Maailmankasvatus ja tieteellinen prosessi ovat muuttuneet niin selvästi viime vuosina, mutta jostain syystä niissä ei puhuta enemmän läpimurtoinnovaatioista ja niiden avaamista mahdollisuuksista, vaan paikallisista tenttiskandaaleista. Samaan aikaan koulutusprosessin ydin heijastuu kauniisti Englannin sananlasku"Voit johtaa hevosen veteen, mutta et voi saada häntä juomaan."

Nykyaikainen koulutus elää pohjimmiltaan kaksoiselämää. Hänen virallisessa elämässään on ohjelmaa, reseptejä, tutkimuksia, "järjetöntä ja armotonta" taistelua aiheiden kokoonpanosta. koulun kurssi, virka-aseman ja koulutuksen laadun vektori. Ja hänen oikea elämä, pääsääntöisesti keskittyy kaikki mikä on modernia koulutusta: digitalisaatio, verkko-oppiminen, mobiilioppiminen, oppiminen Courseran kautta, UoPeople ja muut verkkolaitokset, webinaarit, virtuaalilaboratoriot jne. Kaikesta tästä ei ole vielä tullut osa yleisesti hyväksyttyä globaalia koulutusta paradigma, mutta paikallisesti koulutuksen digitalisaatio ja tutkimustyö on jo tapahtumassa.

MOOC-oppiminen (Massive Open Online Courses, massaluennot avoimista lähteistä) sopii erinomaisesti ideoiden, kaavojen ja muun teoreettisen tiedon siirtämiseen tunneilla ja luennoilla. Mutta monien tieteenalojen kehityksen täydellisyyteen tarvitaan myös käytännön harjoituksia - digitaalinen oppiminen "tunti" tämän evolutionaarisen tarpeen ja loi uuden "elämän muodon" - virtuaalilaboratoriot, omat koulu- ja yliopistokoulutukseen.

eLearningin tunnettu ongelma on, että siinä opetetaan pääasiassa teoreettisia aineita. Ehkä seuraava vaihe verkkokoulutuksen kehittämisessä on käytännön alueiden kattavuus. Ja tämä tapahtuu kahteen suuntaan: ensimmäinen on sopimusperusteinen käytännön delegointi fyysisesti olemassa oleville yliopistoille (esimerkiksi lääketieteen tapauksessa), ja toinen on virtuaalisten laboratorioiden kehittäminen eri kielillä.

Miksi tarvitsemme virtuaalisia laboratorioita tai virtulabeja?

• Valmistautua todelliseen laboratoriotyöhön.
• Koulutoimintaa varten, jos asianmukaisia ​​olosuhteita, materiaaleja, reagensseja ja laitteita ei ole.
• Etäopetukseen.
• varten Itsenäinen opiskelu tieteenalojen aikuisiässä tai yhdessä lasten kanssa, koska monet aikuiset syystä tai toisesta tuntevat tarvetta "muistaa" se, mitä ei koskaan opittu tai ymmärretty koulussa.
• Tieteelliseen työhön.
• Korkea-asteen koulutukseen, jossa on tärkeä käytännön osa.

Erilaisia ​​virtulabeja. Virtuaalilaboratoriot voivat olla 2D tai 3D; yksinkertainen nuoremmille opiskelijoille ja monimutkainen, käytännöllinen ylä- ja lukiolaisille, opiskelijoille ja opettajille. Heidän virtulabit on suunniteltu eri tieteenaloille. Useimmiten se on fysiikkaa ja kemiaa, mutta on myös varsin omaperäisiä, esimerkiksi ekologien virtulab.

Erityisen vakavissa yliopistoissa on omat virtuaalilaboratorionsa, esimerkiksi akateemikko S.P. Korolevin mukaan nimetty Samara State Aerospace University ja Berliinissä sijaitseva Max Planck Institute for the History of Science (Max Planck Institute for the History of Science, MPIWG). Muista, että Max Planck on saksalainen teoreettinen fyysikko, perustaja kvanttifysiikka. Instituutin virtuaalilaboratoriolla on jopa virallinen verkkosivusto. Voit katsoa esityksen tästä linkistä. Virtuaalilaboratorio: Kokeiluhistorian tutkimuksen työkalut. Verkkolaboratorio on alusta, jossa historioitsijat julkaisevat ja keskustelevat tutkimuksistaan ​​kokeellisista aiheista eri tieteenaloilla (fysiikasta lääketieteeseen), taiteeseen, arkkitehtuuriin, mediaan ja teknologiaan. Se sisältää myös kuvia ja tekstejä kokeilun eri puolista: työkaluja, kokeita, elokuvia, valokuvia tutkijoista jne. Opiskelijat voivat luoda oman tilin tähän virtulabiin ja lisätä tieteellisiä artikkeleita keskustelua varten.

Max Planckin tiedehistorian instituutin virtuaalilaboratorio

Virtulab-portaali

Valikoima venäjänkielisiä virtulabeja on valitettavasti vielä pieni, mutta se on ajan kysymys. eLearningin leviäminen oppilaiden ja opiskelijoiden keskuudessa, digitalisaation massiivinen tunkeutuminen oppilaitoksiin luo jotenkin kysyntää, ja sitten ne alkavat massiivisesti kehittää kauniita moderneja virtuaalilaboratorioita eri tieteenaloilla. Onneksi virtuaalisille laboratorioille on jo olemassa melko kehittynyt erikoistunut portaali - Virtulab.Net. Se tarjoaa melko mukavia ratkaisuja ja kattaa neljä tieteenalaa: fysiikan, kemian, biologian ja ekologian.

Virtuaalilaboratorio 3D fysiikassa Virtulab .Net

Virtuaalinen suunnittelukäytäntö

Virtulab.Net ei vielä listaa tekniikkaa yhdeksi erikoisaloistaan, mutta kertoo, että siellä isännöidyistä fysiikan virtulabeista voi olla hyötyä myös tekniikan etäkoulutuksessa. Loppujen lopuksi esimerkiksi rakentamaan matemaattisia malleja tarvitaan syvällistä ymmärrystä simulaatioobjektien fyysisestä luonteesta. Yleensä suunnitteluvirtulabilla on valtava potentiaali. Insinöörikoulutus on suurelta osin käytäntölähtöistä, mutta yliopistot käyttävät harvoin tällaisia ​​virtuaalilaboratorioita, koska tekniikan alan digitaalisen koulutuksen markkinat ovat alikehittyneet.

CADIS-järjestelmän (SSAU) ongelmalähtöiset koulutuskompleksit. Korolevin mukaan nimetty Samara Aerospace University on kehittänyt oman insinöörivirtuaalin vahvistaakseen teknisten asiantuntijoiden koulutusta. SSAU:n uusien tietotekniikoiden keskus (CNIT) loi "CADIS-järjestelmän ongelmalähtöiset koulutuskompleksit". Lyhenne CADIS tarkoittaa "Automatisoitujen didaktisten työkalujen kompleksien järjestelmä". Nämä ovat erikoisluokkahuoneita, joissa järjestetään virtuaalilaboratoriotyöpajoja materiaalien lujuudesta, rakennemekaniikasta, optimointimenetelmistä ja geometrisesta mallintamisesta, lentokoneiden suunnittelusta, materiaalitieteen ja lämpökäsittelyn sekä muista teknisistä tieteenaloista. Jotkut näistä työpajoista ovat vapaasti käytettävissä SSAU:n palvelimella. Virtuaaliluokkahuoneissa on teknisten kohteiden kuvauksia valokuvin, kaavioineen, linkkeineen, piirroksineen, videoineen, äänineen ja suurennuslasilla varustettuja flash-animaatioita virtuaaliyksikön pienten yksityiskohtien katseluun. Siellä on myös mahdollisuus itsehillintään ja harjoitteluun. Tässä ovat CADIS-virtuaalijärjestelmän kompleksit:

• Palkki - kompleksi palkkien kaavioiden analysointiin ja rakentamiseen materiaalien lujuuden (tekniikan, rakentamisen) aikana.
• Rakenne - joukko menetelmiä mekaanisten rakenteiden tehopiirien suunnitteluun (insinööri, rakentaminen).
• Optimointi - matemaattisten optimointimenetelmien kompleksi (CAD-kurssit koneenrakennuksessa, rakentamisessa).
• Spline - interpolointi- ja approksimaatiomenetelmien kompleksi geometrisessa mallintamisessa (CAD-kurssit).
• I-palkki - kompleksi ohutseinäisten rakenteiden (tekniikan, rakentamisen) voimatyökuvioiden tutkimiseen.

• Kemisti - joukko kemian komplekseja (yliopistoille, erikoislyseoille, yliopistojen valmisteleville kursseille).
• Orgaaniset - kompleksit mukaan orgaaninen kemia(yliopistoille).
• Polymeeri - kompleksit makromolekyyliyhdisteiden kemiassa (yliopistoille).
• Molecule Constructor - Simulaattoriohjelma "Molecule Constructor".
• Matematiikka - perusmatematiikan kompleksi (yliopiston hakijoille).
• Liikunta on liikuntakasvatuksen teoreettisia kursseja tukeva kompleksi.
• Metallurgist - metallitieteen ja lämpökäsittelyn kompleksi (yliopistoille ja teknisille oppilaitoksille).
• Zubrol - mekanismien ja koneenosien teoriakompleksi (yliopistoille ja teknisille oppilaitoksille).

Virtuaaliset instrumentit osoitteessa Zapisnyh.Narod.Ru. Sivusto Zapisnyh.Narod.Ru on erittäin hyödyllinen insinöörikoulutuksessa, josta voit ladata virtuaalisia instrumentteja äänikortille ilmaiseksi, mikä avaa laajat mahdollisuudet teknologian luomiseen. Ne kiinnostavat varmasti opettajia ja ovat hyödyllisiä luennoilla, tieteellisessä työssä ja laboratoriotyöpajoissa luonnon ja tekniikan aloilla. Sivustolle lähetettyjen virtuaalisten instrumenttien valikoima on vaikuttava:

• yhdistetty LF-generaattori;
• kaksivaiheinen LF-generaattori;
• oskilloskooppi tallennin;
• oskilloskooppi;
• taajuus mittari;
• AF karakterografi;
• teknografi;
• sähkömittari;
• mittari R, C, L;
• kodin elektrokardiografi;
• kapasitanssi ja ESR-estimaattori;
• kromatografiset järjestelmät KhromProtsessor-7-7M-8;
• laite kvartsikellojen toimintahäiriöiden tarkistamiseen ja diagnosointiin jne.

Yksi virtuaalisista suunnittelulaitteista sivustolta Zapisnyh.Narod.Ru

Fysiikan virtuaalilaboratorio

Ekologinen virtulab Virtulab .Netissä. Portaalin ympäristölaboratorio käsittelee sekä yleisiä maapallon kehityksen kysymyksiä että yksittäisiä lakeja.

Visuaalinen fysiikka antaa opettajalle mahdollisuuden löytää kiinnostavimmat ja tehokkaita menetelmiä oppimista, jolloin oppitunnit ovat mielenkiintoisia ja intensiivisempiä.

Visuaalisen fysiikan tärkein etu on mahdollisuus osoittaa fysikaalisia ilmiöitä laajemmasta näkökulmasta ja niiden kattava tutkiminen. Jokainen työ kattaa suuren volyymin koulutusmateriaalia, myös fysiikan eri aloilta. Tämä tarjoaa runsaasti mahdollisuuksia tieteidenvälisten yhteyksien lujittamiseen, teoreettisen tiedon yleistämiseen ja systematisointiin.

Vuorovaikutteista fysiikan työskentelyä tulee tehdä luokkahuoneessa työpajan muodossa uutta materiaalia selostettaessa tai tietyn aiheen opiskelua suoritettaessa. Toinen vaihtoehto on tehdä työtä kouluajan ulkopuolella, valinnaisilla, yksilöllisillä tunneilla.

virtuaalista fysiikkaa(tai fysiikka verkossa) on uusi ainutlaatuinen suunta koulutusjärjestelmässä. Ei ole mikään salaisuus, että 90 % tiedosta tulee aivoihimme näköhermon kautta. Ja ei ole yllättävää, että ennen kuin ihminen itse näkee, hän ei pysty ymmärtämään selvästi tiettyjen fyysisten ilmiöiden luonnetta. Siksi oppimisprosessia on tuettava visuaalisilla materiaaleilla. Ja se on vain ihanaa, kun et voi nähdä vain staattista kuvaa, joka kuvaa jotakin fyysistä ilmiötä, vaan myös katsoa tätä ilmiötä liikkeessä. Tämän resurssin avulla opettajat voivat helposti ja rennosti näyttää visuaalisesti fysiikan peruslakien toiminnan lisäksi myös fysiikan online-laboratoriotyön suorittamista yleissivistävän ohjelman useimmissa osissa. Esimerkiksi kuinka periaatetta voidaan selittää sanoin toimet p-n siirtyminen? Vain näyttämällä tämän prosessin animaatio lapselle, kaikki tulee heti selväksi hänelle. Tai voit näyttää visuaalisesti elektronin siirtymäprosessin, kun lasia hierotaan silkkiä vasten, ja sen jälkeen lapsella on vähemmän kysymyksiä tämän ilmiön luonteesta. Lisäksi visuaaliset apuvälineet kattavat lähes kaikki fysiikan alat. Haluatko esimerkiksi selittää mekaniikkaa? Ole hyvä ja tässä on animaatioita, jotka esittävät Newtonin toista lakia, liikemäärän säilymislakia kappaleiden törmäyksen aikana, kappaleiden liikettä ympyrässä painovoiman ja kimmoisuuden vaikutuksesta jne. Jos haluat opiskella optiikan osaa, mikään ei ole helpompaa! Kokeet valon aallon pituuden mittaamisesta diffraktiohilan avulla, jatkuvien ja viivaemissiospektrien havainnointi, valon interferenssin ja diffraktion havainnointi sekä monet muut kokeet näkyvät selkeästi. Mutta entä sähkö? Ja tälle osastolle on esimerkiksi annettu melkoisesti visuaalisia apuvälineitä Kokeita Ohmin lain tutkimiseksi täydelliseen piiriin, sekajohtimien tutkimukseen, sähkömagneettiseen induktioon jne.

Siten oppimisprosessi "velvollisuudesta", johon olemme kaikki tottuneet, muuttuu peliksi. Lapsen on mielenkiintoista ja hauskaa katsella fyysisten ilmiöiden animaatioita, ja tämä ei vain yksinkertaista, vaan myös nopeuttaa oppimisprosessia. Lapsi voi muun muassa pystyä antamaan jopa enemmän tietoa kuin mitä hän voisi saada tavanomaisessa opetusmuodossa. Lisäksi monet animaatiot voivat korvata tietyt kokonaan laboratoriovälineet, joten se on ihanteellinen moniin maaseutukouluihin, joista valitettavasti edes Brownin sähkömittaria ei aina löydy. Mitä voin sanoa, monet laitteet eivät ole edes tavallisissa kouluissa suurkaupungit. Ehkä ottamalla tällaiset visuaaliset apuvälineet oppivelvollisuusohjelmaan, saamme valmistumisen jälkeen fysiikasta kiinnostuneita ihmisiä, joista tulee lopulta nuoria tiedemiehiä, joista osa pystyy tekemään suuria löytöjä! Siten suurten kotimaisten tiedemiesten tieteellinen aikakausi herää eloon ja maamme luo jälleen, kuten neuvostoaikana, ainutlaatuisia tekniikoita aikaansa edellä. Siksi mielestäni on välttämätöntä popularisoida tällaisia ​​​​resursseja mahdollisimman paljon, raportoida niistä paitsi opettajille, myös koululaisille itselleen, koska monet heistä ovat kiinnostuneita opiskelusta fyysisiä ilmiöitä ei vain koulun tunneilla, vaan myös kotona vapaa-ajallaan, ja tämä sivusto antaa heille sellaisen mahdollisuuden! Fysiikka verkossa se on mielenkiintoinen, informatiivinen, visuaalinen ja helposti saatavilla!

0

TUTKIMUSTYÖ

Ohjelmistokompleksi "Fysiikan virtuaalilaboratorio"

huomautus

Työ on omistettu koulutusprosessin organisoinnille. Se muotoilee tehtäviä, asettaa tavoitteita, paljastaa opettajan rakenteen ja kasvatustoiminnan, pohtii erilaisia työkalu virtuaalisen laboratorion luomiseen. Erityistä huomiota kiinnitetään opettajan koulutustoimintaan ja koulutusprosessin johtamisen tehokkuuteen. Luodun ohjelmistotuotteen ominaisuus on mahdollisuus käyttää sitä opetusprosessissa näkyvyyden, saavutettavuuden ja turvallisuuden varmistamiseksi luokkahuoneessa. Tuote sisältää perustietoa virtuaalisista oppimistyökaluista, virtuaalilaboratorioista, tietoa kehittäjästä.

Teos on painettu 64 sivulle 41 lähteestä, sisältää 31 piirustusta.

Abstrakti

Työ on omistettu koulutusprosessin organisoinnille. Siinä muotoillaan ongelma , asetetaan tavoitteet , julkistetaan rakenne ja opetustoiminnat opettajat keskustelivat erilaisista työkaluista virtuaalisen laboratorion luomiseksi. Erityistä huomiota kiinnitetään opettajan kasvatustoimintaan ja koulutusprosessin tehokkuuteen. Ohjelmistotuotteiden ominaisuus on kyky käyttää koulutusprosessissa selkeyden, saavutettavuuden ja turvallisuuden varmistamiseksi. Tuote sisältää perustietoa virtuaalisista koulutusvälineistä, virtuaalilaboratorioista, kehittäjätiedot.

Työ tehdään tulostamalla 64 sivulle 41 lähteestä, sisältää 31 kuvaa.

Abstrakti 4

Johdanto 6

1 Virtuaalisten oppimistyökalujen käyttö 9

1.1 ICT:n mahdollisuudet opetusprosessin organisoinnissa virtuaalilaboratorioiden avulla. 9

1.2 Virtuaalilaboratorio oppimistyökaluna 13

1.3 Virtuaalilaboratorion kehittämisen periaatteet ja vaatimukset. 17

1.4 Ohjelmakokonaisuuden "Virtual Laboratory in Physics" yleinen rakenne. 18

2 Ohjelmakokonaisuuden "Virtual Laboratory in Physics" käytännön toteutus. 20

2.1 Työkalujen valinta virtuaalisen laboratorion luomiseen. 20

2.2 "Virtual Physics Laboratory" -kuoriohjelman suunnitteluvaiheet ja rakenne. 23

2.2.1 Ohjelmistopaketin "Virtual Laboratory in Physics" rakenne. 23

2.2.2 Virtuaalilaboratorion rakenne. 26

2.3 Ohjelmistopaketin "Virtual Physics Laboratory" kehittäminen. kolmekymmentä

2.4 Luodun ohjelmistopaketin "Virtual Physics Laboratory" esittely 31

2.4.1 Ohjelmistopaketin kehittäminen virtuaalisen laboratorion luomista varten 31

2.4.2 Elementtien valinta valmiista tietokannoista virtuaalisen fysiikan laboratorion luomiseksi 35

2.4.3 "Mekaaniset ilmiöt" -osion virtuaalilaboratorioiden kuvaus .. 37

2.4.4 "Lämpöilmiöt" -osion virtuaalisten laboratorioiden kuvaus. 41

2.4.5 Ohjelmistopaketin "Virtual Physics Laboratory" luomismahdollisuuksien esittely. 44

2.4.7 "Tietoja kehittäjästä" -osion kuvaus. 55

Johtopäätös 56

Luettelo käytetystä kirjallisuudesta. 59

Johdanto

Merkityksellisyys: Tietoyhteiskunnan luomiseen ja kehittämiseen liittyy tieto- ja viestintätekniikan (ICT) laaja käyttö koulutuksessa, mikä määräytyy useiden tekijöiden perusteella.

Ensinnäkin tieto- ja viestintäteknologian (ICT) käyttöönotto koulutuksessa nopeuttaa merkittävästi tiedon ja ihmiskunnan kertyneen teknologisen ja sosiaalisen kokemuksen siirtoa, ei vain sukupolvelta toiselle vaan myös ihmiseltä toiselle.

Toiseksi nykyaikainen tieto- ja viestintätekniikka parantaa koulutuksen laatua ja mahdollistaa sen, että henkilö voi sopeutua paremmin ja nopeammin ympäristöön ja jatkuva yhteiskunnallinen muutos. Tämä antaa jokaiselle mahdollisuuden saada tarvittavaa tietoa sekä tänään että tulevassa postiteollisessa yhteiskunnassa.

Kolmanneksi näiden teknologioiden aktiivinen ja tehokas käyttöönotto koulutuksessa on tärkeä tekijä tietoyhteiskunnan vaatimukset täyttävän koulutusjärjestelmän luomisessa ja perinteisen koulutusjärjestelmän uudistusprosessissa modernin teollisen yhteiskunnan vaatimusten valossa.

Nykyään monet oppilaitokset käyttävät innovatiivisia tekniikoita koulutusympäristössä, mukaan lukien virtuaaliset laboratoriot fysiikan, kemian, biologian, ekologian ja muiden aineiden työhön, koska monien opetusilmiöiden ja kokeiden toteuttaminen oppilaitoksessa on erittäin vaikeaa tai mahdotonta.

Vuorovaikutteisten työkalujen tehokas käyttö koulutusprosessissa edistää paitsi kouluopetuksen laadun parantamista myös taloudellisten resurssien säästämistä ja turvallisen, ympäristöystävällisen ympäristön luomista.

Kiehtovia interaktiivisia tunteja ja laboratoriotyötä voidaan tehdä lapsen kanssa kotona eri aineissa: fysiikka, biologia, kemia, ekologia.

Virtuaalilaboratorioita voidaan soveltaa luokkahuoneessa luennon aikana lisäyksenä luentomateriaalit, suorittaa atk-tunnilla verkon kautta, jonka jälkeen analysoidaan opiskelijan edistymistä.

Vuorovaikutteisessa laboratoriossa parametreja muuttamalla käyttäjä näkee toimintansa seurauksena tapahtuvat muutokset 3D-ympäristössä.

Esine: tieto- ja viestintätekniikan käyttö koulutusprosessissa.

Tuote: virtuaalisten laboratorioiden kehittäminen tulevien asiantuntijoiden kouluttamiseksi.

Työn tavoite: ohjelmistokompleksin "Virtuaalinen fysiikan laboratorio" kehittäminen.

Työtehtävät:

• analysoida tieteellistä ja pedagogista kirjallisuutta virtuaalisten työkalujen kehittämisestä ja käytöstä koulutusprosessissa;
• valita periaatteet ja vaatimukset ohjelmistopaketin - virtuaalilaboratorion - kehittämiselle;
• analysoida ja valita työkalu virtuaalisen fysiikan laboratorion luomiseen;
• kehittää ohjelmakompleksin "Virtual Laboratory in Physics" rakennetta.
• kehittää ohjelmistopaketti käyttämällä olemassa olevaa virtuaalisten laboratorioelementtien tietokantaa;
• testata luotua ohjelmistopakettia "Virtual Physics Laboratory".

Työtavat: tieteellisen ja pedagogisen kirjallisuuden analysointi, vertailu, algoritmointi, ohjelmointi.

menetelmällinen Ja käytännöllinen merkitys on opetusprosessia tukevien metodologisten materiaalien rikastamisessa, ohjelmistokompleksin "virtuaalifysiikan laboratorion" luomisessa aiheeseen liittyvien kokeiden suorittamista varten.

Tavoitteet ja tavoitteet määrittelivät opinnäytetyön rakenteen.

Johdannossa perustellaan aiheen valinnan relevanssi, määritellään kohde, aihe, muotoillaan tavoite, tehtävät, kuvataan suoritetun työn metodologinen ja käytännön merkitys, annetaan kuvaus yleinen rakenne suorittaa WRC.

Ensimmäisessä luvussa "Virtuaalioppimisen työkalujen kehittämisen teoreettisia kysymyksiä" käsitellään seuraavia asioita: ICT:n käyttö koulutusprosessissa; esittelee valikoiman periaatteita ja vaatimuksia tietokoneen virtuaalisten oppimistyökalujen kehittämiselle. Kysymys oppimisen virtualisointiprosessista, virtuaalisen mahdollisuuksista laboratoriotyöt todellisissa olosuhteissa vaikeasti tutkittavien prosessien ja ilmiöiden tutkimuksessa.

Toisessa luvussa "Ohjelmakompleksin "Virtual Laboratory in Physics" käytännön toteutus esitellään: työkalujen valinta virtuaalisen laboratorion ohjelmistokompleksin luomiseen; olemassa olevat fysiikan valmiiden komponenttien ja valmiiden laitteiden tietokannat analysoitiin, elementtien valinta valmiista tietokannoista tehtiin virtuaalisen fysiikan laboratorion luomiseksi; kuvailee ohjelmistokehyksen kehittämisprosessia virtuaalisen laboratorion luomista varten; esitellään luodun ohjelmistokompleksin "Virtual Laboratory in Physics" kykyjä esittelevä materiaali.

Lopuksi esitellään työn tärkeimmät tulokset.

Diplomityö koostuu johdannosta, kahdesta luvusta, johtopäätöksestä, lähdeluettelosta 46 lähteen osalta. Työn kokonaismäärä on esitetty 56 sivulla, sisältää 25 kuvaa, 2 taulukkoa.

1 Virtuaalisten oppimistyökalujen käyttö

1.1 ICT:n mahdollisuudet koulutusprosessin organisoinnissa virtuaalisten laboratorioiden avulla

Tällä hetkellä nykyaikaisen koulutuksen päämäärät ja tavoitteet ovat muuttumassa - tiedon omaksumisesta ollaan siirtymässä osaamisen muodostamiseen, painopiste siirtyy opiskelijakeskeiseen oppimiseen. Mutta siitä huolimatta oppitunti oli ja on edelleen koulutusprosessin pääkomponentti. Opiskelijoiden oppimistoiminta keskittyy suurelta osin oppituntiin. Opiskelijakoulutuksen laadun määräävät opetuksen sisältö, oppitunnin tekniikka, sen organisatorinen ja käytännön suuntautuminen, ilmapiiri, joten opetusprosessissa on tarpeen käyttää uusia pedagogisia teknologioita. Tietotekniikan käytön tavoitteet: opiskelijan persoonallisuuden kehittäminen, valmistautuminen itsenäiseen tuottavaan toimintaan tietoyhteiskunnan olosuhteissa rakentavan, algoritmisen ajattelun kehittämisen avulla, tietokoneviestinnän ominaisuuksien ansiosta, luova ajattelu vähentämällä lisääntymistoiminnan osuus, tietokulttuurin muodostuminen, kyky käsitellä tietoa (laskentataulukkoprosessorien, tietokantojen avulla); nyky-yhteiskunnan informatisoitumisen aiheuttama yhteiskuntajärjestyksen toteutus: - opiskelijoiden valmistaminen itsenäiseen tietotekniikan avulla kognitiivinen toiminta; koulutusprosessin motivointi (oppimisprosessin laadun ja tehokkuuden parantaminen tietotekniikan mahdollisuuksien avulla, kognitiivista toimintaa edistävien kannustimien tunnistaminen ja käyttö).

Mikä on tieto- ja viestintätekniikan käytön vaikutus opiskelijaan? - ICT auttaa lisäämään kognitiivista kiinnostusta aihetta kohtaan; - ICT edistää opiskelijoiden oppiaineen menestystä; - ICT antaa opiskelijoille mahdollisuuden ilmaista itseään uusi rooli; - ICT muodostaa itsenäisen tuottavan toiminnan taitoja; - ICT auttaa luomaan menestymistilanteen jokaiselle opiskelijalle.

ICT:n käyttö opetusprosessissa antaa opettajille lisää didaktisia mahdollisuuksia, nimittäin:

välitön palaute käyttäjän ja ICT-työkalujen välillä, mikä mahdollistaa interaktiivisen vuoropuhelun;

koulutustiedon tietokonevisualisointi, johon kuuluu nykyaikaisten esineiden, prosessien, ilmiöiden (sekä todellisten että "virtuaalisten") visualisointikeinojen sekä niiden mallien, niiden esittämisen kehityksen dynamiikassa, ajallisesti ja spatiaalisesti visualisoimiseksi. liikkuvuus säilyttäen samalla mahdollisuuden vuoropuheluun ohjelman kanssa;

tietokonemallinnus tutkituista kohteista, niiden suhteista, ilmiöistä, sekä todellisuudessa että "virtuaalisesti" tapahtuvista prosesseista;

laskennallisten, tiedonhakutoimintojen prosessien automatisointi, koulutuskokeilun tulosten käsittely, sekä todellisuudessa tapahtuva että "virtuaalisesti" esitettävä näytöllä, jossa on mahdollisuus toistaa fragmentti tai itse koe, mikä antaa meille mahdollisuuden todeta kokeiden tuloksia, muuttaa parametrien arvoja (esim. fysikaalisia määriä) riittävästi kokeen olosuhteisiin, suorittaa kokeen hypoteesin muotoilu, sen todentaminen, muokata tutkittavaa tilannetta tulosten mukaan kokeesta, ennustaa tutkimuksen tulokset;

vetovoima erilaisia ​​tyyppejä toimintoja, jotka on suunniteltu saaneiden opiskelijoiden aktiiviseen asemaan tarpeeksi tasoa tietoa aiheesta, jotta he voivat itsenäisesti ajatella, väittää, järkeillä, jotka ovat oppineet oppimaan, hankkimaan itsenäisesti tarvittavat tiedot;

koulutustoiminnan organisatorisen hallinnan prosessien automatisointi ja oppimateriaalin hallitsemisen tulosten seuranta: organisatoristen ja metodologisten materiaalien tuottaminen ja jakelu, niiden lataaminen ja siirtäminen verkon kautta,.

Oppimisen virtualisointi voidaan nähdä objektiivisena prosessina, jossa siirrytään kasvokkain etäopetuksen kautta virtuaaliopetukseen, joka sisältää kokopäivä-, osa-aika-, etä- ja muun koulutuksen parhaat ominaisuudet ja jonka tulee olla riittävä nousevaan koulutukseen. Venäjän tietoyhteiskunta. Tämä prosessi, samoin kuin koulutuksen informatisointiprosessi, on objektiivinen, looginen ja johtuu useista tekijöistä:

• tietoliikenne- ja tietojärjestelmien nopea kehitys avaa uusia didaktisia mahdollisuuksia itse koulutusjärjestelmän parantamiseen;
• itse koulutusjärjestelmän sisäiset tarpeet, jotka liittyvät korkealaatuisen, edullisen, liikkuvan peruskoulutuksen tarjoamiseen suurelle väestölle.

Pedagogiikan tieteena kannalta voidaan katsoa, ​​että virtuaalisen oppimisen prosessi tapahtuu pedagogisessa järjestelmässä, jonka elementtejä ovat virtuaalisen oppimisen tavoitteet, sisältö, oppija, opetus ja teknologinen osajärjestelmä. Se on tarkoituksellista organisoitu prosessi harjoittelijoiden (opiskelijoiden) vuorovaikutus kasvattajien (opettajien), keskenään ja opetusvälineiden kanssa, eikä se ole kriittinen heidän sijainnistaan ​​tilassa ja ajassa. Tämä koko suunnittelu perustuu logistiseen ja sääntelykehykseen.

Virtuaaliopetuksen sisällön muokkaaminen, kuten mm perinteinen järjestelmä koulutus perustuu valittuun opetuksen sisällön organisointiteoriaan ja siihen liittyvät periaatteet huomioon ottaen.

Metodologiselle ympäristölle on ominaista aktiiviset oppimismenetelmät, projektimenetelmä. Itse asiassa virtuaalinen oppiminen on vastaanottavaisin sellaisille innovatiivisille menetelmille kuin aktiiviset oppimismenetelmät (aivoriihi, "yrityspelit", "tapaustutkimukset", "projekti"menetelmät jne.).

Virtuaaliopiskelija on oikeutetusti virtuaalisen koulutusprosessin päähahmo, koska hän on virtuaalisen koulutusjärjestelmän tärkein "asiakas ja asiakas". On mahdollista tunnistaa virtuaaliopiskelijan tärkeimmät erot ja edut, jotka keskittyvät seuraaviin muotoiluihin: "koulutus ilman rajoja", "koulutus läpi elämän", "koulutus halvemmalla". Toisaalta virtuaaliopiskelijalle asetetaan myös erityisiä vaatimuksia, kuten poikkeuksellista motivaatiota, kurinalaisuutta, tietokone- ja viestintälaitteiden käyttötaitoa jne. .

On selvää, että koulutus- ja valologiset ongelmat syntyvät virtuaalisen oppimisen kaikella akuutilla tasolla.

Virtuaalinen opettaja on yksilöllinen, joka toimii joko suorassa kontaktissa tai epäsuorasti tietoliikenteen kautta, ja lisäksi se voi hyvinkin olla "opettajarobotti" esimerkiksi CD-ROM-levyn muodossa.

Virtuaaliopettajan päätehtävä on johtaa kasvatuksen, kasvatuksen, kehityksen prosesseja, toisin sanoen olla pedagoginen johtaja. Virtuaalioppimisessa hänen tulee toimia seuraavissa rooleissa: koordinaattori, konsultti, kouluttaja jne.

Koulutusympäristöjen virtualisointi tarjoaa uusia tutkimattomia, todennäköisesti, ei konkreettisia ja vielä toteutumattomia mahdollisuuksia koulutukseen. Virtuaalioppimisen teknologisen järjestelmän elementtien tieteellisesti perusteltu käyttö ei mielestämme johda rakennemuutokseen, ei radikaaliin parannukseen, vaan pohjimmiltaan uuden koulutusjärjestelmän muodostumiseen.

1.2 Virtuaalilaboratorio oppimisvälineenä

Nykyaikaisen tietotekniikan käyttö koulutuksessa ei ole enää innovaatio, vaan todellisuutta tänään koko sivistyneelle maailmalle. Tällä hetkellä ICT on tullut vahvasti koulutukseen. Niiden avulla voit muuttaa koulutusprosessin laatua, tehdä oppitunnista modernin, mielenkiintoisen, tehokkaan.

Virtuaaliset välineet ovat oppimisen välineitä tai työkaluja luokkahuoneessa. Virtuaaliopetukseen tuodaan myös eettinen osa - tietotekniikka ei koskaan korvaa opiskelijoiden välistä yhteyttä. Se voi vain tukea heidän yhteistä uusien resurssien etsintäpotentiaalia ja soveltuu käytettäväksi erilaisissa oppimistilanteissa, joissa opiskelijat ainetta opiskellessaan osallistuvat vuoropuheluun opiskeltavasta materiaalista vertaisten ja opettajien kanssa.

Virtuaaliteknologiat - tapa valmistaa tietoa, mukaan lukien visuaalinen, moniohjelmointi erilaisia ​​tilanteita.

Oppituntia pidettäessä virtuaalisin keinoin noudatetaan didaktiikan perusperiaatetta - näkyvyyttä, joka varmistaa opiskelijoiden materiaalin optimaalisen omaksumisen, lisää emotionaalista havaintoa ja kehittää kaikenlaista ajattelua opiskelijoiden keskuudessa.

Virtuaaliset oppimistyökalut ovat yksi edistyneimmistä työkaluista, joita käytetään luokassa oppimiseen.

Laboratoriotyön virtuaalinen esitys on sarja eläviä, mieleenpainuvia kuvia, liikettä - kaiken tämän avulla voit nähdä sen, mikä on vaikea kuvitella, havainnoida käynnissä olevaa ilmiötä, kokemusta. Tällaisen oppitunnin avulla voit vastaanottaa tietoa useissa muodoissa kerralla, joten opettajalla on mahdollisuus lisätä emotionaalista vaikutusta opiskelijaan. Yksi tällaisen oppitunnin ilmeisistä eduista on lisääntynyt näkyvyys. Muistakaamme kuuluisa lause K.D. Ushinsky: ”Lasten luonto vaatii selvästi näkyvyyttä. Opeta lapselle viisi hänelle tuntematonta sanaa, niin hän kärsii pitkään ja turhaan niistä; mutta yhdistä kaksikymmentä tällaista sanaa kuviin - ja lapsi oppii ne lennossa. Selität lapselle hyvin yksinkertaisen ajatuksen, mutta hän ei ymmärrä sinua; selität monimutkaisen kuvan samalle lapselle, ja hän ymmärtää sinut nopeasti ... Jos tulet luokkaan, josta on vaikea saada sanaa (emmekä voi etsiä sellaisia ​​​​luokkia), aloita kuvien näyttäminen ja luokka puhua, ja mikä tärkeintä, puhuu

vapaasti…"

Kokeellisesti on myös todettu, että kun materiaali esitetään suullisesti, opiskelija havaitsee ja pystyy käsittelemään jopa 1000 tavanomaista informaatioyksikköä minuutissa ja näköelinten yhteydessä jopa 100 000 tällaista yksikköä.

Virtuaalityökalujen käyttö luokkahuoneessa on voimakas kannustin oppimiseen. Yksi virtuaalisista työkaluista on virtuaalilaboratoriot, joilla on suuri rooli koulutusprosessissa. Ne eivät korvaa opettajaa ja fysiikan oppikirjoja, vaan luovat nykyaikaisia, uusia mahdollisuuksia materiaalin hallintaan: näkyvyys lisääntyy, mahdollisuudet oppilaitoksessa vaikeasti tai mahdottomaksi toteutettavien kokeiden demonstrointiin laajenevat.

Virtuaalilaboratorio on interaktiivinen ohjelmistomoduuli, joka on suunniteltu toteuttamaan siirtymistä digitaalisten lähteiden informaatio- ja havainnollistamisesta instrumentaalisen toiminnan ja haun toimintoon, koska se edistää kriittisen ajattelun kehittymistä sekä käytännön taitojen ja kykyjen kehittämistä. saatujen tietojen käyttöä.

Laboratoriotöiden luokittelu, joka perustuu käyttötapaan:

laatu- ilmiö tai kokemus, joka on yleensä vaikea tai mahdoton oppilaitoksen olosuhteissa, toistetaan ruudulla käyttäjän ohjaamana;

puolikvantitatiivinen- kokemusta simuloidaan virtuaalisessa laboratoriossa ja yksittäisten ominaisuuksien realistinen muutos (esimerkiksi reostaatin liukukappaleen asento sähköpiirissä) aiheuttaa muutoksia asennuksen, piirin, laitteen toiminnassa;

määrällinen(parametrinen) - mallissa numeerisesti asettaa parametrit muuttaa niistä riippuvia ominaisuuksia tai malliilmiöitä.

Hankkeen puitteissa on tarkoitus luoda kaikkia kolmea tyyppiä olevia teoksia, mutta pääpaino on realistisissa puolikvantitatiivisissa laboratoriotöissä, jotka varmistavat niiden soveltamisen korkean pedagogisen tehokkuuden. Ehdotetun lähestymistavan olennainen piirre on kyky harjoitella kokeellisen työn taitoja realistisissa semikvantitatiivisissa malleissa. Lisäksi ne toteuttavat kokeiden ja saatujen arvojen vaihtelevuutta, mikä tehostaa työpajan käyttöä verkkotyössä tietokoneluokassa.

Suunnitellun kehityksen erityispiirteenä tulisi olla virtuaalilaboratorioiden kokeiden korkea realistisuus, maailman fysikaalisten lakien ja kokeiden ja ilmiöiden olemuksen toistotarkkuus sekä ainutlaatuisen korkea interaktiivisuus. Toisin kuin toteutetussa virtuaalisessa laboratoriotyössä, jossa harjoitellaan niitä taitoja ja kykyjä, joita ei harjoiteta todellisessa työssä, realistisia puolikvantitatiivisia malleja luotaessa painotetaan kokeellisen työtaidon muodostumista, mikä on olennaista ja sopiva. Lisäksi tällaisissa töissä toteutuu kokeiden suorittamisen ja saatujen arvojen suuri vaihtelu, mikä lisää laboratoriopajan käytön tehokkuutta verkkotyössä tietokoneluokassa.

Puolikvantitatiivisen mallin (implisiittisellä matemaattisella pohjalla) tutkiminen on ei-triviaali tehtävä, joka sisältää monenlaisia ​​taitoja: kokeilun suunnittelua, järkevimpien hypoteesien esittämistä tai valintaa ilmiöiden, ominaisuuksien, parametrien suhteesta, johtopäätösten tekeminen kokeellisen aineiston perusteella, tehtävien muotoilu. Erityisen tärkeää ja tarkoituksenmukaista on kyky osoittaa tieteellisten mallien sovellettavuuden rajat (alue, olosuhteet), mukaan lukien sen tutkiminen, mitkä todellisen ilmiön aspektit tietokonemalli toistaa onnistuneesti ja mitkä jäävät simuloidun ulottuvuuden ulkopuolelle.

Virtuaalilaboratoriotöiden oppituntikäyttöä suhteessa todellisiin voi olla monenlaista:

• esittely (ennen todellista työtä) käyttö: näytä edestä, suurelta näyttöruudulta tai multimediaprojektorin kautta todellisen työn toimintosarja; realistiset laadulliset ja puolikvantitatiiviset mallit ovat edullisia;
• yleistävä (todellisen työn jälkeen) käyttö: frontaalinen (esittely, kysymysten selvennys, johtopäätösten muotoilu ja pohditun lujittaminen) tai yksilöllinen (kokeilujen matemaattinen puoli, kaavioiden ja digitaalisten arvojen analyysi, mallin tutkiminen keinona Todellisuuden heijastamisesta ja esittämisestä; kvantitatiiviset, parametriset mallit ovat suositeltavia).
• kokeellinen (todellisen työn sijaan) käyttö: yksittäinen (pienryhmissä) tehtävien suorittaminen virtuaalilaboratoriossa ilman todellista työtä, tietokonekokeilu. Se voidaan suorittaa sekä realistisilla puolikvantitatiivisilla 3D-malleilla että parametrisilla malleilla.

Odotetut tulokset virtuaalilaboratorion käyttöönotosta virtuaalisena oppimisvälineenä:

• korkean realismin ja implisiittisen matemaattisen pohjan työpajojen luominen ja toteuttaminen, joka on opiskelijatutkimuksen kohteena, tulee olemaan yksi kriittisen ajattelun ja itsenäisyyden kehittämisen perusteista;
• käytännön harjoittelun tehokkuus lisääntyy todellisen ja virtuaalisen työn optimaalisen yhdistelmän ansiosta;
• Kiinnostuksen kasvua oppimisprosessia kohtaan ennustetaan niiden opiskelijaryhmien keskuudessa, jotka eivät menesty hyvin tavanomaisessa opetusjärjestelmässä.

1.3 Virtuaalilaboratorion kehittämisen periaatteet ja vaatimukset

Koska laboratoriotyötä tehdessään suuri osa ajasta kuluu asennuksen kanssa työskentelyn ymmärtämiseen, virtuaalilaboratorion lataamalla opiskelijalla on mahdollisuus valmistautua etukäteen, hallittuaan laitteet, tutkittuaan sen toimintaa eri tilat. Hän saa mahdollisuuden testata tietojaan käytännössä, seurata käynnissä olevaa toimintaa, analysoida tehdyn työn tulosta.

Virtuaalioppimisteknologian käyttö mahdollistaa todellisen laitteen käyttöliittymän täydellisen toistamisen virtuaalimallin muodossa, samalla kun sen kaikki toiminnallisuus säilyy. Opiskelija pyörittää tietokoneella virtuaalista laboratoriota, mikä säästää merkittävästi aikaa käytännön tunneilla. Lisäksi emulaattoria kehitettäessä käytetään laitemalleja, jotka toimivat samoilla periaatteilla kuin todelliset. Niiden parametreja ja toimintaperiaatetta voidaan helposti muuttaa tarkkailemalla kuinka tämä vaikuttaa mittaustuloksiin. Virtuaalilaboratorioiden käytön tuloksena saamme opiskelijoille laadukasta koulutusta laboratoriotyön tekemiseen ja työskentelyyn laitteilla, mikä mahdollistaa fysikaalisten ilmiöiden syvällisen tutkimisen, tehtävän työn visuaalisen esityksen.

Ohjelmistopaketin "Virtual Laboratory in Physics" on täytettävä useita vaatimuksia:

1. Järjestelmän vähimmäisvaatimukset, joiden avulla voit käyttää tuotetta missä tahansa tietokoneessa. On huomattava, että kaikilla oppilaitoksilla ei ole varaa uusimman sukupolven tietokoneisiin.
2. Käytön helppous ja saatavuus. Ohjelmistopaketti on suunniteltu opiskelijoiden keskimmäiselle lenkin (luokat 8-9), joten on lähdettävä opiskelijoiden kehityksen yksilöllisistä psykologisista ominaisuuksista.
3. Jokaisessa virtuaalilaboratoriossa tulee olla kuvaus ja toteutusohjeet, joiden avulla opiskelijat selviävät työstä ilman suurta vaivaa.
4. Virtuaalilaboratorioita tehdään oppimateriaalin hallinnassa.
5. Teoksen visualisointi, jonka avulla voit seurata käynnissä olevia toimia. Muutamalla joitain järjestelmän parametreja opiskelija näkee kuinka muut muuttuvat.

• Ohjelmakompleksin "Virtual Laboratory in Physics" yleinen rakenne.

Ohjelmistopaketin "Virtual Laboratory in Physics" toteuttamiseksi päätettiin käyttää neljää päälohkoa:

1. Virtuaalilaboratoriot.
2. Ohjeita.
3. Tietoja kehittäjästä.

Ensimmäinen lohko "Tietoa virtuaalilaboratoriosta" sisältää perustietoa virtuaalilaboratorion hyödyistä, periaatteista ja toivotuista tuloksista. Lisäksi kerrotaan virtuaaliteosten erityispiirteet suhteessa todellisiin teoksiin.

Toinen lohko "Virtual Laboratories" on tarkoitus jakaa useisiin alalohkoihin fysiikan osioiden mukaisesti. Tämän jaon avulla opiskelija löytää nopeasti ja helposti oikean työn ja alkaa tehdä sitä ja säästää aikaa. Lohko sisältää sähköpiirin kokoamiseen liittyviä tehtäviä sekä lämpö- ja mekaanisten ilmiöiden käsittelyä.

Kolmas lohko "Ohjeet" on virtuaalisen laboratoriotyön kuvaus ja suorittaminen sekä lyhyt opastus niiden toteuttamiseen. Tässä osiossa on myös ilmoitettava ikäluokka, jolle kehitetty ohjelmistopaketti on suunniteltu. Siten opiskelija, jolla ei tähän mennessä ollut aavistustakaan virtuaalilaboratorioista, voi helposti ja nopeasti aloittaa niiden toteuttamisen.

2 Ohjelmakokonaisuuden "Virtual Laboratory in Physics" käytännön toteutus

• Työkalujen valinta virtuaalisen laboratorion luomiseen

Virtuaalilaboratorion yleisen rakenteen, periaatteiden ja vaatimusten analyysin perusteella uskomme, että projektin toteutusmallina tulisi olla yhdelle tietokoneelle isännöity henkilökohtainen web-sivusto, jota voi tarkastella selaimella.

Ennen meitä, kuten ennen Web-sivuston kehittäjiä, heräsi kysymys, millä työkaluilla voidaan suorittaa tehtävä nopeasti ja tehokkaasti. Tällä hetkellä Web-sivustoja luovat kahden tyyppiset editorit. Nämä ovat editoreja, jotka toimivat suoraan koodin kanssa, ja visuaalisia editoijia. Molemmilla tekniikoilla on hyvät ja huonot puolensa. Kun luot Web-sivustoja koodieditoreilla, kehittäjän on osattava HTML-kieli. Visuaalisen editorin työskentely on melko yksinkertaista ja muistuttaa asiakirjan luomisprosessia Microsoft Wordissa.

Katsotaanpa joitain nykyään olemassa olevia verkkoeditoreja.

Muistio on helpoin työkalu verkkosivujen luomiseen, mutta Notepadin käyttäminen edellyttää HTML (Hypertext Markup Language) -kielen tuntemusta ja hyvää Web-sivujen rakenteen ymmärtämistä. Ammatillinen tietämys on toivottavaa, mikä mahdollistaa Web-sivustojen luomisen Active X-, Flash-tekniikoilla niin vaatimattomilla keinoilla.

Ne, jotka haluavat kirjoittaa HTML-koodia käsin, mutta joilla ei ole Notepadin ja vastaavien ohjelmien toimivuutta, valitsevat ohjelman nimeltä TextPad. Tämä ohjelma on itse asiassa hyvin samanlainen kuin Notepad, mutta kehittäjät ovat erityisesti tarjonneet joitain mukavuuksia HTML-koodin kirjoittamiseen (sekä Java, C, C ++, Perl ja jotkut muut). Tämä ilmenee siinä, että HTML-dokumenttia kirjoitettaessa kaikki tunnisteet korostetaan automaattisesti sinisellä, niiden attribuutit ovat tummansinisiä ja attribuuttiarvot ovat vihreitä (värejä voidaan säätää oma tahto, aivan kuten fontti). Tämä korostusominaisuus on hyödyllinen siinä mielessä, että jos tunnisteen nimessä tai sen attribuutissa tapahtuu vahingossa virhe, ohjelma ilmoittaa siitä välittömästi.

Voit myös käyttää visuaalisia muokkausohjelmia verkkoresurssien luomiseen. Puhumme niin sanotuista WYSIWYG-editoreista. Nimi tulee lauseesta "What You See Is What You Get" - mitä näet, sitä saat. WYSIWYG-editorien avulla voit luoda verkkosivustoja ja verkkosivuja myös käyttäjille, jotka eivät tunne Hypertext Markup Language (HTML) -kieltä.

Macromedia Dreamweaver on ammattimainen HTML-editori monimutkaisten sivustojen ja Internet-sivujen visuaaliseen luomiseen ja hallintaan. Dreamweaver sisältää monia työkaluja ja työkaluja ammattimaisen sivuston muokkaamiseen ja luomiseen: HTML, CSS, javascript, javascript-debuggeri, koodieditorit (koodinkatseluohjelma ja koodin tarkastaja), joiden avulla voit muokata javascriptiä, XML-tiedostoja ja muita Dreamweaverin tukemia tekstidokumentteja. . Roundtrip HTML -tekniikka tuo HTML-asiakirjoja ilman koodin uudelleenmuotoilua ja mahdollistaa Dreamweaverin konfiguroinnin "siivoamaan" ja muotoilemaan HTML-koodi uudelleen kehittäjän toiveiden mukaan.

Dreamweaverin visuaalisen muokkauskyvyn avulla voit myös nopeasti luoda tai suunnitella projektin uudelleen ilman koodin kirjoittamista. On mahdollista tarkastella kaikkia keskitettyjä elementtejä ja "vetää" ne kätevästä paneelista suoraan asiakirjaan. Kaikki Dreamweaverin ominaisuudet voidaan määrittää itsenäisesti käyttämällä tarvittavaa kirjallisuutta.

Virtuaalilaboratorion luomiseen käytimme FrontPage-ympäristöä. Joidenkin maailmanlaajuisen Internetin lähteiden mukaan jopa 50 prosenttia kaikista sivuista ja Web-sivustoista, mukaan lukien suuret projektit, luodaan Microsoft FrontPagen avulla. Ja IVY:n alueella on täysin mahdollista, että tämä luku saavuttaa 80-90 prosenttia.

FrontPagen edut muihin editoreihin verrattuna ovat ilmeisiä:

• FrontPagella on vahva verkkotuki. On olemassa monia Web-sivustoja, uutisryhmiä ja konferensseja, jotka on suunnattu FrontPagen käyttäjille. FrontPagella on myös monia maksullisia ja ilmaisia ​​laajennuksia (laajennuksia), jotka laajentavat sen ominaisuuksia. Esimerkiksi Uleadin tähän mennessä parhaat grafiikan optimoijat Ulead SmartSaver ja Ulead SmartSaver Pro ovat lisäosia Photoshopin lisäksi myös FrontPagessa. Lisäksi kokonainen toimiala yrityksiä kehittää ja julkaisee FrontPage-teemoja;
• FrontPage-käyttöliittymä on hyvin samanlainen kuin Microsoft Office -tuotepaketin sisältämien ohjelmien käyttöliittymä, mikä tekee sen oppimisesta helppoa. Lisäksi Microsoft Officen ohjelmien välillä on täydellinen integraatio, jonka avulla voit käyttää muissa FrontPagen sovelluksissa luotuja tietoja.

FrontPage-ohjelman ansiosta ammattiohjelmoijat eivät voi luoda Web-sivuja, vaan myös käyttäjät, jotka haluavat Web-sivuston henkilökohtaisiin tarkoituksiin, koska useimmat kirjoittajat uskovat, ettei tarvitse ohjelmoida HTML-koodeja ja tuntea HTML-editoreja.

HTML-koodeja käyttäviä Web-sivuja luovien kehittäjien tärkeimmät väitteet FrontPagelle juontuvat siihen, että joissakin tapauksissa se kirjoittaa oletuksena ylimääräistä koodia. Pienille Web-sivustoille tämä ei ole kriittinen. Lisäksi FrontPage antaa kehittäjälle mahdollisuuden työskennellä myös HTML-koodin kanssa.

• "Virtual Physics Laboratory" -kuoriohjelman suunnitteluvaiheet ja rakenne

Suunnittelu on yksi tärkeimmistä ja monimutkaisimmista kehitysvaiheista, josta riippuvat jatkotyön tehokkuus ja lopputulos.

Valtava kannustin pedagogisen suunnittelun kehityksessä oli tietotekniikan leviäminen. Koulutukseen tulon myötä opetusmetodologia alkoi muuttua teknologisoitumisen suuntaan. Koulutuksen tietotekniikka on ilmestynyt.

Pedagoginen suunnittelu on toimintaa, jolla pyritään kehittämään ja toteuttamaan koulutusprojekteja, jotka ymmärretään muodollisiksi innovatiivisten ideoiden kokonaisuuksiksi koulutuksessa, sosiopedagogisessa liikkeessä, koulutusjärjestelmissä ja instituutioissa, pedagogiset tekniikat(Bezrukova V.S.).

Pedagogisten järjestelmien, prosessien tai tilanteiden suunnittelu on monimutkaista monivaiheista toimintaa. Se toteutetaan sarjana peräkkäisiä vaiheita, jotka tuovat tulevan toiminnan kehittämistä lähemmäksi yleisideasta tarkasti kuvattuihin konkreettisiin toimiin.

2.2.1 Ohjelmakokonaisuuden "Virtual Laboratory in Physics" rakenne

"Virtual Laboratory in Physics" -ohjelman suunnittelu tapahtui seuraavissa vaiheissa:

• tietoisuus tarpeesta luoda tuote;
• "Virtuaalifysiikan laboratorio" -ohjelman kehittäminen;
• valvontajärjestelmän analyysi tieto- ja viestintätekniikan avulla;
• lämpö- ja mekaanisten ilmiöiden laboratorioiden valinta valmiista pohjasta sekä laboratorion luominen sähköpiirin kokoamista varten;
• lyhyt kuvaus kunkin virtuaalilaboratorion teknisistä valmiuksista, sen tarkoituksesta, toiminnan säännöistä, toteutusjärjestyksestä;
• menetelmän kehittäminen "Virtuaalifysiikan laboratorio" -ohjelman soveltamista varten.

Käsiteltyjen vaiheiden perusteella kehitettiin ohjelmistopaketin "Virtual Laboratory in Physics" rakenne (kuva 1).

Kuva 1 - Ohjelmistopaketin rakenne

"Virtuaalifysiikan laboratorio"

Shell-ohjelman rakenne sisältää ohjelmanhallinnan ytimen "Virtual Physics Laboratory". Ohjausydin on ohjelman aloitussivu. Lohko on tarkoitettu navigointiin kehitetyn ohjelman läpi virtuaalisten laboratorioiden valintaa ja esittelyä varten, ja sen avulla voit siirtyä mihin tahansa muuhun lohkoon. Tarjoaa nopean pääsyn seuraaviin osioihin:

• "Tietoa virtuaalilaboratoriosta";
• "Virtuaalilaboratoriot";
• "Tietoja kehittäjästä";

Osio "Tietoa virtuaalilaboratoriosta" sisältää teoreettisia näkökohtia, jotka auttavat ymmärtämään virtuaalisten oppimistyökalujen roolia koulutusprosessissa.

"Virtuaaliset laboratoriot" -osio sisältää suoraan itse laboratoriotyöt kahdella alueella: lämpö- ja mekaaniset ilmiöt sekä "Sähköpiirin kokoonpano" -alaosion. Lämpö- ja mekaaniset ilmiöt sisältävät alkeellisimmat ja merkittävimmät laboratoriotyöt, ja sähköpiirin kokoonpano mahdollistaa piirin kokoamisen tehtävän ja fysiikan lakien mukaisesti.

Osio "Tietoja kehittäjästä" sisältää perustiedot tekijästä ja kuoriohjelman toteutuksen odotetuista tuloksista nykyaikaisessa koulutusprosessissa.

2.2.2 Virtuaalilaboratorion rakenne

Sivustolla on 13 sivua ja, mukaan lukien muut saatavilla olevat asiakirjat, yhteensä 107 tiedostoa.

Luettelo luodun web-sivuston sivuista näkyy kuvassa 2.

Kuva 2 - Luettelo luodun web-sivuston sivuista.

Kuvat-kansio sisältää ohjelmistopaketin kehittämisessä käytetyt kuvat (kuva 3).

Kuva 3 - Käytetyt kuvat

js-kansio sisältää joukon koodeja, jotka ovat välttämättömiä ohjelmistopaketin toiminnalle (kuva 4). Joten esimerkiksi data.js-tiedosto sisältää koodin, joka kirjoittaa ikkunan, jossa on tehtäviä sähköpiirin kokoamista varten.

Kuva 4 - js-kansion osat

Kuvassa 5 on esitetty virtuaalilaboratorion rakenne fysiikan osioissa.

Kuva 5 - Virtuaalilaboratorion rakenne fysiikan osa-alueittain

Jokainen solmusivu tässä kaaviossa on esitetty suorakulmiolla. Näitä suorakulmioita yhdistävät viivat symboloivat sivujen keskinäistä alisteisuutta.

Alla on kuvaus virtuaalisen laboratorion päälohkoista.

"Virtual Physics Laboratory" -kääreohjelman ohjausydin on esitetty index.html-sivulla. Se on rakennettu siten, että käyttäjä voi vaihtaa sen avulla kaikkiin muihin ohjelman lohkoihin. Toisin sanoen ohjausydin tarjoaa pääsyn tieto-apuun, pääsyn virtuaalisiin laboratoriotöihin ja demonstraatioihin, pääsyn tekijään ja odotettavissa oleviin kehitystuloksiin liittyviin tietoihin. "Virtual Physics Laboratory" -ohjelman ohjausytimen kehittämisessä käytettiin myös kehyksiä, taustaasetuksia ja tekstin muotoilua.

"Virtual Physics Laboratory" -kääreohjelman tietolohkoa edustaa Info.html-sivu. Lohkon tarkoituksena on antaa lyhyttä yleistietoa virtuaalilaboratoriosta, sen roolista nykyaikaisessa koulutuksessa sekä tärkeimmistä eduista.

• Ohjelmistopaketin "Virtual Laboratory in Physics" kehittäminen

Ohjelmistopaketin "Virtual Laboratory for Physics" kehitys alkaa web-sivuston luomisella, jonka rakenne on rakennettu aiemmin käsiteltyjen lohkojen pohjalta (kuva 3). Kuvassa 6 on esitetty ohjelmistopaketin "Virtual Laboratory in Physics" rakenne. Jokainen solmusivu tässä kaaviossa on esitetty suorakulmiolla. Näitä suorakulmioita yhdistävät viivat symboloivat sivujen keskinäistä alisteisuutta.

Kuva 6 - Ohjelmistopaketin rakenne

"Fysiikan virtuaalilaboratorio".

Ohjelmistopaketin hallinnan ydin on esitetty index.htm-sivulla. Se on rakennettu niin, että käyttäjä voi siirtyä sen avulla kaikkiin muihin ohjelmistopaketin lohkoihin. Toisin sanoen ohjausydin tarjoaa pääsyn ohjelmaa koskeviin tietoihin, pääsyn virtuaaliseen työhön, metodologisiin suosituksiin sekä pääsyn tietoihin Virtual Physics Laboratory -ohjelmistopaketin kehittäjästä.

Virtual Physics Laboratory -ohjelmistopaketin ohjausytimen kehittämisessä käytettiin myös kehyksiä, taustaasetuksia ja tekstin muotoilua.

Sivujen välinen linkkimalli asetetaan painikkeilla ja hyperlinkeillä. Hyperlinkkien avulla voit nopeasti navigoida halutulle sivulle ja myös järjestää verkkopahan sivujen välistä yhteyttä, mikä määrittää sen eheyden. Kuva 7 esittää hyperlinkkipuuta. Tällainen haarojen paljastaminen hyperlinkkijärjestelmässä antaa sinun mallintaa visuaalisesti sivuston logiikan avaamatta itse verkkosivuja.

Kuva 7 - Solmun hyperlinkkien kaavio

• Luodun ohjelmistokompleksin "Virtual Physics Laboratory" esittely

2.4.1 Ohjelmistopaketin kehittäminen virtuaalisen laboratorion luomista varten

Ohjelmistopaketin kehittäminen virtuaalisen laboratorion luomiseksi tapahtui seuraavissa vaiheissa:

• koulutusjärjestelmän virtuaalisten laboratorioiden analysointi ja tietoisuus tarpeesta luoda tuote;
• kuoriohjelman "Virtual Physics Laboratory" kehittäminen;
• virtuaalisen laboratoriosuunnitelman kehittäminen;
• lyhyt kuvaus laboratorion teknisistä valmiuksista, niiden tarkoituksesta;
• fysiikan virtuaalisten laboratorioiden didaktisten mahdollisuuksien kuvaus;
• menetelmän kehittäminen shell-ohjelman "Virtual Physics Laboratory" käyttöä varten.

Virtuaalilaboratorion kuoriohjelman aloitussivu on esitetty kuvassa 8. Sen avulla käyttäjä voi siirtyä mihin tahansa esitetyistä osioista.

Kuva 8 - Aloitussivu

Tarkasteltavassa ohjelmistopaketissa on neljä navigointipainiketta:

• tiedot virtuaalilaboratoriosta;
• virtuaaliset laboratoriot;
• suuntaviivat;
• kehittäjästä.

Tietoja virtuaalilaboratoriosta.

Osio "Tietoa virtuaalilaboratoriosta" sisältää tärkeimmät teoreettiset näkökohdat, kertoo virtuaalilaboratorion tärkeimmistä eduista, kehittämisen toteutuksen toivotuista tuloksista ja on esitetty kuvassa 9.

Kuva 9 - Tietoja virtuaalilaboratoriosta

Osio "Tietoa virtuaalilaboratoriosta" kertoo visuaalisen fysiikan eduista eli mahdollisuudesta demonstroida fysikaalisia ilmiöitä laajemmasta näkökulmasta ja niiden kattavasta tutkimuksesta. Jokainen työ kattaa suuren määrän oppimateriaalia, myös fysiikan eri aloilta. Tämä tarjoaa runsaasti mahdollisuuksia tieteidenvälisten yhteyksien lujittamiseen, teoreettisen tiedon yleistämiseen ja systematisointiin.

Vuorovaikutteista fysiikan työskentelyä tulee tehdä luokkahuoneessa työpajan muodossa uutta materiaalia selostettaessa tai tietyn aiheen opiskelua suoritettaessa. Toinen vaihtoehto on tehdä työtä kouluajan ulkopuolella, valinnaisilla, yksilöllisillä tunneilla. Virtuaalifysiikka on uusi ainutlaatuinen suunta koulutusjärjestelmässä. Ei ole mikään salaisuus, että 90 % tiedosta tulee aivoihimme näköhermon kautta. Ja ei ole yllättävää, että ennen kuin ihminen itse näkee, hän ei pysty ymmärtämään selvästi tiettyjen fyysisten ilmiöiden luonnetta. Siksi oppimisprosessia on tuettava visuaalisilla materiaaleilla. Ja se on vain ihanaa, kun et voi nähdä vain staattista kuvaa, joka kuvaa jotakin fyysistä ilmiötä, vaan myös katsoa tätä ilmiötä liikkeessä.

"Virtuaalilaboratoriot" -osio sisältää kolme pääalaosaa: sähköpiirit, mekaaniset ja lämpöilmiöt, joista jokainen sisältää suoraan itse virtuaalilaboratoriot. Tämä osa näkyy kuvassa 10.

Kuva 10 - Virtuaalilaboratoriot

Osa "Sähköpiirit" sisältää kolme tehtävää, joiden tarkoituksena on koota sähköpiiri esitettyjen työnkuvausten mukaisesti.

Mekaanisiin ja lämpöilmiöihin kuuluu neljä laboratoriota, jotka kattavat laajan tietojoukon.

2.4.2 Elementtien valinta valmiista tietokannoista virtuaalisen fysiikan laboratorion luomiseksi

Tällä hetkellä virtuaalisen fysiikan laboratoriossa on paljon valmiita elementtejä yksinkertaisimmista asennuksista vakavampiin asennuksiin. Harkittuaan erilaisia ​​lähteitä, sivustoja, päätettiin käyttää materiaalia virtuaalilaboratorioiden sivustolta - http://www.virtulab.net, koska täällä ei ole vain materiaalia, vaan myös fysiikan ja muiden aineiden laboratorioita. täydellisemmällä ja alkuperäisemmällä tavalla. Toisin sanoen haluan huomauttaa, että tämä sivusto kattaa laajan tietämyksen ja materiaalin.

Jokainen teos sisältää suuren määrän opetusmateriaalia. Tämä tarjoaa runsaasti mahdollisuuksia tieteidenvälisten yhteyksien lujittamiseen, teoreettisen tiedon yleistämiseen ja systematisointiin.

Virtuaalifysiikka on uusi ainutlaatuinen suunta koulutusjärjestelmässä. Ei ole mikään salaisuus, että 90 % tiedosta tulee aivoihimme näköhermon kautta. Ja ei ole yllättävää, että ennen kuin ihminen itse näkee, hän ei pysty ymmärtämään selvästi tiettyjen fyysisten ilmiöiden luonnetta. Siksi oppimisprosessia on tuettava visuaalisilla materiaaleilla. Ja se on vain ihanaa, kun et voi nähdä vain staattista kuvaa, joka kuvaa jotakin fyysistä ilmiötä, vaan myös katsoa tätä ilmiötä liikkeessä.

Joten esimerkiksi haluat selittää mekaniikkaa? Ole hyvä ja tässä on animaatioita, jotka esittävät Newtonin toista lakia, liikemäärän säilymislakia kappaleiden törmäyksen aikana, kappaleiden liikettä ympyrässä painovoiman ja kimmoisuuden vaikutuksesta jne.

Käytyään läpi ja analysoituaan sivuston www. Virtulab.net kääreohjelman luomiseksi päätettiin ottaa kaksi fysiikan pääkohtaa: lämpö- ja mekaaniset ilmiöt.

Virtuaalilaboratorio "Sähköpiirit" sisältää seuraavat tehtävät:

• koota piiri rinnakkaisliitännällä;
• koota piiri sarjaliitännällä;
• koota piiri laitteilla.

Virtuaalilaboratorio "Lämpöilmiöt" sisältää seuraavat laboratoriotyöt:

• ihanteellisen Carnot-lämpömoottorin tutkimus;
• jään sulamislämpötilan määrittäminen;
• nelitahtisen moottorin toiminta, Otto-syklin animaatio;
• metallien molaaristen lämpökapasiteettien vertailu.

Virtuaalilaboratorio "Mekaaniset ilmiöt" sisältää seuraavat laboratoriotyöt:

• pitkän kantaman ase;
• Newtonin toisen lain tutkimus;
• liikemäärän säilymislain tutkimus kappaleiden törmäyksessä;

vapaan ja pakotetun värähtelyn tutkimus.

2.4.3 "Mekaaniset ilmiöt" -osion virtuaalilaboratorioiden kuvaus

Laboratoriotyö nro 1 "Pitkän kantaman ase". Virtuaalinen laboratoriotyö "Pitkän kantaman ase" on esitetty kuvassa 11. Asetettuaan aseen alkutiedot simuloimme laukausta ja vetämällä pystysuoraa punaista viivaa kursorilla määritämme nopeuden valitussa pisteessä. lentorata.

Kuva 11 - Virtuaalilaboratorio

"Pitkän kantaman ase"

Alkutietoikkunassa asetetaan ammuksen alkunopeus sekä kulma horisonttiin, jonka jälkeen voimme aloittaa ampumisen ja analysoida tulosta.

Laboratoriotyö nro 2 "Newtonin toisen lain tutkiminen." Virtuaalinen laboratoriotyö "Newtonin toisen lain tutkiminen" on esitetty kuvassa 12. Tämän työn tarkoituksena on esittää Newtonin peruslaki, jonka mukaan kappaleen siihen kohdistuvan iskun seurauksena saama kiihtyvyys on suoraan verrannollinen tämän törmäyksen voimien voima tai resultantti ja kääntäen verrannollinen kehon massaan.

Kuva 13 - Virtuaalilaboratorio

"Newtonin toisen lain tutkiminen"

Tätä laboratoriotyötä tehdessä muuttamalla parametreja (vastapainon korkeus, kuormien massa) havaitaan kehon saavuttaman kiihtyvyyden muutosta.

Laboratoriotyö nro 3 "Vapaan ja pakkovärähtelyn tutkimus." Virtuaalinen laboratoriotyö "Vapaiden ja pakotettujen värähtelyjen tutkimus" on esitetty kuvassa 14. Tässä työssä tutkimme kappaleiden värähtelyjä ulkoisten jaksollisesti muuttuvien voimien vaikutuksesta.

Kuva 14 - Virtuaalilaboratorio

"Vapaan ja pakotetun värähtelyn tutkimus"

Riippuen siitä, mitä haluamme saada, värähtelyjärjestelmän amplitudista tai amplitudi-taajuusominaisuudesta, valitsemalla yhden parametreista ja asettamalla kaikki järjestelmän parametrit, voimme aloittaa työskentelyn.

Laboratoriotyö nro 4 "Opiskelumäärän säilymislain tutkiminen kappaleiden törmäyksessä." Virtuaalinen laboratoriotyö "Momentin säilymislain tutkiminen kappaleiden törmäyksessä" on esitetty kuvassa 15. Liikemäärän säilymislaki täyttyy suljetuissa järjestelmissä, eli sellaisissa, jotka sisältävät kaikki vuorovaikutuksessa olevat kappaleet, joten ulkoisia voimia ei ole vaikuttaa mihin tahansa järjestelmän runkoon. Useita fyysisiä ongelmia ratkaistaessa kuitenkin käy ilmi, että liikemäärä voi pysyä vakiona myös ei-suljetuissa järjestelmissä. Totta, tässä tapauksessa liikemäärä säilyy vain suunnilleen.

Kuva 15 - Virtuaalilaboratorio

"Momentumin säilymislain tutkiminen kappaleiden törmäyksessä"

Asettamalla järjestelmän alkuparametrit (luotimassa, tangon pituus, sylinterin massa) ja painamalla käynnistyspainiketta, näemme työn tulokset. Valitsemalla erilaisia ​​alkuarvoja voimme nähdä kuinka laboratoriotyön käyttäytyminen ja tulokset muuttuvat.

2.4.4 "Lämpöilmiöt" -osion virtuaalisten laboratorioiden kuvaus

Laboratoriotyö nro 1 "Ihanteellisen Carnot-lämpömoottorin tutkiminen." Virtuaalinen laboratoriotyö "Ideaalisen Carnot-lämpömoottorin tutkiminen" on esitetty kuvassa 16.

Kuva 16 - Virtuaalilaboratorio

"Tutkimus ihanteellisesta Carnot-lämpömoottorista"

Kun lämpökone on käynnistynyt Carnot-syklin mukaisesti, pysäytä prosessi ja ota järjestelmän lukemat "Tauko"-painikkeella. Speed-painike muuttaa lämpömoottorin nopeutta.

Laboratoriotyö nro 2 "Jääsulamislämpötilan ominaislämmön määritys." Virtuaalinen laboratoriotyö "Jään sulamislämpötilan määritys" on esitetty kuvassa 17.

Kuva 17 - Virtuaalilaboratorio

"Jään sulamislämpötilan määritys"

Jäätä voi olla kolmessa amorfisessa lajikkeessa ja 15 kiteisessä muunnelmassa. Oikeanpuoleisen kuvan vaihekaavio näyttää, missä lämpötiloissa ja paineissa jotkut näistä muutoksista ovat olemassa.

Laboratoriotyö nro 3 "Nelitahtimoottorin toiminta, Otto-syklin animaatio." Virtuaalinen laboratoriotyö "Nelitahtimoottorin toiminta, Otto-syklin animaatio" on esitetty kuvassa 18. Työ on tarkoitettu vain tiedoksi.

Kuva 18 - Virtuaalilaboratorio

"Nelitahtimoottorin toiminta, Otto Cycle Animaatio"

Neljä jaksoa tai iskua, jotka mäntä käy läpi: imu, puristus, sytytys ja kaasupäästöt - antoivat nimen nelitahtimoottorille tai Otto-moottorille.

Laboratoriotyö nro 4 "Metallien molaaristen lämpökapasiteettien vertailu." Virtuaalinen laboratoriotyö "Metallien molaaristen lämpökapasiteettien vertailu" on esitetty kuvassa 19. Valitsemalla jonkin metallin ja suorittamalla työn, saamme yksityiskohtaista tietoa sen lämpökapasiteetista.

Kuva 19 - Virtuaalilaboratorio

"Metallien molaaristen lämpökapasiteettien vertailu"

Työn tavoitteena on vertailla esitettyjen metallien lämpökapasiteettia. Työn suorittamiseksi sinun tulee valita metalli, asettaa lämpötila ja kirjata lukemat.

2.4.5 Ohjelmistopaketin "Virtual Physics Laboratory" luomismahdollisuuksien esittely

Main.html sähköpiirien kokoonpanolohko kehitettiin erikseen ja hieman eri tavalla. Tarkastellaan prosessia yksityiskohtaisemmin.

• Vaihe. Ensimmäinen askel oli prototyypin luominen käyttämällä http://gomockingbird.com/-verkkotyökalua, jonka avulla on helppo luoda, esikatsella ja jakaa sovellusmalleja. Näkymä tulevasta ikkunasta on esitetty kuvassa 20.

Kuva 20 - Ikkunan prototyyppi "Sähköpiirin kokoonpano"

Ikkunan vasempaan osioon päätettiin sijoittaa paneeli sähköelementeillä, pääpainikkeiden yläosaan (avaa, tallenna, tyhjennä, tarkista), loput varataan sähköpiirin kokoamiseen. Prototyypin suunnitteluun valitsin bootstrap-pohjan - tämä on jotain yleisiä suunnittelutyylejä, esimerkkejä löytyy täältä http://getbootstrap.com/getting-started/#examples

• Vaihe. Suunnitelman valmisteluun valitsin http://raphaeljs.com/ - yhden yksinkertaisimmista kirjastoista, jonka avulla voit rakentaa kaavioita (esimerkki http://raphaeljs.com/graffle.html) (Kuva 21).

Kuva 21 - Ikkunan "Sähköpiirin kokoonpano" suunnittelu ja kaavio

Aihiona sähköpiirin rakentamiseen käytettiin kirjastoa kuvaajien rakentamiseen ja valittiin sopiva piiri, jota muokataan ja mukautetaan edelleen tarpeidemme mukaan.

• Vaihe. Sitten lisäsin muutaman peruselementin.

Kaaviossa korvasin geometriset muodot kuvilla, valitussa kirjastossa voit käyttää mitä tahansa kuvia (kuva 22).

Kuva 22 - Ikkunan "Sähköpiirin kokoonpano" suunnittelu ja kaavio

Tässä vaiheessa luotiin kuvia sähköpiirin elementeistä, itse elementtiluetteloa laajennettiin ja sähköpiirin rakentamisikkunassa voimme nyt kytkeä sähköelementtejä.

Vaihe 4 Tein saman bootstrapin pohjalta ponnahdusikkunamallin - sitä piti käyttää kaikkiin käyttäjän vahvistusta vaativiin toimiin (esimerkki http://getbootstrap.com/javascript/#modals) Kuva 23.

Kuva 23 - Ponnahdusikkuna

Jatkossa tähän ponnahdusikkunaan piti sijoittaa tehtäviä, joista käyttäjä voi valita itse.

• Vaihe. Lisäsin edellisessä vaiheessa luotuun ponnahdusikkunaan luettelon useista vaihtoehtoisista tehtävistä, joita opiskelijalle tarjotaan. Päätin valita tehtävät yläkoulun opetussuunnitelman perusteella (luokat 8-9).

Tehtäviä ovat: otsikko, kuvaus ja kuva (kuva 24).

Kuva 24 - Tehtävävaihtoehdon valitseminen

Näin ollen tässä vaiheessa saimme ponnahdusikkunan tehtävävalinnan kanssa, kun napsautat yhtä niistä, se aktivoituu (korostettu).

• Vaihe. Koska tehtävissä käytettiin erilaisia ​​sähköelementtejä, niitä oli tarpeen lisätä. Lisäyksen jälkeen testataan kuinka elementtien väliset linkit toimivat (kuva 25).

Kuva 25 - Sähköpiirielementtien lisääminen

Kaikki elementit voidaan sijoittaa piirirakennusikkunaan ja muodostaa fyysisiä yhteyksiä, joten siirrytään seuraavaan vaiheeseen.

• Vaihe. Kun tarkistat tehtävän, sinun on jotenkin ilmoitettava käyttäjälle tuloksesta.

Kuva 26 - Työkaluvinkit

Taulukossa 1 on esitetty tärkeimmät virhetyypit ketjun kokoonpanotehtäviä suoritettaessa.

Taulukko 1 - Pääasialliset virhetyypit.

• Vaihe. Tehtävän suorittamisen jälkeen tulee näkyviin "Check"-painike, joka käynnistää tarkistuksen. Tässä vaiheessa lisättiin kuvaus elementeistä ja linkeistä, joiden on oltava kaaviossa onnistuneen suorittamisen kannalta (Kuva 27).

Kuva 27 - Sähköpiirin tarkistus

Jos tehtävä on suoritettu onnistuneesti, vahvistuksen jälkeen näkyviin tulee valintaikkuna, joka ilmoittaa, että tehtävä on suoritettu onnistuneesti.

Vaihe 9 Tässä vaiheessa päätettiin lisätä liitoskohta, jonka avulla voimme koota monimutkaisempia piirejä rinnakkaisliitännällä (kuva 28).

Kuva 28 - Liitäntäpiste

Kun "risteyspiste"-elementti oli lisätty onnistuneesti, tuli tarpeelliseksi lisätä työ tällä elementillä.

• Vaihe. Sähköpiirin kokoonpanotehtävän käynnistys ja tarkistus laitteilla (kuva 29).

Kuva 29 - Suorituksen tulos

2.4.6 Ohjeet luodun ohjelmistopaketin "Virtual Laboratory in Physics" käyttöön

2.4.7 "Tietoja kehittäjästä" -osion kuvaus

Osio "Tietoja kehittäjästä" sisältää perustiedot tekijästä ja odotetut tulokset ohjelmistopaketin käyttöönotosta nykyaikaiseen koulutusprosessiin (Kuva 31).

Kuva 31 - Tietoja kehittäjästä

Tämä osio luotiin antamaan lyhyttä tietoa Virtual Physics Laboratory -ohjelmistopaketin kehittäjästä.

Tämä osio sisältää perustiedot tekijästä, kuvaa lyhyesti odotettavissa olevat kehitystulokset, liitteenä ohjelmistopaketin hyväksymistodistuksen ja ilmoittaa myös valmistumisprojektin johtajan.

Johtopäätös

Esitetyssä työssä katsaus tieteelliseen ja pedagogiseen kirjallisuuteen virtuaalisten työkalujen käytöstä järjestelmässä moderni koulutus. Tämän perusteella paljastui virtuaalisen laboratorion käytön erityinen merkitys oppimisprosessissa.

Artikkelissa käsitellään ICT:n käyttöä koulutusprosessissa, koulutuksen virtualisointikysymystä, virtuaalisen laboratoriotyön mahdollisuuksia todellisissa olosuhteissa vaikeasti tutkittavien prosessien ja ilmiöiden tutkimuksessa.

Ottaen huomioon, että nykyaikaiset ohjelmistomarkkinat tarjoavat suuren määrän erilaisia ​​​​shell-ohjelmia, esitettiin kysymys tarpeesta luoda ohjelmistopaketti, jonka avulla voit suorittaa virtuaalisia laboratoriotöitä ilman vaikeuksia. Tietokoneen avulla opiskelija voi helposti ja nopeasti suorittaa tarvittavat työt ja seurata sen toteuttamisen edistymistä.

Ennen kuin siirryttiin ohjelmistopaketin toteuttamiseen, kehitettiin Virtuaalifysiikkalaboratorion yleinen rakenne, joka näkyy kuvassa 1.

Tämän jälkeen suoritettiin instrumentaalisen ympäristön valinta ohjelmistopaketin "Virtual Laboratory in Physics" kehittämiseen.

Ohjelmistopaketille on kehitetty erityinen rakenne, joka näkyy kuvassa 5.

Analysoidaan tietokanta valmiista elementeistä, joita voidaan käyttää ohjelmistopaketin luomiseen.

Työkalu virtuaalisen fysiikan laboratorion luomiseen, FrontPages-ympäristö, valittiin, koska sen avulla voit helposti ja helposti luoda ja muokata HTML-sivuja.

Työn aikana syntyi ohjelmistotuote "Virtual Laboratory in Physics". Kehitetty laboratorio auttaa opettajia toteuttamaan koulutusprosessia. Se pystyy myös yksinkertaistamaan merkittävästi monimutkaisen laboratoriotyön suorittamista, myötävaikuttaa jatkuvan kokemuksen visuaaliseen esitykseen, lisää koulutusprosessin tehokkuutta ja motivoi opiskelijoita.

Ohjelmistopakettiin luotiin kolme virtuaalilaboratoriota:

1. Sähköpiirit.
2. mekaanisia ilmiöitä.
3. Lämpö-ilmiöt.

Jokaisessa työssä opiskelijat voivat testata omaa osaamistaan.

Opiskelijoiden vuorovaikutuksen varmistamiseksi ohjelmistopaketin kanssa on kehitetty metodologisia suosituksia, joiden avulla virtuaalisten laboratorioiden käyttöönotto voidaan aloittaa nopeasti ja helposti.

Ohjelmistopakettia "Virtual Laboratory in Physics" testasi luokkahuoneessa 1. luokan opettaja Rott O.S. (hyväksymistodistus liitteenä) Myös ohjelmistopaketti esiteltiin "Informaatioteknologiat koulutuksessa" -konferenssissa.

Ohjelmistotuotetta testattiin, jonka aikana todettiin, että ohjelmistotuote täyttää asetetut tavoitteet ja tavoitteet, toimii vakaasti ja on käytännössä sovellettavissa.

On siis huomioitava, että virtuaalinen laboratoriotyö korvaa (kokonaan tai tietyissä vaiheissa) luonnollisen tutkimuskohteen, jonka avulla voit saada kokeiden tulokset, keskittyä tutkittavan ilmiön keskeisiin näkökohtiin ja lyhentää tutkimusaikaa. Koe.

Töitä tehtäessä on muistettava, että virtuaalimalli näyttää todelliset prosessit ja ilmiöt enemmän tai vähemmän yksinkertaistetussa, kaavamaisessa muodossa, joten kysymyksen selvittäminen siitä, mitä mallissa itse asiassa painotetaan ja mitä jää kulissien taakse, voi olla yksi. tehtävän muodoista. Tämäntyyppiset työt voidaan tehdä kokonaan tietokoneversiona tai osana suurempaa työtä, joka sisältää myös työskentelyä luonnonesineillä ja laboratoriovälineillä.

Luettelo käytetystä kirjallisuudesta

1. Abdrakhmanova, A.Kh. Koulutuksen tietotekniikat yleisen fysiikan kurssilla teknisessä yliopistossa / A.Kh. Abdrakhmanova - M Koulutusteknologiat ja yhteiskunta 2010. V. 13. Nro 3. s. 293-310.
2. Bayens D. Tehokas työskentely Microsoft FrontPage2000/D:n kanssa. Bayens - Pietari: Pietari, 2000. - 720 s. - ISBN 5-272-00125-7.
3. Krasilnikova, V.A. Tieto- ja viestintätekniikan käyttö koulutuksessa: oppikirja / V.A. Krasilnikov. [Sähköinen resurssi], RUN 09K121752011. - Pääsyosoite http://artlib.osu.ru/site/.
4. Krasilnikova, V.A. Tekniikka tietokoneiden oppimistyökalujen kehittämiseen / V.A. Krasilnikov, luentokurssi "Teknologiat tietokoneoppimistyökalujen kehittämiseen" Moodle-järjestelmässä - El.resource - http://moodle.osu.ru
5. Krasilnikova, V.A. Tietokoneoppimistekniikoiden muodostuminen ja kehitys / V.A. Krasilnikov, monografia. - M.: RAO IIO, 2002. - 168 s. - ISBN 5-94162-016-0.
6. Uusi pedagoginen ja tietotekniikka koulutusjärjestelmässä: oppikirja / Toim. E.S. Polat. - M.: Akatemia, 2001. - 272s. - ISBN 5-7695-0811-6.
7. Novoseltseva O.N. Mahdollisuudet käyttää nykyaikaisia ​​multimediatyökaluja koulutusprosessissa / O.N. Novoseltseva // Pedagoginen tiede ja koulutus Venäjällä ja ulkomailla. - Taganrog: GOU NPO PU, 2006. - Nro 2.
8. Uvarov A. Yu. Uusi tietotekniikka ja koulutusuudistus / A.Yu. Uvarov // Informatiikka ja koulutus. - M.: 1994. - Nro 3.
9. Shutilov F.V. Nykyaikainen tietotekniikka koulutuksessa. Tieteellinen työ / F.V. Shutilov // Opettaja 2000. - 2000. - Nro 3.
10. Yakushina E.V. Uusi tietoympäristö ja interaktiivinen oppiminen / E.V. Yakushina // Lyseo- ja lukiokoulutus. - 2000. - Nro 2.
11. E.S. Polat Uusi pedagoginen ja tietotekniikka koulutusjärjestelmässä, M., 2000
12. S.V. Simonovic, Informatiikka: Peruskurssi, Peter, 2001.
13. Bezrukov, V.S. Pedagogiikka. Projektiivinen pedagogiikka: oppikirja teollisille ja pedagogisille teknisille kouluille sekä tekniikan ja pedagogisten erikoisuuksien opiskelijoille / V.S. Bezrukov - Jekaterinburg: Yrityskirja, 1999.
14. Fysiikka animaatioissa. [Sähköinen resurssi]. - URL: http://physics.nad.ru.
15. Venäläisen yrityksen "NT-MDT" toimipaikka nanoteknologian laitteiden tuotantoa varten. [Sähköinen resurssi]. - URL-osoite: http://www.ntmdt.ru/spm-principles.
16. Lämpö- ja mekaanisten ilmiöiden salamamallit. [Sähköinen resurssi]. - URL: http://www.virtulab.net.
17. Yasinsky, V.B. Kokemus sähköisten oppimisresurssien luomisesta // "Nykyaikaisen tieto- ja viestintätekniikan käyttö pedagogiikassa." Karaganda, 2008. S. 16-37.
18. Poika, T.E. Multimediakoulutusohjelma fysiikan käytännön tunneille // "Fysiikka pedagogisen koulutuksen järjestelmässä". M.: /T.E. Sleep Multimedia -koulutusohjelma fysiikan käytännön tunneille. VVIA heille. prof. EI. Zhukovsky, 2008. S. 307-308.
19. Nuzhdin, V.N., Kadamtseva, G.G., Panteleev, E.R., Tikhonov, A.I. Koulutuksen laadunhallinnan strategia ja taktiikka - Ivanovo: 2003. / V.N. Nuzhdin, G.G. Kadamtseva, E.R. Pantelejev, A.I. Tikhonov. Koulutuksen laadunhallinnan strategia ja taktiikka.
20. Starodubtsev, V. A., Fedorov, A. F. Virtuaalilaboratoriotyön ja tietokonetyöpajojen innovatiivinen rooli // All-Russian Conference "EOIS-2003"./V.A. Starodubtsev, A.F. Fedorov, Virtuaalilaboratoriotyön ja tietokonepajojen innovatiivinen rooli.
21. Kopysov, S.P., Rychkov V.N. Ohjelmistoympäristö elementtimenetelmän laskennallisten mallien rakentamiseen rinnakkaiseen hajautettuun laskemiseen / S.P. Kopysov, V.N. Rychkov Tietotekniikka. - 2008. - Nro 3. - S. 75-82.
22. Kartasheva, E. L., Bagdasarov, G. A. Laskennallisten kokeiden tietojen visualisointi virtuaalisten laboratorioiden 3D-mallinnuksen alalla / E.L. Kartasheva, G.A. Bagdasarov, Tieteellinen visualisointi. – 2010.
23. Medinov, O. Dreamweaver / O. Medinov - Pietari: Pietari, 2009.
24. Midhra, M. Dreamweaver MX / M. Midhra - M.: AST, 2005. - 398c. - ISBN 5-17-028901-4.
25. Bayens D. Tehokas työskentely Microsoft FrontPage2000/D:n kanssa. Bayens St. Petersburg: Peter, 2000. - 720 s. - ISBN 5-272-00125-7.
26. Matthews, M., Cronan D., Poulsen E. Microsoft Office: FrontPage2003 / M. Matthews, D. Cronan, E. Poulsen - M.: NT Press, 2006. - 288 s. - ISBN 5-477-00206-9.
27. Plotkin, D. FrontPage2002 / D. Plotkin - M.: AST, 2006. - 558 s. - ISBN 5-17-027191-3.
28. Morev, I. A. Koulutustietotekniikat. Osa 2. Pedagogiset mittaukset: opetusohjelma. / I. A. Morev - Vladivostok: Dalnevost Publishing House. un-ta, 2004. - 174 s.
29. Demin I.S. Tietotekniikan käyttö koulutus- ja tutkimustoiminnassa / I.S. Demin // Koulutekniikat. - 2001. Nro 5.
30. Kodzhaspirova G.M. Tekniset keinot koulutusta ja niiden käyttömenetelmiä. Oppikirja / G.M. Kodzhaspirova, K.V. Petrov. - M.: Akatemia, 2001.
31. Kupriyanov M. Uusien koulutustekniikoiden didaktiset työkalut / M. Kupriyanov // Korkeakoulutus Venäjällä. - 2001. - Nro 3.
32. B.S. Berenfeld, K.L. Butyagina, Uuden sukupolven innovatiiviset koulutustuotteet ICT-työkaluilla, Educational Issues, 3-2005.
33. ICT aihealueella. Osa V. Fysiikka: Ohjeet: Ed. V.E. Fradkin. - Pietari, GOU DPO TsPKS SPB "Koulutuksen ja tietotekniikan laadun arvioinnin aluekeskus", 2010.
34. V.I. Elkin "Alkuperäiset fysiikan oppitunnit ja opetusmenetelmät" "Fysiikka koulussa", nro 24/2001.
35. Randall N., Jones D. Microsoft FrontPage Special Editionin käyttäminen / N. Randall, D. Jones - M .: Williams, 2002. - 848 s. - ISBN 5-8459-0257-6.
36. Talyzina, N.F. Pedagoginen psykologia: oppikirja. opintotuki opiskelijoille. keskim. ped. oppikirja laitokset / N.F. Talyzina - M.: Publishing Center "Akatemia", 1998. - 288 s. - ISBN 5-7695-0183-9.
37. Thorndike E. Psykologiaan perustuvan opetuksen periaatteet / E. Thorndike. - 2. painos - M.: 1929.
38. Hester N. FrontPage2002 Windows/N. Hester - M.: DMK Press, 2002. - 448 s. - ISBN 5-94074-117-7.

Ladata: Sinulla ei ole pääsyä ladata tiedostoja palvelimeltamme.

Fysiikan virtuaalista laboratoriotyötä.

Fysiikan tunneilla opiskelijoiden tutkimusosaamisen muodostumisessa tärkeä paikka on demonstraatiokokeilulla ja frontaalilaboratoriotyöllä. Fysiikan tunneilla tehtävä fysikaalinen kokeilu muodostaa opiskelijoiden aiemmin kertynyttä käsitystä fysikaalisista ilmiöistä ja prosesseista, täydentää ja laajentaa opiskelijoiden näköaloja. Laboratoriotyön aikana opiskelijoiden itse tekemässä kokeessa he oppivat fysikaalisten ilmiöiden lakeja, tutustuvat opiskelumenetelmiin, oppivat työskentelemään fyysisten instrumenttien ja installaatioiden kanssa eli oppivat itsenäisesti hankkimaan tietoa käytännössä. Fysikaalista koetta tehdessään opiskelija kehittää siis tutkimusosaaminen.

Mutta täysimittaisen fyysisen kokeen, sekä esittelyn että frontaalisen, suorittamiseksi on oltava riittävästi asianmukaisia ​​laitteita. Tällä hetkellä koulujen fysiikan laboratoriot eivät ole riittävästi varusteltuja fysiikan välineillä ja visuaalisilla apuvälineillä esittelyä ja etulaboratoriotyötä varten. Nykyiset laitteet eivät ole vain huonontuneet, vaan ne ovat myös vanhentuneita.

Mutta vaikka fysiikan laboratorio on täysin varustettu tarvittavilla välineillä, todellinen koe vaatii paljon aikaa sen valmisteluun ja suorittamiseen. Samanaikaisesti merkittävien mittausvirheiden, oppitunnin aikarajoitusten vuoksi todellinen koe ei useinkaan voi toimia tiedon lähteenä fysikaalisista laeista, koska paljastuneet kuviot ovat vain likimääräisiä ja usein oikein laskettu virhe ylittää mitatut arvot. itseään. Siksi täysimittaista fysiikan laboratoriokoetta on vaikea tehdä kouluissa käytettävissä olevilla resursseilla.

Oppilaat eivät voi kuvitella joitain makro- ja mikrokosmoksen ilmiöitä, koska tiettyjä yläkoulun fysiikan kursseilla opittuja ilmiöitä ei voida havaita tosielämässä, ja lisäksi niitä voidaan toistaa kokeellisesti fysikaalisessa laboratoriossa, esimerkiksi atomi- ja ydinilmiöitä. fysiikka jne.

Yksittäisten kokeellisten tehtävien suorittaminen luokkahuoneessa olemassa olevilla laitteilla tapahtuu tietyillä parametreilla, joita ei voi muuttaa. Tässä suhteessa on mahdotonta jäljittää kaikkia tutkittujen ilmiöiden säännönmukaisuuksia, mikä vaikuttaa myös opiskelijoiden tietotasoon.

Ja lopuksi, on mahdotonta opettaa oppilaita minun fyysistä tietoa eli kehittämään tutkimusosaamistaan ​​käyttämällä vain perinteisiä opetustekniikoita. Tietomaailmassa eläminen on mahdotonta toteuttaa oppimisprosessia ilman tietotekniikan käyttöä. Ja tähän on mielestämme syitä:

Koulutuksen päätehtävä vuonna Tämä hetki- opiskelijoiden itsenäisen tiedonhankinnan taitojen ja kykyjen muodostuminen. Tietotekniikka mahdollistaa tämän.

Ei ole mikään salaisuus, että tällä hetkellä opiskelijat ovat menettäneet kiinnostuksensa oppimiseen ja erityisesti fysiikan opiskeluun. Ja tietokoneen käyttö lisää ja stimuloi opiskelijoiden kiinnostusta uuden tiedon hankkimiseen.

Jokainen opiskelija on yksilöllinen. Ja tietokoneen käyttö opetuksessa mahdollistaa huomioimisen yksilölliset ominaisuudet opiskelija, antaa opiskelijalle itselleen suuren valinnan valita oman tahtinsa opiskella materiaalia, lujittaa ja arvioida. Opiskelijan aiheen hallitsemisen tulosten arvioiminen suorittamalla testejä tietokoneella poistaa opettajan henkilökohtaisen asenteen opiskelijaa kohtaan.

Tältä osin ilmaantuu ajatus: Käytä tietotekniikkaa fysiikan tunneilla, nimittäin laboratoriotyössä.

Jos teemme fyysisen kokeen ja frontaalilaboratoriotyön virtuaalisilla malleilla tietokoneen avulla, voimme kompensoida koulun fyysisen laboratorion laitteiston puutteen ja siten opettaa oppilaita hankkimaan fyysistä tietoa itsenäisesti fyysisen tutkimuksen aikana. kokeile virtuaalisia malleja, eli todellinen mahdollisuus tarvittavan tutkimusosaamisen muodostuminen opiskelijoiden keskuudessa ja opiskelijoiden fysiikan koulutustason nostaminen.

Tietokonetekniikan käyttö fysiikan tunneilla mahdollistaa käytännön taitojen muodostumisen, koska tietokoneen virtuaaliympäristön avulla voit nopeasti muuttaa kokeen asetuksia, mikä tarjoaa merkittävän vaihtelun sen tuloksiin, ja tämä rikastuttaa merkittävästi opiskelijoiden harjoittelua. loogisten analyysioperaatioiden suorittaminen ja kokeen tulosten päätelmien muotoilu. Lisäksi voit toistuvasti testata muuttuvilla parametreilla, tallentaa tulokset ja palata opiskeluun sopivana ajankohtana. Lisäksi tietokoneversiossa voidaan suorittaa paljon suurempi määrä kokeita. Näiden mallien kanssa työskentely avaa opiskelijoille valtavia kognitiivisia mahdollisuuksia tehden heistä paitsi tarkkailijoita, myös aktiivisia osallistujia kokeisiin.

Toinen myönteinen asia on, että tietokone tarjoaa ainutlaatuisen, ei toteutettavissa olevan fyysinen koe, kyky visualisoida ei todellista luonnonilmiötä, vaan sen yksinkertaistettu teoreettinen malli, jonka avulla voit nopeasti ja tehokkaasti löytää havaitun ilmiön tärkeimmät fyysiset kuviot. Lisäksi opiskelija voi samanaikaisesti kokeen kulun kanssa tarkkailla vastaavien graafisten kuvioiden muodostumista. Graafinen tapa näyttää simulointituloksia helpottaa opiskelijoiden omaksua suuria määriä vastaanotettua tietoa. Tällaiset mallit ovat erityisen arvokkaita, koska opiskelijoilla on yleensä merkittäviä vaikeuksia kaavioiden muodostamisessa ja lukemisessa. On myös otettava huomioon, että opiskelija ei voi kuvitella kaikkia fysiikan prosesseja, ilmiöitä, historiallisia kokeita ilman virtuaalisten mallien apua (esim. diffuusio kaasuissa, Carnot-sykli, valosähköilmiön ilmiö, ytimien sitoutumisenergia jne.). Vuorovaikutteisten mallien avulla opiskelija voi nähdä prosessit yksinkertaistetussa muodossa, kuvitella asennussuunnitelmia, tehdä kokeita, jotka ovat yleensä mahdottomia tosielämässä.

Kaikki tietokonelaboratoriotyöt suoritetaan klassisen järjestelmän mukaisesti:

Materiaalin teoreettinen kehittäminen;

Valmiin tietokonelaboratorion asennuksen opiskelu tai mallin luominen todellisesta laboratoriokokoonpanosta tietokoneella;

Kokeellisten tutkimusten toteuttaminen;

Kokeen tulosten käsittely tietokoneella.

Tietokonelaboratoriokokoonpano on pääsääntöisesti tietokonemalli todellisesta kokeellisesta kokoonpanosta, joka on tehty käyttämällä tietokonegrafiikka ja tietokonesimulaatio. Joissakin teoksissa on vain kaavio laboratorion järjestelyistä ja sen elementeistä. Tässä tapauksessa laboratoriokokoonpano on koottava tietokoneella ennen laboratorion aloittamista. Kokeellisten tutkimusten toteutus on suora analogi todellisessa fyysisessä asennuksessa tehdylle kokeelle. Tässä tapauksessa todellinen fyysinen prosessi simuloidaan tietokoneella.

EOR:n ominaisuudet « Fysiikka. Sähkö. Virtuaalilaboratorio.

Tällä hetkellä on olemassa melko paljon sähköisiä oppimisvälineitä, joissa kehitetään virtuaalista laboratoriotyötä. Käytimme työssämme sähköistä oppimistyökalua ”Fysiikka. Sähkö. Virtuaalilaboratorio» (jäljempänä - ESO on tarkoitettu tukemaan koulutusprosessia aiheesta "Sähkö" yleissivistävässä koulutuksessa koulutusinstituutiot(Kuva 1).

Kuva 1 ESP.

Tämän oppaan on laatinut Polotsky-tutkijaryhmä valtion yliopisto. Tämän ESP:n käyttämisessä on useita etuja.

Ohjelman helppo asennus.

Yksinkertainen käyttöliittymä.

Laitteet, kopioivat todelliset kokonaan.

Suuri määrä laitteita.

Kaikkia todellisia sähköpiirien kanssa työskentelyn sääntöjä noudatetaan.

Mahdollisuus pitää tarpeeksi suuri numero laboratoriotyöt erilaisissa olosuhteissa.

Mahdollisuus suorittaa töitä, mukaan lukien sellaisten seurausten osoittaminen, jotka eivät ole saavutettavissa tai ei-toivottuja täysimittaisessa kokeessa (sulakkeen, hehkulampun, sähköisen mittauslaitteen palaminen; laitteiden päällekytkennän napaisuuden muuttaminen jne. ).

Mahdollisuus suorittaa laboratoriotyöt muualla kuin oppilaitoksessa.

Yleistä tietoa

ESE on suunniteltu tarjoamaan tietokonetukea "fysiikka"-aineen opettamiseen. päätavoite ESE:n luominen, levittäminen ja soveltaminen - koulutuksen laadun parantaminen kaikkien koulutusprosessin osallistujien tehokkaalla, metodologisesti järkevällä ja systemaattisella käytöllä koulutustoiminnan eri vaiheissa.

Tämän ESP:n opetusmateriaalit täyttävät fysiikan opetussuunnitelman vaatimukset. Tämän ESE:n koulutusmateriaalien pohjana ovat nykyaikaisten fysiikan oppikirjojen materiaalit sekä laboratoriotyön ja kokeellisen tutkimuksen didaktiset materiaalit.

Kehitetyssä ESE:ssä käytetty käsitelaitteisto perustuu olemassa olevien fysiikan oppikirjojen opetusmateriaaliin sekä lukiossa käytettäväksi suositeltuihin fysiikan hakuteoksiin.

Virtuaalilaboratorio toteutetaan erillisenä käyttöjärjestelmäsovelluksenaWindows.

Tämän ESP:n avulla voit suorittaa frontaalilaboratoriotyötä käyttämällä todellisten instrumenttien ja laitteiden virtuaalisia malleja (kuva 2).

Kuva 2 Laitteet.

Demonstraatiokokeet tarjoavat mahdollisuuden näyttää ja selittää niiden toimien tuloksia, joita on mahdotonta tai ei-toivottavaa suorittaa todellisissa olosuhteissa (kuva 3).

Kuva 3 Kokeen ei-toivotut tulokset.

Mahdollisuus on yksilöllisen työn organisointiin, jolloin opiskelijat voivat itse tehdä kokeita, sekä kokemuksen toistamiseen oppitunnin ulkopuolella, esimerkiksi kotitietokoneella.

ESOn nimittäminen

ESP on fysiikan opetuksessa käytettävä tietokonetyökalu, jota tarvitaan kasvatus- ja pedagogisten ongelmien ratkaisemiseen.

ESE:llä voidaan tarjota tietokonetukea "fysiikka"-aineen opettamiseen.

ESE:n kokoonpano sisältää 8 laboratoriotyötä lukion VIII ja XI luokilla opitun fysiikan kurssin osiosta "Sähkö".

ESE:n avulla ratkaistaan ​​tietokonetuen tarjoamisen päätehtävät seuraaville koulutustoiminnan vaiheille:

Opetusmateriaalin selitykset,

Sen lujittaminen ja toisto;

Opiskelijan itsenäisen kognitiivisen toiminnan järjestäminen;

Diagnostiikka ja tiedonpuutteiden korjaaminen;

Väli- ja loppuohjaus.

ESP:tä voidaan käyttää tehokas lääke opiskelijoiden käytännön taitojen muodostamiseksi seuraavissa koulutustoiminnan järjestämismuodoissa:

Suorittaa laboratoriotyötä (päätarkoitus);

Demonstraatiokokeilun järjestämiskeinona, mukaan lukien sellaisten seurausten demonstroiminen, jotka eivät ole saavutettavissa tai ei-toivottuja täysimittaisessa kokeessa (sulakkeen, hehkulampun, sähköisen mittauslaitteen sammuminen; laitteiden päällekytkemisen napaisuuden muuttaminen, jne.)

Kun ratkaiset kokeellisia ongelmia;

Opiskelijoiden koulutus- ja tutkimustyön järjestämiseen, luovien ongelmien ratkaisemiseen koulun jälkeen, myös kotona.

ESP:tä voidaan käyttää myös seuraavissa demonstraatioissa, kokeissa ja virtuaalisissa kokeellisissa tutkimuksissa: nykyiset lähteet; ampeerimittari, volttimittari; tutkimus virran voimakkuuden riippuvuudesta jännitteestä piiriosassa; tutkimus reostaatin virranvoimakkuuden riippuvuudesta sen työosan pituudesta; tutkimus johtimien resistanssin riippuvuudesta niiden pituudesta, poikkileikkausalasta ja ainetyypistä; reostaattien laitteet ja toiminta; johtimien sarja- ja rinnakkaiskytkentä; sähkölämmittimen kuluttaman tehon määrittäminen; sulakkeet.

O äänenvoimakkuutta RAM-muisti: 1 Gt;

prosessorin taajuus alkaen 1100 MHz;

levymuisti - 1 Gt vapaata levytilaa;

toimintoja käyttöjärjestelmissäWindows 98/NT/2000/XP/ Vista;

V käyttöjärjestelmä doljafi asennettava selainNEITItutkimusmatkailija 6.0/7.0;

käyttäjän mukavuuden vuoksi työpaikka on varustettava hiirimanipulaattorilla, näytöllä, jonka resoluutio on 1024x 768 ja uudemmat;

Saatavuus laitteetlukeminenCD/ DVDlevyjä ESP:n asentamista varten.

FYSIIKAN KURSSIN OPINTOJEN ORGANISAATIO

Fysiikan tieteenalan työohjelman mukaisesti päätoimiset opiskelijat opiskelevat fysiikan kurssia kolmen ensimmäisen lukukauden aikana:

Osa 1: Mekaniikka ja molekyylifysiikka (1 lukukausi).
Osa 2: Sähkö ja magnetismi (2. lukukausi).
Osa 3: Optiikka ja atomifysiikka (3. lukukausi).

Kun opiskelet fysiikan kurssin kutakin osaa, tarjotaan seuraavat työtyypit:

1. Kurssin teoreettinen opiskelu (luennot).
2. Ongelmanratkaisuharjoitukset (käytännölliset harjoitukset).
3. Laboratoriotöiden suorittaminen ja suojaus.
4. Itsenäinen ongelmanratkaisu (kotitehtävät).
5. Testipaperit.
6. Offset.
7. Konsultaatiot.
8. Koe.

Fysiikan kurssin teoreettinen opiskelu.

Fysiikan teoreettinen opiskelu suoritetaan fysiikan kurssin ohjelman mukaisesti pidettävillä suoratoistoluennoilla. Luennot luetaan laitoksen aikataulun mukaan. Opiskelijoiden luennoille osallistuminen on pakollista.

Alan itseopiskeluun opiskelija voi käyttää fysiikan kurssin asianomaiseen osaan suositeltua perus- ja lisäoppikirjallisuutta tai laitoksen henkilökunnan laatimia ja julkaisemia oppikirjoja. Kaikkien fysiikan kurssin osien opetusvälineet ovat julkisesti saatavilla laitoksen verkkosivuilla.

Käytännön oppitunnit

Teoreettisen materiaalin opiskelun ohella opiskelijan tulee hallita ongelmien ratkaisumenetelmät kaikilla fysiikan osa-alueilla käytännön tunneilla (seminaareissa). Käytännön tunneille osallistuminen on pakollista. Seminaarit järjestetään laitoksen aikataulun mukaisesti. Opiskelijoiden nykyisen edistymisen seurantaa suorittaa opettaja, joka suorittaa käytännön tunteja seuraavilla indikaattoreilla:

• käytännön tunneille osallistuminen;
• opiskelijan työskentelyn tehokkuus luokkahuoneessa;
• kotitehtävien täydellisyys;
• kahden luokkahuonekokeen tulokset;

Omatoimiseen valmistautumiseen opiskelija voi käyttää laitoksen henkilökunnan laatimia ja julkaisemia oppikirjoja tehtävien ratkaisemiseen. Oppikirjoja tehtävien ratkaisemiseen fysiikan kurssin kaikissa osissa on saatavilla laitoksen verkkosivuilla.

Laboratoriotyöt

Laboratoriotöiden tavoitteena on perehdyttää opiskelija fysikaalisten mittausten mittauslaitteisiin ja menetelmiin, havainnollistaa fysikaalisia peruslakeja. Laboratoriotöitä tehdään fysiikan laitoksen opetuslaboratorioissa laitoksen opettajien laatimien kuvausten mukaisesti (saatavilla julkisesti laitoksen verkkosivuilla) ja laitoksen aikataulun mukaan.

Jokaisella lukukaudella opiskelijan tulee suorittaa ja puolustaa 4 laboratoriotyötä.

Ensimmäisellä oppitunnilla opettaja pitää turvallisuustiedotuksen, ilmoittaa jokaiselle opiskelijalle henkilökohtaisen laboratoriotyöluettelon. Opiskelija tekee ensimmäisen laboratoriotyön, kirjaa mittaustulokset taulukkoon ja tekee vastaavat laskelmat. Opiskelijan tulee tehdä loppuraportti laboratoriotyöstä kotona. Raporttia laadittaessa on käytettävä opetus- ja metodologista kehitystyötä "Johdatus mittausteoriaan" ja "Ohjeita opiskelijoille laboratoriotyön suunnitteluun ja mittausvirheiden laskemiseen" (saatavilla julkisesti verkkosivuilla osastolta).

Seuraavalle oppitunnille on pakko esittele täysin valmis ensimmäinen laboratoriotyö ja tee luonnos seuraavasta työstä listaltasi. Abstraktin tulee täyttää laboratoriotyön suunnittelun vaatimukset, sisältää teoreettinen johdanto ja taulukko, johon tulevien mittausten tulokset merkitään. Mikäli nämä vaatimukset eivät täyty seuraavaa laboratoriotyötä varten, opiskelija ei sallittu.

Jokaisella oppitunnilla toisesta alkaen opiskelija puolustelee edellistä täysin suoritettua laboratoriotyötä. Suojaus koostuu saatujen koetulosten selittämisestä ja kuvauksessa annettuihin kontrollikysymyksiin vastaamisesta. Laboratoriotyö katsotaan täysin suoritetuksi, jos vihkossa on opettajan allekirjoitus ja päiväkirjassa vastaava merkintä.

Kaikkien opetussuunnitelman mukaisten laboratoriotöiden suorittamisen ja puolustamisen jälkeen luokkaa johtava opettaja tekee laboratoriopäiväkirjaan "hyväksytty"-merkin.

Jos opiskelija ei jostain syystä voinut suorittaa laboratoriofyysisen työpajan opetussuunnitelmaa, se voidaan tehdä lisätunneilla, jotka pidetään laitoksen aikataulun mukaan.

Opiskelijat voivat käyttää tunneille valmistautumiseen laboratoriotyön tekemiseen liittyviä metodologisia suosituksia, jotka ovat julkisesti saatavilla laitoksen verkkosivuilla.

Testipaperit

Opiskelijan edistymisen nykyistä valvontaa varten kunkin lukukauden käytännön tunneilla (seminaarit) järjestetään kaksi luokkahuonetta. koepaperit. Osaston pisteytysjärjestelmän mukaisesti jokainen valvontatyö arvostetaan 30 pisteellä. Opiskelijan kokeiden suorittamisesta saamien pisteiden kokonaismäärä (kahden kokeen enimmäismäärä on 60) käytetään opiskelijan arvosanan muodostamiseen ja se huomioidaan tieteenalan "Fysiikka" loppuarvosanaa laskettaessa.

offset

Opiskelija saa fysiikasta opintopisteen, jos 4 laboratoriotyötä on suoritettu ja puolustettu (laboratoriopäiväkirjassa on merkintä laboratoriotyön suorittamisesta) ja nykyisen edistymistarkastuksen pisteiden summa on suurempi tai yhtä suuri kuin 30. hyvitys ennätyskirjaan ja lausunnon kirjoittaa käytännön oppitunteja (seminaareja) pitävä opettaja.

Koe

Tentti suoritetaan laitoksen hyväksymillä lipuilla. Jokainen lippu sisältää kaksi teoreettista kysymystä ja tehtävän. Valmistautumisen helpottamiseksi opiskelija voi käyttää tenttiin valmistautumiseen kysymyslistaa, jonka perusteella liput muodostetaan. Lista koekysymyksistä on julkisesti saatavilla fysiikan laitoksen verkkosivuilla.

1. 4 laboratoriotyötä valmistui ja puolustettiin (laboratoriopäiväkirjassa on laboratoriotyön offset-merkki);
2. nykyisen edistymisen hallinnan kokonaispistemäärä 2 testissä on suurempi tai yhtä suuri kuin 30 (60 mahdollisesta);
3. Arvosanakirjaan ja arvosanalomakkeeseen on tehty arvosana "hyväksytty".

Mikäli 1 momenttia ei noudateta, opiskelijalla on oikeus osallistua lisälaboratoriotyöpajoihin, jotka pidetään laitoksen aikataulun mukaisesti. Täyttäessään kohtaa 1 ja jättäessään täyttämättä kohtaa 2 opiskelijalla on oikeus saada puuttuvat pisteet koetoimikunnissa, jotka pidetään istunnon aikana laitoksen aikataulun mukaisesti. Opiskelijat, jotka ovat saaneet 30 pistettä tai enemmän nykyisen suoritustarkastuksen aikana, eivät pääse koetoimikuntaan korottamaan arvosanaa.

Maksimipistemäärä, jonka opiskelija voi saada nykyisellä suoritustestillä, on 60. Samalla yhden kontrollin maksimipistemäärä on 30 (kahdesta kontrollista 60).

Opettajalla on oikeus lisätä korkeintaan 5 pistettä opiskelijalle, joka on osallistunut kaikkiin harjoitustunteihin ja työskennellyt niitä aktiivisesti (hetkisen edistymisen valvonnan kokonaispistemäärä ei kuitenkaan saa ylittää 60 pistettä).

Enimmäispistemäärä, jonka opiskelija voi saada kokeen tulosten perusteella, on 40 pistettä.

Opiskelijan lukukaudelta saamien pisteiden kokonaismäärä on peruste tieteenalan "Fysiikka" arvostelemiseksi seuraavien kriteerien mukaisesti:

• jos nykyisen edistymistarkastuksen ja välitodistuksen (kokeen) pisteiden summa alle 60 pistettä, niin arvosana on "epätyydyttävä";
• 60-74 pistettä, niin arvosana on "tyydyttävä";
• jos nykyisen edistymisvalvonta- ja välisertifioinnin (kokeen) pisteiden summa osuu alueelle 75-89 pistettä, niin arvosana on "hyvä";
• jos nykyisen edistymisvalvonta- ja välisertifioinnin (kokeen) pisteiden summa osuu alueelle 90-100 pistettä, niin arvosana on "erinomainen".

Arvosanat "erinomainen", "hyvä", "tyydyttävä" on asetettu koelomakkeeseen ja pöytäkirjaan. Arvosana "epätyydyttävä" asetetaan vain lausunnossa.

LABORATORIO TYÖPAJA

Linkit laboratorioiden lataamiseen*
*Lataaksesi tiedoston napsauta hiiren kakkospainikkeella linkkiä ja valitse "Tallenna kohde nimellä..."
Jotta voit lukea tiedoston, sinun on ladattava ja asennettava Adobe Reader.

Osa 1. Mekaniikka ja molekyylifysiikka

Osa 2. Sähkö ja magnetismi

Osa 3. Optiikka ja atomifysiikka