvendig å popularisere slike ressurser så mye som mulig, å informere om dem ikke bare til lærere, men også til skolebarn selv, fordi mange av dem vil være interessert i å studere fysiske fenomener ikke bare i timene på skolen, men også hjemme på fritiden, og denne siden gir dem en slik mulighet! Fysikk på nett det er interessant, lærerikt, visuelt og lett tilgjengelig!

Visuell fysikk gir læreren muligheten til å finne de mest interessante og effektive undervisningsmetodene, noe som gjør timene interessante og mer intense.

Den største fordelen med visuell fysikk er evnen til å demonstrere fysiske fenomener fra et bredere perspektiv og studere dem grundig. Hvert arbeid dekker en stor mengde pedagogisk materiale, inkludert fra ulike grener av fysikk. Dette gir gode muligheter for å konsolidere tverrfaglige forbindelser, for å generalisere og systematisere teoretisk kunnskap.

Interaktivt arbeid i fysikk bør utføres i leksjoner i form av en workshop når du forklarer nytt materiale eller når du fullfører studiet av et bestemt emne. Et annet alternativ er å utføre arbeid utenom skoletiden, i valgfag, individuelle klasser.

Virtuell fysikk(eller fysikk på nett) er en ny unik retning i utdanningssystemet. Det er ingen hemmelighet at 90 % av informasjonen kommer inn i hjernen vår gjennom synsnerven. Og det er ikke overraskende at før en person ser for seg selv, vil han ikke være i stand til tydelig å forstå naturen til visse fysiske fenomener. Derfor må læringsprosessen støttes av visuelt materiale. Og det er rett og slett fantastisk når du ikke bare kan se et statisk bilde som viser ethvert fysisk fenomen, men også se på dette fenomenet i bevegelse. Denne ressursen lar lærere, på en enkel og avslappet måte, tydelig demonstrere ikke bare funksjonen til fysikkens grunnleggende lover, men vil også hjelpe til med å utføre online laboratoriearbeid i fysikk i de fleste deler av læreplanen for generell utdanning. Så, for eksempel, hvordan kan du forklare med ord prinsippet om drift av et pn-kryss? Bare ved å vise en animasjon av denne prosessen til et barn, blir alt umiddelbart klart for ham. Eller du kan tydelig demonstrere prosessen med elektronoverføring når glass gnis på silke, og etter det vil barnet ha færre spørsmål om naturen til dette fenomenet. I tillegg dekker visuelle hjelpemidler nesten alle deler av fysikken. Vil du for eksempel forklare mekanikken? Vær så snill, her er animasjoner som viser Newtons andre lov, loven om bevaring av momentum når kropper kolliderer, bevegelser av kropper i en sirkel under påvirkning av tyngdekraft og elastisitet, etc. Hvis du vil studere optikkdelen, kan ingenting være enklere! Eksperimenter med å måle bølgelengden til lys ved hjelp av et diffraksjonsgitter, observasjon av kontinuerlige og linjeemisjonsspektre, observasjon av interferens og diffraksjon av lys, og mange andre eksperimenter er tydelig vist. Hva med elektrisitet? Og denne delen får en del visuelle hjelpemidler, for eksempel er det eksperimenter for å studere Ohms lov for komplett krets, blandet lederforbindelsesforskning, elektromagnetisk induksjon, etc.

Dermed vil læringsprosessen fra den "obligatoriske oppgaven" som vi alle er vant til bli til en lek. Det vil være interessant og morsomt for barnet å se på animasjoner av fysiske fenomener, og dette vil ikke bare forenkle, men også fremskynde læringsprosessen. Det kan blant annet være mulig å gi barnet enda mer informasjon enn det det kunne få i vanlig opplæringsform. I tillegg kan mange animasjoner fullstendig erstatte visse laboratorieinstrumenter, og er derfor ideell for mange landlige skoler, der dessverre ikke alltid et brunt elektrometer er tilgjengelig. Hva kan jeg si, mange enheter er ikke engang på vanlige skoler i store byer. Kanskje ved å introdusere slike visuelle hjelpemidler i det obligatoriske utdanningsprogrammet, vil vi etter endt skolegang få folk interessert i fysikk, som til slutt vil bli unge forskere, hvorav noen vil være i stand til å gjøre store oppdagelser! På denne måten vil den vitenskapelige æraen til store innenlandske forskere gjenopplives, og landet vårt vil igjen, som i sovjettiden, skape unike teknologier som er foran sin tid. Derfor tror jeg det er nødvendig å popularisere slike ressurser så mye som mulig, å informere om dem ikke bare til lærere, men også til skolebarn selv, fordi mange av dem vil være interessert i å studere fysiske fenomener ikke bare i timene på skolen, men også hjemme på fritiden, og denne siden gir dem en slik mulighet! Fysikk på nett det er interessant, lærerikt, visuelt og lett tilgjengelig!

Virtuelt laboratoriearbeid i fysikk.

En viktig plass i dannelsen av studentenes forskningskompetanse i fysikktimer er gitt til demonstrasjonseksperimenter og frontalt laboratoriearbeid. Et fysisk eksperiment i fysikktimer danner elevenes tidligere akkumulerte ideer om fysiske fenomener og prosesser, fyller opp og utvider elevenes horisont. Under eksperimentet, utført av studenter uavhengig under laboratoriearbeid, lærer de lovene til fysiske fenomener, blir kjent med metodene for forskningen deres, lærer å jobbe med fysiske instrumenter og installasjoner, det vil si at de lærer å selvstendig tilegne seg kunnskap i praksis. Når de gjennomfører et fysisk eksperiment, utvikler elevene derfor forskningskompetanse.

Men for å gjennomføre et fullverdig fysisk eksperiment, både demonstrasjon og frontalt, er det nødvendig med tilstrekkelig mengde passende utstyr. Foreløpig er ikke skolefysikklaboratorier tilstrekkelig utstyrt med fysikkinstrumenter og pedagogiske visuelle hjelpemidler for å utføre demonstrasjons- og front-end laboratoriearbeid. Det eksisterende utstyret er ikke bare blitt ubrukelig, det er også utdatert.

Men selv om fysikklaboratoriet er fullt utstyrt med de nødvendige instrumentene, krever et ekte eksperiment mye tid for å forberede og gjennomføre det. På grunn av betydelige målefeil og tidsbegrensninger i leksjonen, kan et ekte eksperiment ofte ikke tjene som en kilde til kunnskap om fysiske lover, siden de identifiserte mønstrene bare er omtrentlige, og ofte overstiger den korrekt beregnede feilen selve målte verdiene. . Dermed er det vanskelig å gjennomføre et fullverdig laboratorieeksperiment i fysikk med de ressursene som er tilgjengelig i skolen.

Studenter kan ikke forestille seg noen fenomener i makroverdenen og mikroverdenen, siden individuelle fenomener studert i et fysikkkurs på videregående skole ikke kan observeres i det virkelige liv og dessuten reproduseres eksperimentelt i et fysisk laboratorium, for eksempel fenomenene atom- og kjernefysikk, etc. .

Utførelse av individuelle eksperimentelle oppgaver i klasserommet på eksisterende utstyr skjer under visse spesifiserte parametere, som ikke kan endres. I denne forbindelse er det umulig å spore alle mønstrene til fenomenene som studeres, noe som også påvirker kunnskapsnivået til studentene.

Og til slutt er det umulig å lære studentene å selvstendig skaffe fysisk kunnskap, det vil si å utvikle sin forskningskompetanse, ved å bruke bare tradisjonelle undervisningsteknologier. Når man lever i informasjonsverdenen, er det umulig å gjennomføre læringsprosessen uten bruk av informasjonsteknologi. Og etter vår mening er det grunner til dette:

    Hovedoppgaven til utdanning for øyeblikket er å utvikle ferdigheter og evner til å tilegne seg kunnskap hos studentene. Informasjonsteknologi gir denne muligheten.

    Det er ingen hemmelighet at studenter for øyeblikket har mistet interessen for å studere, og spesielt for å studere fysikk. Og bruk av datamaskin øker og stimulerer elevenes interesse for å tilegne seg ny kunnskap.

    Hver elev er individuell. Og bruken av en datamaskin i undervisningen gjør det mulig å ta hensyn til de individuelle egenskapene til studenten og gir studenten et bredt valg i å velge sitt eget tempo for å studere stoffet, konsolidere og vurdere det. Evaluering av resultatene av en elevs mestring av et emne ved å ta tester på en datamaskin fjerner lærerens personlige forhold til eleven.

I denne forbindelse dukker det opp en idé: Bruk informasjonsteknologi i fysikktimer, nemlig når du utfører laboratoriearbeid.

Hvis du utfører et fysisk eksperiment og laboratoriearbeid i frontlinje ved bruk av virtuelle modeller via en datamaskin, kan du kompensere for mangelen på utstyr i skolens fysiske laboratorium og dermed lære elevene å selvstendig tilegne seg fysisk kunnskap under et fysisk eksperiment på virtuelle modeller , det vil si at det er en reell mulighet til å danne nødvendig forskningskompetanse hos elevene og øke nivået på elevenes læring i fysikk.

Bruken av datateknologi i fysikktimer tillater dannelse av praktiske ferdigheter på samme måte som det virtuelle miljøet til en datamaskin lar deg raskt endre oppsettet til et eksperiment, noe som sikrer betydelig variasjon i resultatene, og dette beriker praksisen betydelig. av studenter som utfører logiske operasjoner for å analysere og formulere konklusjoner av resultatene av et eksperiment. I tillegg kan du utføre testen flere ganger med skiftende parametere, lagre resultatene og gå tilbake til studiene dine på et passende tidspunkt. I tillegg kan et mye større antall eksperimenter utføres i dataversjonen. Å jobbe med disse modellene åpner for enorme kognitive muligheter for studenter, og gjør dem til ikke bare observatører, men også aktive deltakere i eksperimentene som utføres.

Et annet positivt poeng er at datamaskinen gir en unik mulighet, ikke implementert i et ekte fysisk eksperiment, til å visualisere ikke et ekte naturfenomen, men dens forenklede teoretiske modell, som lar deg raskt og effektivt finne de viktigste fysiske lovene til det observerte fenomenet. . I tillegg kan eleven samtidig observere konstruksjonen av tilsvarende grafiske mønstre mens eksperimentet pågår. Den grafiske måten å vise simuleringsresultater på gjør det lettere for elevene å assimilere store mengder informasjon som mottas. Slike modeller er av særlig verdi, siden elever som regel opplever betydelige vanskeligheter med å konstruere og lese grafer. Det er også nødvendig å ta hensyn til at ikke alle prosesser, fenomener, historiske eksperimenter i fysikk kan forestilles av en student uten hjelp av virtuelle modeller (for eksempel diffusjon i gasser, Carnot-syklusen, fenomenet fotoelektrisk effekt, bindingsenergien til kjerner, etc.). Interaktive modeller lar studenten se prosesser i en forenklet form, forestille seg installasjonsdiagrammer og utføre eksperimenter som generelt er umulige i det virkelige liv.

Alt datalaboratoriearbeid utføres i henhold til den klassiske ordningen:

Teoretisk mestring av stoffet;

Å studere en ferdig deller lage en datamaskinmodell av en ekte laboratorieinstallasjon;

Utføre eksperimentelle studier;

Bearbeide eksperimentelle resultater på en datamaskin.

En der som regel en datamodell av en ekte eksperimentell installasjon, laget ved hjelp av datagrafikk og datamodellering. Noen arbeider inneholder kun et diagram over laboratorieinstallasjonen og dens elementer. I dette tilfellet, før du starter laboratoriearbeid, må laboratorieoppsettet monteres på en datamaskin. Å utføre eksperimentell forskning er en direkte analog av et eksperiment på en ekte fysisk installasjon. I dette tilfellet simuleres den virkelige fysiske prosessen på en datamaskin.

Funksjoner av EOR "Fysikk. Elektrisitet. Virtuelt laboratorium".

For tiden er det ganske mange elektroniske læringsverktøy som inkluderer utvikling av virtuelt laboratoriearbeid. I vårt arbeid brukte vi det elektroniske læringsverktøyet «Fysikk. Elektrisitet. Virtuelt laboratorium"(heretter - ESO er ment å støtte utdanningsprosessen om temaet "Elektrisitet" i allmenne utdanningsinstitusjoner (fig. 1).

Fig. 1 ESO.

Denne håndboken ble laget av en gruppe forskere fra Polotsk State University. Det er flere fordeler ved å bruke denne ESO.

    Enkel installasjon av programmet.

    Enkelt brukergrensesnitt.

    Enhetene kopierer fullstendig de ekte.

    Et stort antall enheter.

    Alle reelle regler for arbeid med elektriske kretser overholdes.

    Mulighet for å utføre et tilstrekkelig stort antall laboratoriearbeid under forskjellige forhold.

    Mulighet for å utføre arbeid, inkludert å påvise konsekvenser som er uoppnåelige eller uønskede i et fullskala eksperiment (sikring, lyspære, elektrisk måleapparat røket; endring av polaritet ved innkobling av enheter, etc.).

    Mulighet for å drive laboratoriearbeid utenfor utdanningsinstitusjonen.

Generell informasjon

ESE er designet for å gi datastøtte for undervisning i faget "fysikk". Hovedmålet med opprettelsen, formidlingen og anvendelsen av ESE er å forbedre kvaliteten på utdanningen gjennom effektiv, metodisk forsvarlig, systematisk bruk av alle deltakere i utdanningsprosessen på ulike stadier av utdanningsaktiviteten.

Utdanningsmateriellet som er inkludert i denne ESE oppfyller kravene i fysikkpensumet. Grunnlaget for undervisningsmateriellet til denne ESE vil være materialer fra moderne fysikklærebøker samt didaktisk materiale for å utføre laboratoriearbeid og eksperimentell forskning.

Det konseptuelle apparatet som brukes i den utviklede ESE er basert på undervisningsmaterialet i eksisterende fysikklærebøker, samt fysikkoppslagsbøker anbefalt for bruk i videregående skoler.

Det virtuelle laboratoriet er implementert som en separat operativsystemapplikasjonWindows.

Denne ESO lar deg utføre frontalt laboratoriearbeid ved å bruke virtuelle modeller av virkelige instrumenter og enheter (fig. 2).

Fig.2 Utstyr.

Demonstrasjonsforsøk gjør det mulig å vise og forklare resultatene av de handlingene som er umulige eller uønskede å utføre under reelle forhold (fig. 3).

Fig. 3 Uønskede resultater av forsøket.

Det er mulighet for å organisere individuelt arbeid, når elevene selvstendig kan utføre eksperimenter, samt gjenta eksperimenter utenfor timen, for eksempel på en hjemmedatamaskin.

Formålet med ESO

ESO er et dataverktøy som brukes i fysikkundervisning, nødvendig for å løse pedagogiske og pedagogiske problemer.

ESE kan brukes til å gi datastøtte for undervisning i faget "fysikk".

ESE inkluderer 8 laboratoriearbeider i "Elektrisitet"-delen av fysikkkurset, studert i VIII og XI klasse på ungdomsskolen.

Ved hjelp av ESO løses hovedoppgavene med å tilby datastøtte for følgende stadier av utdanningsaktiviteter:

Forklaring av undervisningsmateriell,

Dens konsolidering og repetisjon;

Organisering av selvstendig kognitiv aktivitet til studenten;

Diagnostisering og korrigering av kunnskapshull;

Mellom- og sluttkontroll.

ESE kan brukes som et effektivt middel for å utvikle praktiske ferdigheter hos studenter i følgende former for organisering av utdanningsaktiviteter:

Å utføre laboratoriearbeid (hovedformål);

Som et middel til å organisere et demonstrasjonseksperiment, inkludert for å demonstrere konsekvenser som er uoppnåelige eller uønskede i et fullskala eksperiment (sikring, lyspære, elektrisk måleenhet røket; endring i polariteten for å slå på enheter, etc.)

Ved løsning av eksperimentelle problemer;

For organisering av utdannings- og forskningsarbeid til studenter, løsning av kreative problemer utenfor timen, inkludert hjemme.

ESP kan også brukes i følgende demonstrasjoner, eksperimenter og virtuelle eksperimentelle studier: nåværende kilder; amperemeter, voltmeter; studere avhengigheten av strøm på spenning i en del av kretsen; studie av avhengigheten av strømstyrken i reostaten på lengden på dens arbeidsdel; studie av avhengigheten av motstanden til ledere på deres lengde, tverrsnittsareal og type stoff; design og drift av reostater; seriell og parallell tilkobling av ledere; bestemmelse av strøm forbrukt av en elektrisk oppvarmingsenhet; sikringer.

O RAM-kapasitet: 1 GB;

prosessorfrekvens fra 1100 MHz;

diskminne - 1 GB ledig diskplass;

opererer på operativsystemerWindows 98/NT/2000/XP/ Vista;

i operativsystemetogNettleseren må ikke installeresMSUtforsker 6.0/7.0;

for brukerens bekvemmelighet må arbeidsplassen være utstyrt med en musemanipulator og en skjerm med en oppløsning på 1024x 768 og over;

Tilgjengelighet enheterlesningCD/ DVDdisker for å installere ESO.

Del med venner eller spar selv:

Laster inn...