งานห้องปฏิบัติการเสมือนจริงในวิชาฟิสิกส์ ชุดซอฟต์แวร์ “ห้องปฏิบัติการเสมือนในฟิสิกส์” ดาวน์โหลดโปรแกรมงานห้องปฏิบัติการในฟิสิกส์

11.04.2024

นก

ฟิสิกส์ภาพเปิดโอกาสให้ครูได้ค้นพบวิธีการสอนที่น่าสนใจและมีประสิทธิภาพที่สุด ทำให้ชั้นเรียนน่าสนใจและเข้มข้นยิ่งขึ้น

ข้อได้เปรียบหลักของฟิสิกส์เชิงภาพคือความสามารถในการแสดงปรากฏการณ์ทางกายภาพจากมุมมองที่กว้างขึ้นและศึกษาปรากฏการณ์เหล่านั้นอย่างครอบคลุม งานแต่ละชิ้นครอบคลุมสื่อการเรียนรู้จำนวนมาก รวมถึงจากสาขาฟิสิกส์ต่างๆ นี่เป็นโอกาสที่เพียงพอในการรวมความสัมพันธ์แบบสหวิทยาการเพื่อสรุปและจัดระบบความรู้ทางทฤษฎี

ฟิสิกส์เสมือนจริง(หรือ ฟิสิกส์ออนไลน์) คือทิศทางใหม่ที่ไม่เหมือนใครในระบบการศึกษา ไม่เป็นความลับเลยที่ข้อมูล 90% เข้าสู่สมองของเราผ่านทางเส้นประสาทตา และไม่น่าแปลกใจที่จนกว่าบุคคลจะมองเห็นตัวเองเขาจะไม่สามารถเข้าใจธรรมชาติของปรากฏการณ์ทางกายภาพบางอย่างได้ชัดเจน ดังนั้นกระบวนการเรียนรู้จึงต้องได้รับการสนับสนุนด้วยสื่อภาพ และเป็นเรื่องมหัศจรรย์อย่างยิ่งเมื่อคุณไม่เพียงแต่สามารถมองเห็นภาพนิ่งที่แสดงถึงปรากฏการณ์ทางกายภาพใดๆ เท่านั้น แต่ยังมองเห็นปรากฏการณ์ที่กำลังเคลื่อนไหวนี้อีกด้วย แหล่งข้อมูลนี้ช่วยให้ครูแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าไม่เพียงแต่การทำงานของกฎพื้นฐานของฟิสิกส์เท่านั้น แต่ยังช่วยดำเนินการห้องปฏิบัติการออนไลน์ด้านฟิสิกส์ในหลักสูตรการศึกษาทั่วไปส่วนใหญ่อีกด้วย ตัวอย่างเช่นคุณจะอธิบายหลักการทำงานของทางแยก pn ด้วยคำพูดได้อย่างไร? มีเพียงการแสดงภาพเคลื่อนไหวของกระบวนการนี้ให้เด็กเห็นเท่านั้นที่จะทำให้ทุกอย่างชัดเจนสำหรับเขาในทันที หรือจะแสดงกระบวนการถ่ายโอนอิเล็กตรอนได้อย่างชัดเจนเมื่อแก้วถูบนผ้าไหม และหลังจากนั้นเด็กจะมีคำถามน้อยลงเกี่ยวกับธรรมชาติของปรากฏการณ์นี้ นอกจากนี้โสตทัศนอุปกรณ์ยังครอบคลุมเกือบทุกส่วนของฟิสิกส์อีกด้วย เช่นอยากอธิบายกลไก? ต่อไปนี้เป็นภาพเคลื่อนไหวที่แสดงกฎข้อที่สองของนิวตัน กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมเมื่อวัตถุชนกัน การเคลื่อนที่ของวัตถุในวงกลมภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงและความยืดหยุ่น ฯลฯ หากคุณต้องการศึกษาหมวดทัศนศาสตร์ ไม่มีอะไรจะง่ายไปกว่านี้แล้ว! การทดลองเกี่ยวกับการวัดความยาวคลื่นของแสงโดยใช้ตะแกรงเลี้ยวเบน การสังเกตสเปกตรัมการปล่อยแสงต่อเนื่องและเส้น การสังเกตการรบกวนและการเลี้ยวเบนของแสง และการทดลองอื่นๆ อีกมากมายแสดงให้เห็นอย่างชัดเจน แล้วไฟฟ้าล่ะ? และส่วนนี้ก็มีอุปกรณ์ช่วยการมองเห็นค่อนข้างน้อย เช่น มี การทดลองเพื่อศึกษากฎของโอห์มสำหรับวงจรที่สมบูรณ์ การวิจัยการเชื่อมต่อตัวนำผสม การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ฯลฯ

ดังนั้นกระบวนการเรียนรู้จาก "งานบังคับ" ที่เราทุกคนคุ้นเคยจะกลายเป็นเกม มันจะน่าสนใจและสนุกสำหรับเด็กที่จะดูแอนิเมชั่นของปรากฏการณ์ทางกายภาพและไม่เพียงทำให้ง่ายขึ้น แต่ยังช่วยเร่งกระบวนการเรียนรู้อีกด้วย เหนือสิ่งอื่นใด อาจเป็นไปได้ที่จะให้ข้อมูลแก่เด็กมากกว่าที่เขาจะได้รับในรูปแบบการศึกษาปกติ นอกจากนี้ภาพเคลื่อนไหวจำนวนมากสามารถแทนที่บางส่วนได้อย่างสมบูรณ์ เครื่องมือในห้องปฏิบัติการดังนั้นจึงเหมาะสำหรับโรงเรียนในชนบทหลายแห่ง ที่ซึ่งแม้แต่อิเล็กโตรมิเตอร์แบบสีน้ำตาลก็ไม่มีจำหน่ายเสมอไป ฉันจะพูดอะไรได้บ้าง อุปกรณ์จำนวนมากไม่ได้อยู่ในโรงเรียนธรรมดาในเมืองใหญ่ด้วยซ้ำ บางทีการนำอุปกรณ์ช่วยการมองเห็นดังกล่าวเข้าสู่โปรแกรมการศึกษาภาคบังคับ หลังจากสำเร็จการศึกษา เราจะดึงดูดผู้ที่สนใจวิชาฟิสิกส์ ซึ่งในที่สุดจะกลายเป็นนักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ ซึ่งบางคนจะสามารถค้นพบสิ่งที่ยิ่งใหญ่ได้! ด้วยวิธีนี้ ยุควิทยาศาสตร์ของนักวิทยาศาสตร์ในประเทศผู้ยิ่งใหญ่จะได้รับการฟื้นคืนชีพขึ้นมา และประเทศของเราจะสร้างสรรค์เทคโนโลยีที่ล้ำสมัยเช่นเดียวกับในสมัยโซเวียตอีกครั้ง ดังนั้นฉันคิดว่าจำเป็นต้องเผยแพร่แหล่งข้อมูลดังกล่าวให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อแจ้งให้ทราบไม่เพียง แต่กับครูเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงเด็กนักเรียนด้วยเพราะหลายคนจะสนใจที่จะเรียน ปรากฏการณ์ทางกายภาพไม่เพียงแต่ในบทเรียนที่โรงเรียนเท่านั้น แต่ยังอยู่ที่บ้านในเวลาว่างด้วยและไซต์นี้เปิดโอกาสให้พวกเขา! ฟิสิกส์ออนไลน์มันน่าสนใจ ให้ความรู้ มีภาพ และเข้าถึงได้ง่าย!

งานระดับบัณฑิตศึกษา

ชุดซอฟต์แวร์ “ห้องปฏิบัติการเสมือนสำหรับฟิสิกส์”

คำอธิบายประกอบ

งานนี้อุทิศให้กับการจัดกระบวนการศึกษา กำหนดภารกิจ กำหนดเป้าหมาย เปิดเผยโครงสร้างและกิจกรรมการศึกษาของครู และพิจารณาเครื่องมือประเภทต่างๆ เพื่อสร้างห้องปฏิบัติการเสมือนจริง ความสนใจเป็นพิเศษคือจ่ายให้กับกิจกรรมการศึกษาของครูและประสิทธิผลของการจัดการกระบวนการศึกษา คุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ที่สร้างขึ้นคือความเป็นไปได้ในการใช้งานในกระบวนการศึกษา เพื่อให้เกิดความชัดเจน การเข้าถึงได้ และความปลอดภัยในห้องเรียน ผลิตภัณฑ์ประกอบด้วยข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับเครื่องมือการเรียนรู้เสมือนจริง ห้องปฏิบัติการเสมือนจริง และข้อมูลเกี่ยวกับนักพัฒนา

งานนี้จัดพิมพ์จำนวน 64 หน้าโดยใช้แหล่งข้อมูล 41 แหล่ง และมีภาพวาด 31 ภาพ

เชิงนามธรรม

งานอุทิศให้กับการจัดกระบวนการศึกษา กำหนดปัญหา กำหนดเป้าหมาย โครงสร้างที่เปิดเผย และกิจกรรมการศึกษา ครูอภิปรายเครื่องมือประเภทต่างๆ เพื่อสร้างห้องปฏิบัติการเสมือนจริง ความสนใจเป็นพิเศษถูกดึงไปที่กิจกรรมการศึกษาของครูและประสิทธิภาพของกระบวนการศึกษา คุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์คือความสามารถในการใช้ในกระบวนการศึกษาเพื่อให้เกิดความชัดเจน การเข้าถึง บทเรียนด้านความปลอดภัย ผลิตภัณฑ์ประกอบด้วยข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับอุปกรณ์ช่วยฝึกอบรมเสมือน ห้องปฏิบัติการเสมือน ข้อมูลนักพัฒนา

งานเสร็จสิ้นด้วยการพิมพ์บน 64 stranitsah โดยใช้ 41 แหล่ง มี 31 รูป

บทคัดย่อ 4

บทนำ 6

1 การใช้เครื่องมือการเรียนรู้เสมือนจริง 9

1.1 ความเป็นไปได้ของ ICT ในการจัดกระบวนการศึกษาโดยใช้ห้องปฏิบัติการเสมือนจริง 9

1.2 ห้องปฏิบัติการเสมือนเป็นเครื่องมือในการสอน 13

1.3 หลักการและข้อกำหนดสำหรับการพัฒนาห้องปฏิบัติการเสมือน 17

1.4 โครงสร้างทั่วไปของชุดซอฟต์แวร์ “ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือน” 18

2 การใช้งานจริงของชุดซอฟต์แวร์ "Virtual Laboratory for Physics" 20

2.1 การเลือกเครื่องมือสำหรับสร้างห้องปฏิบัติการเสมือนจริง 20

2.2 ขั้นตอนการออกแบบและโครงสร้างของโปรแกรมเชลล์ “ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือน” 23

2.2.1 โครงสร้างของชุดซอฟต์แวร์ “Virtual Laboratory for Physics” 23

2.2.2 โครงสร้างของห้องปฏิบัติการเสมือน 26

2.3 การพัฒนาชุดซอฟต์แวร์ “ห้องปฏิบัติการเสมือนสำหรับฟิสิกส์” สามสิบ

2.4 การสาธิตชุดซอฟต์แวร์ที่สร้างขึ้น “ห้องปฏิบัติการเสมือนสำหรับฟิสิกส์” 31

2.4.1 การพัฒนาชุดซอฟต์แวร์สำหรับสร้างห้องปฏิบัติการเสมือน 31

2.4.2 การคัดเลือกองค์ประกอบจากฐานข้อมูลสำเร็จรูปเพื่อสร้างห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนจริง 35

2.4.3 คำอธิบายของห้องปฏิบัติการเสมือนในหัวข้อ “ปรากฏการณ์ทางกล” ..... 37

2.4.4 คำอธิบายของห้องปฏิบัติการเสมือนในส่วน "ปรากฏการณ์ความร้อน" 41

2.4.5 สาธิตความสามารถในการสร้างชุดซอฟต์แวร์ “Virtual Physics Laboratory” 44

2.4.7 คำอธิบายของส่วน “เกี่ยวกับนักพัฒนา” 55

บทสรุป 56

รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้แล้ว 59

การแนะนำ

ความเกี่ยวข้อง:การสร้างและการพัฒนาสังคมสารสนเทศเกี่ยวข้องกับการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร (ICT) อย่างแพร่หลายในด้านการศึกษา ซึ่งถูกกำหนดโดยปัจจัยหลายประการ

ประการแรก การแนะนำเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร (ICT) ในด้านการศึกษาช่วยเร่งการถ่ายโอนความรู้และประสบการณ์ทางเทคโนโลยีและสังคมที่สั่งสมมาของมนุษยชาติอย่างมีนัยสำคัญ ไม่เพียงแต่จากรุ่นสู่รุ่นเท่านั้น แต่ยังจากคนหนึ่งไปยังอีกคนหนึ่งด้วย

ประการที่สอง ICT สมัยใหม่ การปรับปรุงคุณภาพของการฝึกอบรมและการศึกษา ช่วยให้บุคคลสามารถปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมและการเปลี่ยนแปลงทางสังคมที่กำลังดำเนินอยู่ได้อย่างประสบความสำเร็จและรวดเร็วยิ่งขึ้น สิ่งนี้ทำให้ทุกคนมีโอกาสได้รับความรู้ที่จำเป็นทั้งในปัจจุบันและในสังคมหลังอุตสาหกรรมในอนาคต

ประการที่สาม การใช้งานเทคโนโลยีเหล่านี้อย่างแข็งขันและมีประสิทธิภาพในด้านการศึกษาเป็นปัจจัยสำคัญในการสร้างระบบการศึกษาที่ตรงตามข้อกำหนดของสังคมสารสนเทศและกระบวนการปฏิรูประบบการศึกษาแบบดั้งเดิมโดยคำนึงถึงความต้องการของสังคมอุตสาหกรรมสมัยใหม่

ปัจจุบัน สถาบันการศึกษาหลายแห่งใช้เทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมในสภาพแวดล้อมทางการศึกษา รวมถึงห้องปฏิบัติการเสมือนจริงสำหรับงานด้านฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา นิเวศวิทยา และวิชาอื่น ๆ เนื่องจากปรากฏการณ์และการทดลองหลายอย่างในลักษณะทางการศึกษาเป็นเรื่องยากหรือเป็นไปไม่ได้เลยที่จะดำเนินการในการศึกษา สถาบัน.

การใช้เครื่องมือแบบโต้ตอบอย่างมีประสิทธิภาพในกระบวนการศึกษาไม่เพียงแต่ช่วยปรับปรุงคุณภาพการศึกษาในโรงเรียนเท่านั้น แต่ยังช่วยประหยัดทรัพยากรทางการเงินและสร้างสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัยและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอีกด้วย

บทเรียนแบบโต้ตอบที่น่าสนใจและงานในห้องปฏิบัติการสามารถดำเนินการกับลูกของคุณที่บ้านในวิชาต่างๆ: ฟิสิกส์ ชีววิทยา เคมี นิเวศวิทยา

งานในห้องปฏิบัติการเสมือนจริงสามารถนำมาใช้ในห้องเรียนระหว่างการบรรยาย เพิ่มเติมจากเอกสารการบรรยาย ซึ่งดำเนินการในห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ผ่านเครือข่าย พร้อมด้วยการวิเคราะห์ประสิทธิภาพของนักเรียนในภายหลัง

ด้วยการเปลี่ยนพารามิเตอร์ในห้องปฏิบัติการเชิงโต้ตอบ ผู้ใช้จะเห็นการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อม 3 มิติอันเป็นผลมาจากการกระทำของเขา

วัตถุ:การใช้ ICT ในกระบวนการศึกษา

รายการ:การพัฒนาห้องปฏิบัติการเสมือนจริงเพื่อฝึกอบรมผู้เชี่ยวชาญในอนาคต

เป้าหมายของงาน:การพัฒนาชุดซอฟต์แวร์ “ห้องปฏิบัติการเสมือนสำหรับฟิสิกส์”

วัตถุประสงค์ของงาน:

วิเคราะห์วรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์และการสอนเกี่ยวกับการพัฒนาและการใช้เครื่องมือเสมือนจริงในกระบวนการศึกษา
เลือกหลักการและข้อกำหนดสำหรับการพัฒนาชุดซอฟต์แวร์ - ห้องปฏิบัติการเสมือน
วิเคราะห์และเลือกเครื่องมือสำหรับสร้างห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนจริง
พัฒนาโครงสร้างของชุดซอฟต์แวร์ “Virtual Physics Laboratory”
พัฒนาแพ็คเกจซอฟต์แวร์โดยใช้ฐานข้อมูลที่มีอยู่ขององค์ประกอบห้องปฏิบัติการเสมือน
ทดสอบชุดซอฟต์แวร์ที่สร้างขึ้น “Virtual Laboratory for Physics”

วิธีการทำงาน:การวิเคราะห์วรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์และการสอน การเปรียบเทียบ การกำหนดอัลกอริทึม การเขียนโปรแกรม

มีระเบียบแบบแผนและ ใช้ได้จริงความสำคัญอยู่ที่การเพิ่มคุณค่าของสื่อระเบียบวิธีเพื่อสนับสนุนกระบวนการศึกษาในการสร้างชุดซอฟต์แวร์ "ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือน" เพื่อทำการทดลองในหัวข้อนี้

เป้าหมายและวัตถุประสงค์กำหนดโครงสร้างของวิทยานิพนธ์

บทนำยืนยันความเกี่ยวข้องของการเลือกหัวข้อ กำหนดวัตถุประสงค์ หัวข้อ กำหนดเป้าหมายและวัตถุประสงค์ อธิบายความสำคัญด้านระเบียบวิธีและการปฏิบัติของงานที่ทำ และกำหนดลักษณะโครงสร้างทั่วไปของโครงการวิจัยที่เสร็จสมบูรณ์

บทแรก “ประเด็นทางทฤษฎีในการพัฒนาเครื่องมือการเรียนรู้เสมือนจริง” พิจารณาประเด็นต่อไปนี้: การใช้ ICT ในกระบวนการศึกษา นำเสนอการคัดเลือกหลักการและข้อกำหนดสำหรับการพัฒนาเครื่องมือการเรียนรู้เสมือนจริงด้วยคอมพิวเตอร์ ประเด็นของกระบวนการการเรียนรู้เสมือนจริง ความเป็นไปได้ของงานห้องปฏิบัติการเสมือนจริงในการศึกษากระบวนการและปรากฏการณ์ที่ยากต่อการศึกษาในสภาวะจริง

บทที่สอง "การใช้งานจริงของชุดซอฟต์แวร์ห้องปฏิบัติการเสมือนสำหรับฟิสิกส์" นำเสนอ: ตัวเลือกเครื่องมือสำหรับการสร้างชุดซอฟต์แวร์ห้องปฏิบัติการเสมือน วิเคราะห์ฐานข้อมูลส่วนประกอบสำเร็จรูปและอุปกรณ์สำเร็จรูปในวิชาฟิสิกส์ที่มีอยู่ คัดเลือกองค์ประกอบจากฐานข้อมูลสำเร็จรูปเพื่อสร้างห้องปฏิบัติการเสมือนจริงในวิชาฟิสิกส์ อธิบายกระบวนการพัฒนากรอบซอฟต์แวร์สำหรับสร้างห้องปฏิบัติการเสมือน มีการนำเสนอเนื้อหาที่แสดงให้เห็นถึงความสามารถของชุดซอฟต์แวร์ที่สร้างขึ้น "Virtual Laboratory for Physics"

โดยสรุปคือนำเสนอผลงานหลักๆ

วิทยานิพนธ์ประกอบด้วย คำนำ สองบท บทสรุป และรายการอ้างอิง จำนวน 46 แหล่ง ปริมาณงานทั้งหมดนำเสนอ 56 หน้า มี 25 รูป 2 ตาราง

1 การประยุกต์ใช้เครื่องมือการเรียนรู้เสมือนจริง

1.1 ความเป็นไปได้ของ ICT ในการจัดกระบวนการศึกษาโดยใช้ห้องปฏิบัติการเสมือนจริง

ในปัจจุบัน เป้าหมายและวัตถุประสงค์ที่การศึกษาสมัยใหม่กำลังเผชิญอยู่กำลังเปลี่ยนแปลง ความพยายามกำลังเปลี่ยนจากการได้รับความรู้ไปสู่การพัฒนาความสามารถ และการเน้นกำลังเปลี่ยนไปสู่การเรียนรู้ที่เน้นนักเรียนเป็นศูนย์กลาง แต่อย่างไรก็ตาม บทเรียนยังคงเป็นและยังคงเป็นองค์ประกอบหลักของกระบวนการศึกษา กิจกรรมการเรียนรู้ของนักเรียนจะเน้นไปที่บทเรียนเป็นส่วนใหญ่ คุณภาพของการเตรียมนักเรียนจะถูกกำหนดโดยเนื้อหาของการศึกษาเทคโนโลยีสำหรับการดำเนินการบทเรียนการวางแนวองค์กรและการปฏิบัติบรรยากาศดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีการสอนใหม่ในกระบวนการศึกษา เป้าหมายของการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ: การพัฒนาบุคลิกภาพของนักเรียน, การเตรียมพร้อมสำหรับกิจกรรมการผลิตที่เป็นอิสระในสังคมข้อมูลผ่านการพัฒนาการคิดเชิงสร้างสรรค์, อัลกอริทึม, ขอบคุณลักษณะเฉพาะของการสื่อสารกับคอมพิวเตอร์, ความคิดสร้างสรรค์โดยการลดส่วนแบ่งของกิจกรรมการสืบพันธุ์ การก่อตัวของวัฒนธรรมข้อมูลความสามารถในการประมวลผลข้อมูล (ด้วยการใช้โปรเซสเซอร์ตารางฐานข้อมูล) การดำเนินการตามระเบียบสังคมที่กำหนดโดยการให้ข้อมูลของสังคมยุคใหม่: - เตรียมนักเรียนโดยใช้เทคโนโลยีสารสนเทศสำหรับกิจกรรมการเรียนรู้ที่เป็นอิสระ แรงจูงใจของกระบวนการศึกษา (การปรับปรุงคุณภาพและประสิทธิภาพของกระบวนการเรียนรู้ผ่านการนำความสามารถด้านเทคโนโลยีสารสนเทศไปใช้ การระบุและการใช้สิ่งจูงใจเพื่อปรับปรุงกิจกรรมการเรียนรู้)

ผลกระทบของการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารต่อผู้เรียนคืออะไร? - ICT ช่วยเพิ่มความสนใจทางปัญญาในเรื่องนั้น - ICT มีส่วนช่วยในการเติบโตของผลสัมฤทธิ์ของนักเรียนในสาขาวิชานั้น - ICT ช่วยให้นักเรียนได้แสดงออกในบทบาทใหม่ - ICT พัฒนาทักษะสำหรับกิจกรรมการผลิตอิสระ - ICT มีส่วนช่วยสร้างสถานการณ์แห่งความสำเร็จให้กับนักเรียนทุกคน

การใช้ ICT ในกระบวนการศึกษาทำให้ครูมีโอกาสสอนเพิ่มเติม ได้แก่:

การตอบสนองทันทีระหว่างผู้ใช้กับเครื่องมือ ICT ซึ่งช่วยให้สามารถสนทนาแบบโต้ตอบได้

การสร้างภาพข้อมูลทางการศึกษาด้วยคอมพิวเตอร์ซึ่งเกี่ยวข้องกับการนำความสามารถของวิธีการสมัยใหม่ในการแสดงวัตถุกระบวนการปรากฏการณ์ (ทั้งจริงและ "เสมือน") รวมถึงแบบจำลองของพวกเขานำเสนอในพลวัตของการพัฒนาทั้งในด้านเวลาและเชิงพื้นที่ การเคลื่อนไหวในขณะที่ยังคงรักษาความเป็นไปได้ของการสื่อสารโต้ตอบกับโปรแกรม

การสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ของวัตถุที่กำลังศึกษา ความสัมพันธ์ ปรากฏการณ์ กระบวนการที่เกิดขึ้นทั้งจริงและ "เสมือนจริง"

ระบบอัตโนมัติของกระบวนการคำนวณกิจกรรมการดึงข้อมูลการประมวลผลผลลัพธ์ของการทดลองทางการศึกษาทั้งที่เกิดขึ้นจริงและนำเสนอบนหน้าจอ "เสมือนจริง" โดยมีความเป็นไปได้ในการทำซ้ำส่วนย่อยหรือการทดสอบเองหลายครั้งซึ่งช่วยให้คุณสามารถระบุ ผลการทดลอง แปรผันค่าพารามิเตอร์ (เช่น ปริมาณทางกายภาพ) เงื่อนไขการทดลองอย่างเพียงพอ กำหนดสมมติฐานการทดลอง ทดสอบ ปรับเปลี่ยนสถานการณ์ภายใต้การศึกษาตามผลการทดลอง ทำนายผลการทดลอง ศึกษา;

ดึงดูดกิจกรรมประเภทต่าง ๆ ที่ออกแบบมาสำหรับตำแหน่งที่กระตือรือร้นของนักเรียนที่ได้รับความรู้ในระดับเพียงพอในหัวข้อในการคิดโต้แย้งเหตุผลอย่างอิสระผู้ที่เรียนรู้ที่จะเรียนรู้และรับข้อมูลที่จำเป็นอย่างอิสระ

ระบบอัตโนมัติของกระบวนการจัดการองค์กรของกิจกรรมการศึกษาและการติดตามผลลัพธ์ของการเรียนรู้สื่อการเรียนรู้: การสร้างและแจกจ่ายสื่อขององค์กรและระเบียบวิธีการดาวน์โหลดและส่งสัญญาณผ่านเครือข่าย

การจำลองการเรียนรู้ถือได้ว่าเป็นกระบวนการที่เป็นรูปธรรมในการเคลื่อนไหวจากเต็มเวลาผ่านระยะทางไปสู่การศึกษาเสมือนจริง ซึ่งดูดซับคุณสมบัติที่ดีที่สุดของเต็มเวลา การติดต่อทางจดหมาย ระยะทาง และรูปแบบการศึกษาอื่น ๆ และควรจะเพียงพอสำหรับสังคมข้อมูลของรัสเซียที่เกิดขึ้นใหม่ . กระบวนการนี้ เช่นเดียวกับกระบวนการให้ข้อมูลข่าวสารทางการศึกษา เป็นไปตามวัตถุประสงค์ เป็นธรรมชาติ และมีเงื่อนไขโดยปัจจัยหลายประการ:

การพัฒนาอย่างรวดเร็วของระบบโทรคมนาคมและระบบสารสนเทศเปิดโอกาสการสอนใหม่สำหรับการปรับปรุงระบบการศึกษา
ความต้องการภายในของระบบการศึกษา ซึ่งเกี่ยวข้องกับการให้การเข้าถึงการศึกษาขั้นพื้นฐานที่มีคุณภาพสูง ราคาไม่แพง และเคลื่อนที่แก่ประชากรส่วนใหญ่

จากมุมมองของการสอนในฐานะวิทยาศาสตร์ เราสามารถพิจารณาว่ากระบวนการเรียนรู้เสมือนจริงเกิดขึ้นในระบบการสอน ซึ่งมีองค์ประกอบ ได้แก่ เป้าหมาย เนื้อหา นักเรียน ครู และระบบย่อยทางเทคโนโลยีของการเรียนรู้เสมือนจริง นี่เป็นกระบวนการปฏิสัมพันธ์ระหว่างผู้เรียน (นักเรียน) กับครู (ครู) ที่มีการจัดการและมีจุดมุ่งหมาย ระหว่างกันเองและกับอุปกรณ์ช่วยสอน และไม่สำคัญต่อสถานที่ในอวกาศและเวลา โครงสร้างทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับกรอบวัสดุ เทคนิค และกฎระเบียบ

การก่อตัวของเนื้อหาของการศึกษาเสมือนจริงเช่นเดียวกับในระบบการศึกษาแบบดั้งเดิมนั้นขึ้นอยู่กับทฤษฎีที่เลือกในการจัดเนื้อหาการศึกษาและคำนึงถึงหลักการที่เกี่ยวข้อง

สภาพแวดล้อมด้านระเบียบวิธีมีลักษณะเฉพาะโดยวิธีการเรียนรู้เชิงรุกและวิธีการโครงงาน แท้จริงแล้ว การเรียนรู้เสมือนจริงมีความอ่อนไหวต่อวิธีการสร้างสรรค์ใหม่ๆ เช่น วิธีการเรียนรู้แบบลงมือปฏิบัติมากที่สุด (การระดมความคิด เกมธุรกิจ กรณีศึกษา วิธีการทำโครงงาน ฯลฯ)

นักเรียนเสมือนเป็นบุคคลสำคัญในกระบวนการการศึกษาเสมือนจริงอย่างถูกต้อง เนื่องจากเขาเป็น "ลูกค้าและลูกค้า" หลักของระบบการศึกษาเสมือนจริง เราสามารถเน้นความแตกต่างหลักและข้อดีของนักเรียนเสมือนได้ ซึ่งมีความเข้มข้นในสูตรต่อไปนี้: "การศึกษาที่ไร้พรมแดน" "การศึกษาตลอดชีวิต" "การศึกษาด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่า" ในทางกลับกัน มีการกำหนดข้อกำหนดเฉพาะกับนักเรียนเสมือนในรูปแบบของแรงจูงใจที่ยอดเยี่ยม ระเบียบวินัย ความสามารถในการใช้คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์สื่อสาร ฯลฯ -

เห็นได้ชัดว่าด้วยการเรียนรู้เสมือนจริง ปัญหาด้านการศึกษาและวารีวิทยาเกิดขึ้นในทุกระดับความรุนแรง

ครูเสมือนจริงยังเป็นบุคคลที่ทำงานทั้งโดยการสัมผัสโดยตรงหรือโดยอ้อมผ่านช่องทางโทรคมนาคม และนอกจากนี้ อาจเป็น “ครูสอนหุ่นยนต์” ในรูปแบบของ CD-ROM เป็นต้น

หน้าที่หลักของครูเสมือนคือการจัดการกระบวนการฝึกอบรม การศึกษา การพัฒนา กล่าวคือ เพื่อเป็นผู้จัดการด้านการสอน ในระหว่างการเรียนรู้เสมือนจริง เขาจะต้องมีบทบาทดังต่อไปนี้: ผู้ประสานงาน ที่ปรึกษา นักการศึกษา ฯลฯ

การจำลองสภาพแวดล้อมทางการศึกษาทำให้เกิดโอกาสทางการศึกษาใหม่ๆ ที่ยังไม่มีใครสำรวจ ซึ่งส่วนใหญ่จับต้องไม่ได้และยังไม่ได้รับการยอมรับในปัจจุบัน ในความคิดของเรา การใช้องค์ประกอบของระบบเทคโนโลยีการเรียนรู้เสมือนจริงอย่างถูกต้องทางวิทยาศาสตร์ จะไม่นำไปสู่การปรับโครงสร้างใหม่ ไม่ใช่การปรับปรุงที่รุนแรง แต่นำไปสู่การก่อตัวของระบบการศึกษาที่เป็นรากฐานใหม่

1.2 ห้องปฏิบัติการเสมือนเป็นเครื่องมือในการสอน

การใช้เทคโนโลยีสารสนเทศสมัยใหม่ในการศึกษาไม่ใช่นวัตกรรมอีกต่อไป แต่เป็นความจริงของวันนี้สำหรับโลกที่เจริญแล้วทั้งหมด ปัจจุบัน ICT เข้าสู่วงการการศึกษาอย่างมั่นคง ช่วยให้คุณสามารถเปลี่ยนแปลงคุณภาพของกระบวนการศึกษา ทำให้บทเรียนมีความทันสมัย น่าสนใจ และมีประสิทธิภาพ

สื่อเสมือนเป็นเครื่องมือหรือเครื่องมือสำหรับการเรียนรู้ในห้องเรียน การศึกษาเสมือนจริงยังแนะนำองค์ประกอบทางจริยธรรมด้วย เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์จะไม่มีวันแทนที่การเชื่อมโยงระหว่างนักเรียน สามารถรองรับศักยภาพในการแสวงหาทรัพยากรใหม่ร่วมกันเท่านั้น และเหมาะสำหรับใช้ในสถานการณ์การเรียนรู้ต่างๆ ที่นักเรียนในขณะที่เรียนวิชาใดวิชาหนึ่งมีส่วนร่วมในการสนทนากับเพื่อนและครูเกี่ยวกับเนื้อหาที่กำลังศึกษา

เทคโนโลยีเสมือนจริงเป็นวิธีหนึ่งในการเตรียมข้อมูล รวมถึงภาพ การเขียนโปรแกรมหลายโปรแกรมในสถานการณ์ต่างๆ

เมื่อดำเนินการบทเรียนโดยใช้วิธีการเสมือนจริง หลักการพื้นฐานของการสอนจะถูกสังเกต - การมองเห็นซึ่งช่วยให้นักเรียนเรียนรู้เนื้อหาได้อย่างเหมาะสม เพิ่มการรับรู้ทางอารมณ์และพัฒนาความคิดทุกประเภทในนักเรียน

เครื่องมือการเรียนรู้เสมือนจริงเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่ทันสมัยที่สุดที่ใช้สำหรับการสอนในห้องเรียน

การนำเสนอผลงานในห้องปฏิบัติการเสมือนจริงคือชุดภาพการเคลื่อนไหวที่สดใสและน่าจดจำ - ทั้งหมดนี้ช่วยให้คุณเห็นสิ่งที่ยากที่จะจินตนาการเพื่อสังเกตปรากฏการณ์และประสบการณ์ที่กำลังดำเนินอยู่ บทเรียนดังกล่าวช่วยให้คุณได้รับข้อมูลหลายรูปแบบในคราวเดียว ดังนั้นครูจึงมีโอกาสที่จะเพิ่มผลกระทบทางอารมณ์ต่อนักเรียน ข้อดีอย่างหนึ่งที่ชัดเจนของบทเรียนดังกล่าวคือการมองเห็นที่เพิ่มขึ้น เรามารำลึกถึงวลีอันโด่งดังของ K.D. Ushinsky: “ธรรมชาติของเด็กต้องการความชัดเจนอย่างชัดเจน สอนเด็กสักห้าคำที่เขาไม่รู้จัก แล้วเขาจะทนทุกข์ทรมานเป็นเวลานานและไร้ผลเพราะคำเหล่านั้น แต่เชื่อมโยงคำศัพท์เหล่านี้ยี่สิบคำเข้ากับรูปภาพ - แล้วเด็ก ๆ จะได้เรียนรู้มันทันที คุณอธิบายแนวคิดง่ายๆ ให้เด็กฟัง แต่เขาก็ไม่เข้าใจคุณ คุณอธิบายภาพที่ซับซ้อนให้เด็กคนเดียวกันฟัง และเขาก็เข้าใจคุณเร็ว... หากคุณอยู่ในชั้นเรียนที่เข้าใจคำศัพท์ได้ยาก (และเราไม่มองว่าจะเป็นชั้นเรียนดังกล่าว) ให้เริ่มแสดงรูปภาพ และชั้นเรียนจะเริ่มพูด และที่สำคัญ พวกเขาจะพูด

ฟรี..."

ได้มีการทดลองแล้วว่าเมื่อนำเสนอเนื้อหาด้วยวาจา นักเรียนจะรับรู้และสามารถประมวลผลข้อมูลได้มากถึง 1,000 หน่วยต่อนาที และเมื่ออวัยวะที่มองเห็นเชื่อมต่อกัน ก็จะมากถึง 100,000 หน่วยดังกล่าว

การใช้เครื่องมือเสมือนจริงในห้องเรียนเป็นแรงกระตุ้นการเรียนรู้ที่ทรงพลัง เครื่องมือเสมือนจริงอย่างหนึ่งคือห้องปฏิบัติการเสมือนจริง ซึ่งมีบทบาทสำคัญในกระบวนการทางการศึกษา พวกเขาไม่ได้แทนที่หนังสือเรียนสำหรับครูและฟิสิกส์ แต่สร้างโอกาสใหม่ที่ทันสมัยในการเรียนรู้เนื้อหา: การมองเห็นเพิ่มขึ้น และความเป็นไปได้ในการสาธิตการทดลองที่ยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะดำเนินการในสถาบันการศึกษาก็ขยายออกไป

ห้องปฏิบัติการเสมือนเป็นโมดูลซอฟต์แวร์เชิงโต้ตอบที่ออกแบบมาเพื่อใช้การเปลี่ยนแปลงจากฟังก์ชันการแสดงข้อมูลของแหล่งข้อมูลดิจิทัลไปเป็นฟังก์ชันเครื่องมือและการค้นหา ซึ่งส่งเสริมการพัฒนาของการคิดอย่างมีวิจารณญาณ การพัฒนาทักษะและความสามารถในการใช้งานจริง ข้อมูลที่ได้รับ

การจำแนกประเภทของงานห้องปฏิบัติการซึ่งขึ้นอยู่กับแนวทางการใช้งาน:

คุณภาพสูง- ปรากฏการณ์หรือประสบการณ์ ซึ่งมักจะยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะนำไปใช้ในสถาบันการศึกษา จะถูกทำซ้ำบนหน้าจอเมื่อควบคุมโดยผู้ใช้

กึ่งปริมาณ- ในห้องปฏิบัติการเสมือนจริงประสบการณ์จะถูกจำลองและการเปลี่ยนแปลงที่สมจริงในลักษณะเฉพาะส่วนบุคคล (เช่นตำแหน่งของตัวเลื่อนลิโน่ในวงจรไฟฟ้า) ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของการติดตั้งวงจรอุปกรณ์

เชิงปริมาณ(พารามิเตอร์) - ในแบบจำลอง พารามิเตอร์ที่ระบุเป็นตัวเลขจะเปลี่ยนคุณลักษณะที่ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์เหล่านั้นหรือจำลองปรากฏการณ์

โครงการวางแผนที่จะสร้างงานทั้งสามประเภท แต่จุดเน้นหลักคืองานห้องปฏิบัติการกึ่งปริมาณที่สมจริงซึ่งรับประกันประสิทธิภาพการสอนสูงในการใช้งาน คุณลักษณะที่สำคัญของแนวทางที่นำเสนอคือความสามารถในการฝึกทักษะการทดลองในแบบจำลองกึ่งปริมาณที่สมจริง นอกจากนี้ พวกเขายังใช้ความแปรปรวนในการดำเนินการทดลองและค่าที่ได้รับ ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพของการใช้เวิร์กช็อประหว่างการทำงานเครือข่ายในชั้นเรียนคอมพิวเตอร์

คุณลักษณะที่โดดเด่นของการพัฒนาตามแผนควรเป็นความสมจริงสูงของการทดลองในห้องปฏิบัติการเสมือนจริง ความแม่นยำในการสร้างกฎทางกายภาพของโลก และแก่นแท้ของการทดลองและปรากฏการณ์ ตลอดจนการโต้ตอบที่สูงเป็นพิเศษ ตรงกันข้ามกับงานห้องปฏิบัติการเสมือนจริงที่นำมาใช้ซึ่งทักษะและความสามารถที่ไม่ได้ฝึกฝนนั้นเป็นงานจริง เมื่อสร้างแบบจำลองกึ่งปริมาณที่สมจริงจะเน้นไปที่การพัฒนาทักษะการทำงานทดลองที่มีความเกี่ยวข้องและเหมาะสม นอกจากนี้ในงานดังกล่าวจะตระหนักถึงความแปรปรวนสูงในการดำเนินการทดลองและค่าที่ได้รับซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้การประชุมเชิงปฏิบัติการในห้องปฏิบัติการระหว่างงานเครือข่ายในชั้นเรียนคอมพิวเตอร์

การศึกษาแบบจำลองกึ่งปริมาณ (ด้วยพื้นฐานทางคณิตศาสตร์โดยนัย) เป็นงานที่ไม่สำคัญซึ่งเกี่ยวข้องกับทักษะที่หลากหลาย เช่น การวางแผนการทดลอง การหยิบยก หรือการเลือกสมมติฐานที่สมเหตุสมผลที่สุดเกี่ยวกับความสัมพันธ์ของปรากฏการณ์ คุณสมบัติ พารามิเตอร์ สรุปผลจากข้อมูลการทดลอง กำหนดปัญหา สิ่งสำคัญและเหมาะสมอย่างยิ่งคือความสามารถในการระบุขอบเขต (พื้นที่ เงื่อนไข) ของการบังคับใช้แบบจำลองทางวิทยาศาสตร์ รวมถึงการศึกษาว่าด้านใดของปรากฏการณ์จริงที่แบบจำลองคอมพิวเตอร์สามารถทำซ้ำได้สำเร็จ และด้านใดอยู่นอกเหนือขอบเขตของสิ่งที่กำลังสร้างแบบจำลอง

การใช้บทเรียนของงานห้องปฏิบัติการเสมือนจริงที่เกี่ยวข้องกับงานจริงอาจมีได้หลายประเภท:

การสาธิตการใช้งาน (ก่อนใช้งานจริง): แสดงด้านหน้า, จากหน้าจอมอนิเตอร์ขนาดใหญ่หรือผ่านเครื่องฉายมัลติมีเดีย, ลำดับการกระทำของงานจริง; แนะนำให้ใช้แบบจำลองเชิงคุณภาพและกึ่งเชิงปริมาณที่สมจริง
การใช้งานทั่วไป (หลังการทำงานจริง): โหมดส่วนหน้า (การสาธิต การชี้แจงคำถาม การสรุปและการรวมสิ่งที่ได้พูดคุยกัน) หรือรายบุคคล (การทดลองทางคณิตศาสตร์ การวิเคราะห์กราฟและค่าดิจิทัล การศึกษาแบบจำลองเป็นแนวทาง ของการสะท้อนและเป็นตัวแทนของความเป็นจริง ควรใช้แบบจำลองเชิงปริมาณ)
การใช้งานเชิงทดลอง (แทนการทำงานจริง): การทำงานเป็นรายบุคคล (ในกลุ่มย่อย) การทำงานให้เสร็จสิ้นในห้องปฏิบัติการเสมือนจริงโดยไม่ต้องทำงานจริง, การทดลองทางคอมพิวเตอร์ สามารถทำได้ทั้งแบบจำลอง 3 มิติกึ่งเชิงปริมาณที่สมจริงและแบบจำลองพาราเมตริก

ผลลัพธ์ที่คาดหวังจากการนำห้องปฏิบัติการเสมือนจริงมาเป็นเครื่องมือการเรียนรู้เสมือนจริง:

การสร้างและการดำเนินการประชุมเชิงปฏิบัติการด้วยความสมจริงสูงและพื้นฐานทางคณิตศาสตร์โดยนัยซึ่งเป็นเป้าหมายของการวิจัยของนักศึกษาจะกลายเป็นหนึ่งในรากฐานสำหรับการพัฒนาการคิดอย่างมีวิจารณญาณและความเป็นอิสระ
การเพิ่มประสิทธิภาพของการฝึกภาคปฏิบัติสามารถทำได้โดยการผสมผสานระหว่างงานจริงและงานเสมือนจริงอย่างเหมาะสม
คาดการณ์ว่าจะมีความสนใจในกระบวนการเรียนรู้เพิ่มขึ้นในกลุ่มนักเรียนที่ไม่ประสบความสำเร็จในระบบการสอนแบบเดิมๆ

1.3 หลักการและข้อกำหนดสำหรับการพัฒนาห้องปฏิบัติการเสมือน

เนื่องจากเมื่อปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการจะใช้เวลาส่วนใหญ่ในการทำความเข้าใจวิธีการทำงานด้วยการติดตั้ง จากนั้นโดยการดาวน์โหลดห้องปฏิบัติการเสมือน นักเรียนจึงมีโอกาสเตรียมตัวล่วงหน้าโดยการเรียนรู้อุปกรณ์และศึกษาการทำงานของอุปกรณ์ในโหมดต่างๆ เขาได้รับโอกาสในการทดสอบความรู้ในทางปฏิบัติ ติดตามการกระทำที่เกิดขึ้น และวิเคราะห์ผลลัพธ์ของงานที่ทำ

การใช้เทคโนโลยีการฝึกอบรมเสมือนจริงทำให้สามารถจำลองอินเทอร์เฟซของอุปกรณ์จริงในรูปแบบของแบบจำลองเสมือนจริงได้อย่างสมบูรณ์ โดยคงฟังก์ชันการทำงานทั้งหมดไว้ นักเรียนเปิดห้องปฏิบัติการเสมือนจริงบนคอมพิวเตอร์ ซึ่งช่วยประหยัดเวลาได้มากในชั้นเรียนภาคปฏิบัติ นอกจากนี้ เมื่อพัฒนาโปรแกรมจำลอง จะใช้รุ่นอุปกรณ์ที่ทำงานบนหลักการเดียวกันกับของจริง พารามิเตอร์และหลักการทำงานสามารถเปลี่ยนแปลงได้ง่าย โดยสังเกตว่าสิ่งนี้สะท้อนให้เห็นในผลการวัดอย่างไร จากการใช้ห้องปฏิบัติการเสมือนจริง เราได้รับการฝึกอบรมคุณภาพสูงสำหรับนักเรียนในการทำงานในห้องปฏิบัติการและการทำงานกับอุปกรณ์ ซึ่งทำให้นักเรียนสามารถศึกษาปรากฏการณ์ทางกายภาพในเชิงลึกและการแสดงภาพงานที่กำลังดำเนินการได้

ชุดซอฟต์แวร์ "Virtual Physics Laboratory" จะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดหลายประการ:

ข้อกำหนดขั้นต่ำของระบบที่จะช่วยให้คุณสามารถรันผลิตภัณฑ์บนคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเครื่องใดก็ได้ ควรสังเกตว่าสถาบันการศึกษาบางแห่งไม่สามารถซื้อคอมพิวเตอร์รุ่นล่าสุดได้
ความเรียบง่ายและการเข้าถึงการใช้งาน ชุดซอฟต์แวร์นี้ออกแบบมาสำหรับนักเรียนระดับมัธยมศึกษาตอนต้น (เกรด 8 - 9) ดังนั้นควรพิจารณาจากลักษณะทางจิตวิทยาส่วนบุคคลของพัฒนาการของนักเรียน
ห้องปฏิบัติการเสมือนแต่ละแห่งควรมีคำอธิบายและคำแนะนำในการดำเนินการ ซึ่งจะช่วยให้นักเรียนรับมือกับงานได้โดยไม่ต้องใช้ความพยายามมากนัก
ห้องปฏิบัติการเสมือนจริงจะเสร็จสมบูรณ์เมื่อมีการใช้สื่อการเรียนรู้อย่างเชี่ยวชาญ
การมองเห็นประสิทธิภาพการทำงานซึ่งช่วยให้คุณสามารถสังเกตการกระทำที่เกิดขึ้นได้ โดยการเปลี่ยนพารามิเตอร์บางอย่างของระบบ นักเรียนจะเห็นว่าคนอื่นๆ เปลี่ยนแปลงไปอย่างไร

โครงสร้างทั่วไปของชุดซอฟต์แวร์ “ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือน”

ในการใช้แพ็คเกจซอฟต์แวร์ "Virtual Physics Laboratory" ได้มีการตัดสินใจใช้สี่บล็อกหลัก:

ห้องปฏิบัติการเสมือนจริง
แนวทาง.
เกี่ยวกับนักพัฒนา

บล็อกแรก “ข้อมูลห้องปฏิบัติการเสมือน” จะมีข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับคุณประโยชน์ หลักการ และผลลัพธ์ที่ต้องการของห้องปฏิบัติการเสมือน จะมีการมอบคุณสมบัติที่โดดเด่นของผลงานเสมือนจริงที่สัมพันธ์กับของจริงด้วย

บล็อกที่สอง "Virtual Laboratories" ได้รับการวางแผนให้แบ่งออกเป็นหลายบล็อกย่อยตามส่วนของฟิสิกส์ แผนกนี้จะช่วยให้นักเรียนสามารถหางานที่ต้องการได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย และเริ่มทำงานให้เสร็จและประหยัดเวลาได้อย่างมาก หน่วยนี้จะรวมถึงงานการประกอบวงจรไฟฟ้าตลอดจนงานเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางความร้อนและทางกล

ช่วงที่สาม "คำแนะนำด้านระเบียบวิธี" จะเป็นคำอธิบายและการดำเนินงานของห้องปฏิบัติการเสมือน ตลอดจนคำแนะนำโดยย่อสำหรับการนำไปปฏิบัติ ในส่วนนี้จำเป็นต้องระบุหมวดหมู่อายุที่ออกแบบชุดซอฟต์แวร์ที่กำลังพัฒนาด้วย ดังนั้น นักเรียนที่จนถึงขณะนี้ยังไม่มีความรู้เกี่ยวกับห้องปฏิบัติการเสมือนจริงก็สามารถเริ่มต้นสร้างห้องปฏิบัติการให้เสร็จสมบูรณ์ได้อย่างง่ายดายและรวดเร็ว

2 การใช้งานจริงของชุดซอฟต์แวร์ “ห้องปฏิบัติการเสมือนสำหรับฟิสิกส์”

การเลือกเครื่องมือสำหรับสร้างห้องปฏิบัติการเสมือนจริง

จากการวิเคราะห์โครงสร้างทั่วไปของห้องปฏิบัติการเสมือน หลักการ และข้อกำหนด เราเชื่อว่าแบบจำลองสำหรับการดำเนินโครงการควรเป็นเว็บไซต์ส่วนตัวที่อยู่บนคอมพิวเตอร์เครื่องเดียว ซึ่งสามารถดูได้โดยใช้เบราว์เซอร์

ในฐานะนักพัฒนาเว็บไซต์ เราต้องเผชิญกับคำถามที่ว่าเครื่องมือใดที่สามารถทำงานได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ ขณะนี้มีบรรณาธิการสองประเภทที่สร้างเว็บไซต์ เหล่านี้คือโปรแกรมแก้ไขที่ทำงานโดยตรงกับโปรแกรมแก้ไขโค้ดและภาพ เทคโนโลยีทั้งสองมีข้อดีและข้อเสีย เมื่อสร้างเว็บไซต์โดยใช้โปรแกรมแก้ไขโค้ด นักพัฒนาจำเป็นต้องรู้ภาษา HTML การทำงานในโปรแกรมแก้ไขภาพนั้นค่อนข้างง่ายและคล้ายกับกระบวนการสร้างเอกสารใน Microsoft Word

เรามาดูบรรณาธิการเว็บบางส่วนที่มีอยู่ในปัจจุบันกันดีกว่า

เครื่องมือที่ง่ายที่สุดสำหรับการสร้างเว็บเพจคือแอปพลิเคชัน Notepad แต่การใช้ Notepad ต้องมีความรู้เกี่ยวกับ Hypertext Markup Language (HTML) และความเข้าใจโครงสร้างของเว็บเพจเป็นอย่างดี เป็นที่พึงปรารถนาที่จะมีความรู้ระดับมืออาชีพที่ทำให้สามารถสร้างเว็บไซต์โดยใช้เทคโนโลยี Active X และ Flash ได้ด้วยวิธีการที่เรียบง่ายเช่นนี้

ผู้ที่ชื่นชอบการพิมพ์โค้ด HTML ด้วยมือ แต่ไม่มีฟังก์ชันของ Notepad และโปรแกรมที่คล้ายกัน ให้เลือกโปรแกรมที่เรียกว่า TextPad ที่จริงแล้วโปรแกรมนี้คล้ายกับ Notepad มาก แต่นักพัฒนาได้อำนวยความสะดวกเป็นพิเศษในการเขียนโค้ด HTML (เช่นเดียวกับ Java, C, C++, Perl และภาษาอื่น ๆ ) สิ่งนี้แสดงให้เห็นในความจริงที่ว่าเมื่อเขียนเอกสาร HTML แท็กทั้งหมดจะถูกเน้นด้วยสีน้ำเงินโดยอัตโนมัติ คุณลักษณะเป็นสีน้ำเงินเข้ม และค่าแอตทริบิวต์เป็นสีเขียว (สามารถปรับแต่งสีได้ตามที่คุณต้องการ เช่นเดียวกับแบบอักษร) ฟังก์ชันไฮไลต์นี้มีประโยชน์เนื่องจากในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดโดยไม่ตั้งใจในชื่อของแท็กหรือแอตทริบิวต์ โปรแกรมจะรายงานทันที

คุณยังสามารถใช้โปรแกรมแก้ไขภาพเพื่อสร้างทรัพยากรบนเว็บได้ เรากำลังพูดถึงสิ่งที่เรียกว่าบรรณาธิการแบบ WYSIWYG ชื่อนี้มาจากประโยค “What You See Is What You Get” - What you see is what you get. โปรแกรมแก้ไขแบบ WYSIWYG ช่วยให้คุณสร้างเว็บไซต์และหน้าเว็บได้ แม้สำหรับผู้ใช้ที่ไม่คุ้นเคยกับภาษามาร์กอัปไฮเปอร์เท็กซ์ (HTML)

Macromedia Dreamweaver เป็นตัวแก้ไข HTML ระดับมืออาชีพสำหรับการสร้างและจัดการเว็บไซต์ที่มีความซับซ้อนและหน้าอินเทอร์เน็ตที่แตกต่างกัน Dreamweaver มีเครื่องมือและเครื่องมือมากมายสำหรับการแก้ไขและสร้างเว็บไซต์ระดับมืออาชีพ: HTML, CSS, javascript, ดีบักเกอร์ javascript, โปรแกรมแก้ไขโค้ด (โปรแกรมดูโค้ดและตัวตรวจสอบโค้ด) ซึ่งช่วยให้คุณสามารถแก้ไข javascript, XML และเอกสารข้อความอื่น ๆ ที่รองรับใน Dreamweaver . เทคโนโลยี Roundtrip HTML นำเข้าเอกสาร HTML โดยไม่ต้องฟอร์แมตโค้ดใหม่ และช่วยให้คุณสามารถกำหนดค่า Dreamweaver ให้ "ล้างข้อมูล" และฟอร์แมต HTML ใหม่ตามที่นักพัฒนาต้องการ

ความสามารถในการแก้ไขภาพของ Dreamweaver ยังช่วยให้คุณสร้างหรือออกแบบโปรเจ็กต์ใหม่ได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องเขียนโค้ดใดๆ คุณสามารถดูองค์ประกอบแบบรวมศูนย์ทั้งหมดและ "ลาก" องค์ประกอบเหล่านั้นจากแผงที่สะดวกลงในเอกสารได้โดยตรง คุณสามารถกำหนดค่าฟังก์ชัน Dreamweaver ทั้งหมดได้ด้วยตัวเองโดยใช้เอกสารที่จำเป็น

ในการสร้างห้องปฏิบัติการเสมือนจริง เราใช้สภาพแวดล้อม FrontPage ตามแหล่งข้อมูลบางแห่งบนอินเทอร์เน็ตทั่วโลก มากถึง 50 เปอร์เซ็นต์ของเพจและเว็บไซต์ทั้งหมด รวมถึงโปรเจ็กต์ขนาดใหญ่ ถูกสร้างขึ้นโดยใช้ Microsoft FrontPage และใน CIS ค่อนข้างเป็นไปได้ที่ตัวเลขนี้จะสูงถึง 80-90 เปอร์เซ็นต์

ข้อดีของ FrontPage เหนือโปรแกรมแก้ไขอื่นๆ นั้นชัดเจน:

FrontPage มีการสนับสนุนทางเว็บที่แข็งแกร่ง มีเว็บไซต์ กลุ่มข่าวสาร และการประชุมมากมายที่มุ่งเป้าไปที่ผู้ใช้ FrontPage นอกจากนี้ยังมีปลั๊กอินแบบเสียเงินและฟรีมากมายสำหรับ FrontPage ที่ขยายขีดความสามารถ ตัวอย่างเช่น เครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพกราฟิกที่ดีที่สุดในปัจจุบัน Ulead SmartSaver และ Ulead SmartSaver Pro จาก Ulead ถูกสร้างขึ้นในปลั๊กอินไม่เพียงแต่ใน Photoshop เท่านั้น แต่ยังรวมถึงใน FrontPage ด้วย นอกจากนี้ ยังมีอุตสาหกรรมของบริษัทมากมายที่พัฒนาและเผยแพร่ธีมสำหรับ FrontPage;
อินเทอร์เฟซของ FrontPage คล้ายกับอินเทอร์เฟซของโปรแกรมที่รวมอยู่ในชุด Microsoft Office มาก ซึ่งทำให้เรียนรู้ได้ง่ายขึ้น นอกจากนี้ยังมีการบูรณาการอย่างสมบูรณ์ระหว่างโปรแกรมที่รวมอยู่ใน Microsoft Office ซึ่งช่วยให้คุณใช้ข้อมูลที่สร้างในแอปพลิเคชันอื่นใน FrontPage

ต้องขอบคุณโปรแกรม FrontPage ที่ไม่เพียงแต่โปรแกรมเมอร์มืออาชีพเท่านั้นที่สามารถสร้างเว็บเพจได้ แต่ยังรวมถึงผู้ใช้ที่ต้องการมีเว็บไซต์เพื่อวัตถุประสงค์ส่วนตัวด้วย เนื่องจากผู้เขียนส่วนใหญ่เชื่อว่าไม่จำเป็นต้องเขียนโปรแกรมด้วยโค้ด HTML และรู้จักโปรแกรมแก้ไข HTML

ข้อร้องเรียนหลักที่นักพัฒนาที่สร้างเว็บเพจโดยใช้โค้ด HTML เกี่ยวกับ FrontPage คือ ในบางกรณีจะเขียนโค้ดที่ซ้ำซ้อนตามค่าเริ่มต้น สำหรับเว็บไซต์ขนาดเล็ก สิ่งนี้ไม่สำคัญ นอกจากนี้ FrontPage ยังช่วยให้นักพัฒนาสามารถทำงานกับโค้ด HTML ได้

ขั้นตอนการออกแบบและโครงสร้างของโปรแกรมเชลล์ “ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือน”

การออกแบบเป็นหนึ่งในขั้นตอนการพัฒนาที่สำคัญและยากที่สุดซึ่งขึ้นอยู่กับประสิทธิผลของงานต่อไปและผลลัพธ์สุดท้าย

สิ่งกระตุ้นสำคัญในการพัฒนาการออกแบบการสอนคือการเผยแพร่เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ เมื่อมาถึงในด้านการศึกษา วิธีการสอนเริ่มเปลี่ยนไปในทิศทางของเทคโนโลยี เทคโนโลยีสารสนเทศเพื่อการศึกษาได้ปรากฏขึ้น

การออกแบบการสอนเป็นกิจกรรมที่มุ่งเป้าไปที่การพัฒนาและการดำเนินโครงการการศึกษา ซึ่งเข้าใจว่าเป็นคอมเพล็กซ์ที่เป็นทางการของความคิดสร้างสรรค์ด้านการศึกษา ในการเคลื่อนไหวทางสังคมและการสอน ในระบบและสถาบันการศึกษา ในเทคโนโลยีการสอน (Bezrukova V.S.)

การออกแบบระบบ กระบวนการ หรือสถานการณ์การสอนเป็นกิจกรรมหลายขั้นตอนที่ซับซ้อน โดยจะสำเร็จเป็นชุดของขั้นตอนต่อๆ ไป โดยนำการพัฒนาของกิจกรรมที่กำลังจะเกิดขึ้นให้เข้าใกล้จากแนวคิดทั่วไปไปสู่การอธิบายการกระทำที่เฉพาะเจาะจงอย่างแม่นยำ

2.2.1 โครงสร้างชุดซอฟต์แวร์ “ห้องปฏิบัติการเสมือนสำหรับฟิสิกส์”

การออกแบบโปรแกรม “ห้องปฏิบัติการเสมือนในฟิสิกส์” เกิดขึ้นในขั้นตอนต่อไปนี้:

ตระหนักถึงความจำเป็นในการสร้างผลิตภัณฑ์
การพัฒนาโปรแกรม “ห้องปฏิบัติการเสมือนทางฟิสิกส์”
การวิเคราะห์ระบบควบคุมโดยใช้ ICT
การคัดเลือกห้องปฏิบัติการสำหรับปรากฏการณ์ทางความร้อนและทางกลจากฐานสำเร็จรูป ตลอดจนการสร้างห้องปฏิบัติการประกอบวงจรไฟฟ้า
คำอธิบายโดยย่อเกี่ยวกับความสามารถทางเทคโนโลยีของห้องปฏิบัติการเสมือนแต่ละแห่ง วัตถุประสงค์ กฎการปฏิบัติ ลำดับการดำเนินการ
การพัฒนาวิธีการใช้โปรแกรม “ห้องปฏิบัติการเสมือนทางฟิสิกส์”

ตามขั้นตอนที่พิจารณา โครงสร้างของชุดซอฟต์แวร์ "Virtual Physics Laboratory" ได้รับการพัฒนา (รูปที่ 1)

รูปที่ 1 - โครงสร้างของแพ็คเกจซอฟต์แวร์

“ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนจริง”

โครงสร้างของโปรแกรมเชลล์ประกอบด้วยแกนหลักสำหรับการจัดการโปรแกรม “ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือน” แกนหลักของการควบคุมคือหน้าเริ่มต้นของโปรแกรม บล็อกนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อนำทางผ่านโปรแกรมที่พัฒนาขึ้นสำหรับการเลือกและสาธิตห้องปฏิบัติการเสมือน และช่วยให้คุณสามารถย้ายไปยังบล็อกอื่น ๆ ได้ ให้การเข้าถึงส่วนต่อไปนี้อย่างรวดเร็ว:

“ข้อมูลเกี่ยวกับห้องปฏิบัติการเสมือน”;
"ห้องปฏิบัติการเสมือนจริง";
“เกี่ยวกับผู้พัฒนา”;

ส่วน “ข้อมูลเกี่ยวกับห้องปฏิบัติการเสมือนจริง” รวมถึงประเด็นทางทฤษฎีที่ช่วยให้เข้าใจบทบาทของเครื่องมือการเรียนรู้เสมือนจริงในกระบวนการศึกษา

ส่วน "ห้องปฏิบัติการเสมือน" ประกอบด้วยงานในห้องปฏิบัติการในสองส่วน ได้แก่ ปรากฏการณ์ทางความร้อนและทางกล และส่วนย่อย "การประกอบวงจรไฟฟ้า" ปรากฏการณ์ทางความร้อนและทางกลประกอบด้วยงานในห้องปฏิบัติการขั้นพื้นฐานและสำคัญที่สุดและการประกอบวงจรไฟฟ้าช่วยให้คุณสามารถประกอบวงจรตามคำแนะนำและกฎของฟิสิกส์

ส่วน "เกี่ยวกับนักพัฒนา" ประกอบด้วยข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับผู้เขียนและผลลัพธ์ที่คาดหวังจากการนำโปรแกรมเชลล์เข้าสู่กระบวนการศึกษาสมัยใหม่

2.2.2 โครงสร้างของห้องปฏิบัติการเสมือน

เว็บไซต์ประกอบด้วย 13 หน้า และเมื่อพิจารณาจากเอกสารอื่นๆ ที่มีอยู่แล้ว มีไฟล์ทั้งหมด 107 ไฟล์

รายการหน้าของเว็บไซต์ที่สร้างขึ้นจะแสดงในรูปที่ 2

รูปที่ 2 - รายการหน้าของเว็บไซต์ที่สร้างขึ้น

โฟลเดอร์รูปภาพประกอบด้วยรูปภาพที่ใช้ในการพัฒนาชุดซอฟต์แวร์ (รูปที่ 3)

รูปที่ 3 - รูปภาพที่ใช้

โฟลเดอร์ js มีชุดรหัสที่จำเป็นสำหรับการทำงานของแพ็คเกจซอฟต์แวร์ (รูปที่ 4) ตัวอย่างเช่น ไฟล์ data.js มีโค้ดที่กำหนดหน้าต่างพร้อมงานในการประกอบวงจรไฟฟ้า

รูปที่ 4 - องค์ประกอบของโฟลเดอร์ js

รูปที่ 5 แสดงโครงสร้างของห้องปฏิบัติการเสมือนในวิชาฟิสิกส์แยกตามส่วน

รูปที่ 5 - โครงสร้างของห้องปฏิบัติการเสมือนตามหมวดฟิสิกส์

แต่ละหน้าโหนดในไดอะแกรมนี้จะถูกระบุด้วยสี่เหลี่ยม เส้นที่เชื่อมต่อสี่เหลี่ยมเหล่านี้เป็นสัญลักษณ์ของการอยู่ใต้บังคับบัญชาร่วมกันของหน้าต่างๆ

ด้านล่างนี้เป็นคำอธิบายของบล็อกหลักของห้องปฏิบัติการเสมือน

เคอร์เนลสำหรับจัดการโปรแกรมเชลล์ "Virtual Physics Laboratory" จะแสดงอยู่ในหน้า index.html มันถูกสร้างขึ้นเพื่อให้ผู้ใช้สามารถใช้มันเพื่อเปลี่ยนไปใช้บล็อกอื่น ๆ ทั้งหมดของโปรแกรม กล่าวอีกนัยหนึ่ง แกนควบคุมให้การเข้าถึงข้อมูลความช่วยเหลือ การเข้าถึงการดำเนินการและการสาธิตงานห้องปฏิบัติการเสมือน การเข้าถึงข้อมูลเกี่ยวกับผู้เขียน และผลการพัฒนาที่คาดหวัง เมื่อพัฒนาแกนควบคุมของโปรแกรมห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือน เฟรม การตั้งค่าพื้นหลัง และการจัดรูปแบบข้อความก็ถูกนำมาใช้เช่นกัน

บล็อกข้อมูลของโปรแกรมเชลล์ "Virtual Physics Laboratory" แสดงโดยหน้า Info.html บล็อกนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ข้อมูลทั่วไปโดยย่อเกี่ยวกับห้องปฏิบัติการเสมือน บทบาทของห้องปฏิบัติการในการศึกษาสมัยใหม่ และยังระบุถึงข้อดีหลักๆ ด้วย

การพัฒนาชุดซอฟต์แวร์ “ห้องปฏิบัติการเสมือนสำหรับฟิสิกส์”

การพัฒนาชุดซอฟต์แวร์ "Virtual Physics Laboratory" เริ่มต้นด้วยการสร้างเว็บไซต์ ซึ่งมีโครงสร้างตามบล็อกที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ (รูปที่ 3) รูปที่ 6 แสดงโครงสร้างของชุดซอฟต์แวร์ “Virtual Physics Laboratory” แต่ละหน้าโหนดในไดอะแกรมนี้จะถูกระบุด้วยสี่เหลี่ยม เส้นที่เชื่อมต่อสี่เหลี่ยมเหล่านี้เป็นสัญลักษณ์ของการอยู่ใต้บังคับบัญชาร่วมกันของหน้าต่างๆ

รูปที่ 6 - โครงสร้างของแพ็คเกจซอฟต์แวร์

"ห้องปฏิบัติการเสมือนจริงทางฟิสิกส์"

แกนควบคุมของชุดซอฟต์แวร์จะแสดงอยู่ในหน้า index.htm ได้รับการออกแบบเพื่อให้ผู้ใช้สามารถเปลี่ยนไปใช้บล็อกอื่นๆ ทั้งหมดของชุดซอฟต์แวร์ได้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง แกนควบคุมให้การเข้าถึงข้อมูลเกี่ยวกับโปรแกรม การเข้าถึงงานเสมือนจริง การเข้าถึงคำแนะนำด้านระเบียบวิธี ตลอดจนการเข้าถึงข้อมูลเกี่ยวกับผู้พัฒนาชุดซอฟต์แวร์ "Virtual Physics Laboratory"

เมื่อพัฒนาแกนควบคุมของแพ็คเกจซอฟต์แวร์ Virtual Physics Laboratory เฟรม การตั้งค่าพื้นหลัง และการจัดรูปแบบข้อความก็ถูกนำมาใช้เช่นกัน

รูปแบบการสื่อสารระหว่างเพจได้รับการกำหนดค่าโดยใช้ปุ่มและไฮเปอร์ลิงก์ ไฮเปอร์ลิงก์ช่วยให้คุณสามารถนำทางไปยังหน้าที่ต้องการได้อย่างรวดเร็วและยังจัดระเบียบการเชื่อมต่อระหว่างหน้าต่างๆ ของเว็บไซต์ ซึ่งเป็นตัวกำหนดความสมบูรณ์ของเว็บไซต์ รูปที่ 7 แสดงแผนผังไฮเปอร์ลิงก์ การเปิดเผยสาขาในรูปแบบไฮเปอร์ลิงก์นี้ช่วยให้คุณสามารถจำลองตรรกะของการทำงานของโหนดได้โดยไม่ต้องเปิดหน้าเว็บด้วยตนเอง

รูปที่ 7 - โครงร่างของไฮเปอร์ลิงก์ของโหนด

สาธิตชุดซอฟต์แวร์ที่สร้างขึ้น “Virtual Laboratory for Physics”

2.4.1 การพัฒนาชุดซอฟต์แวร์สำหรับสร้างห้องปฏิบัติการเสมือน

การพัฒนาชุดซอฟต์แวร์สำหรับการสร้างห้องปฏิบัติการเสมือนเกิดขึ้นในขั้นตอนต่อไปนี้:

การวิเคราะห์ห้องปฏิบัติการเสมือนจริงในระบบการฝึกอบรมและการตระหนักถึงความจำเป็นในการสร้างผลิตภัณฑ์
การพัฒนาโปรแกรมเชลล์ “ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือน”
การพัฒนาโครงการห้องปฏิบัติการเสมือน
คำอธิบายโดยย่อเกี่ยวกับความสามารถทางเทคโนโลยีของห้องปฏิบัติการและวัตถุประสงค์
คำอธิบายความสามารถในการสอนของห้องปฏิบัติการเสมือนจริงในวิชาฟิสิกส์
การพัฒนาวิธีการใช้โปรแกรมเชลล์ “ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือน”

หน้าเริ่มต้นของโปรแกรมเชลล์สำหรับห้องปฏิบัติการเสมือนจะแสดงในรูปที่ 8 ด้วยความช่วยเหลือ ผู้ใช้สามารถไปที่ส่วนที่นำเสนอได้

รูปที่ 8 - หน้าเริ่มต้น

ชุดซอฟต์แวร์ดังกล่าวมีปุ่มนำทางสี่ปุ่ม:

ข้อมูลเกี่ยวกับห้องปฏิบัติการเสมือน
ห้องปฏิบัติการเสมือนจริง
แนวปฏิบัติ;
เกี่ยวกับนักพัฒนา

ข้อมูลเกี่ยวกับห้องปฏิบัติการเสมือนจริง

ส่วน “ข้อมูลเกี่ยวกับห้องปฏิบัติการเสมือน” ประกอบด้วยประเด็นทางทฤษฎีหลัก พูดถึงข้อดีหลักของห้องปฏิบัติการเสมือน ผลลัพธ์ที่ต้องการของการดำเนินการพัฒนา และแสดงไว้ในรูปที่ 9

รูปที่ 9 - ข้อมูลเกี่ยวกับห้องปฏิบัติการเสมือน

ส่วน "ข้อมูลเกี่ยวกับห้องปฏิบัติการเสมือนจริง" พูดถึงข้อดีของฟิสิกส์เชิงภาพ ได้แก่ ความเป็นไปได้ในการสาธิตปรากฏการณ์ทางกายภาพจากมุมมองที่กว้างขึ้นและการศึกษาที่ครอบคลุม งานแต่ละชิ้นครอบคลุมเนื้อหาทางการศึกษาจำนวนมาก รวมถึงจากส่วนต่างๆ ของฟิสิกส์ นี่เป็นโอกาสที่เพียงพอในการรวมความสัมพันธ์แบบสหวิทยาการเพื่อสรุปและจัดระบบความรู้ทางทฤษฎี

การทำงานเชิงโต้ตอบในวิชาฟิสิกส์ควรดำเนินการในบทเรียนในรูปแบบของการประชุมเชิงปฏิบัติการเมื่ออธิบายเนื้อหาใหม่หรือเมื่อสำเร็จการศึกษาในหัวข้อใดหัวข้อหนึ่ง อีกทางเลือกหนึ่งคือการทำงานนอกเวลาเรียนในวิชาเลือกแบบรายวิชา ฟิสิกส์เสมือนเป็นทิศทางใหม่ที่ไม่เหมือนใครในระบบการศึกษา ไม่เป็นความลับเลยที่ข้อมูล 90% เข้าสู่สมองของเราผ่านทางเส้นประสาทตา และไม่น่าแปลกใจที่จนกว่าบุคคลจะมองเห็นตัวเองเขาจะไม่สามารถเข้าใจธรรมชาติของปรากฏการณ์ทางกายภาพบางอย่างได้ชัดเจน ดังนั้นกระบวนการเรียนรู้จึงต้องได้รับการสนับสนุนด้วยสื่อภาพ และเป็นเรื่องมหัศจรรย์อย่างยิ่งเมื่อคุณไม่เพียงแต่สามารถมองเห็นภาพนิ่งที่แสดงถึงปรากฏการณ์ทางกายภาพใดๆ เท่านั้น แต่ยังมองเห็นปรากฏการณ์ที่กำลังเคลื่อนไหวนี้อีกด้วย

ส่วน "ห้องปฏิบัติการเสมือน" ประกอบด้วยส่วนย่อยหลักสามส่วน: วงจรไฟฟ้า ปรากฏการณ์ทางกลและความร้อน ซึ่งแต่ละส่วนจะรวมห้องปฏิบัติการเสมือนโดยตรงด้วย ส่วนนี้จะนำเสนอในรูปที่ 10

รูปที่ 10 - ห้องปฏิบัติการเสมือนจริง

ส่วนย่อย "วงจรไฟฟ้า" ประกอบด้วยงานสามประการโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อประกอบวงจรไฟฟ้าตามคำอธิบายที่นำเสนอสำหรับงาน

ปรากฏการณ์ทางกลและความร้อนประกอบด้วยห้องปฏิบัติการสี่ห้องซึ่งแต่ละห้องครอบคลุมความรู้จำนวนมาก

2.4.2 คัดเลือกองค์ประกอบจากฐานข้อมูลสำเร็จรูปเพื่อสร้างห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนจริง

ปัจจุบันมีองค์ประกอบสำเร็จรูปมากมายในห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนจริง ตั้งแต่องค์ประกอบที่ง่ายที่สุดไปจนถึงการติดตั้งที่มีลักษณะร้ายแรงกว่า เมื่อพิจารณาแหล่งที่มาและเว็บไซต์ต่างๆ แล้ว จึงตัดสินใจใช้เนื้อหาจากเว็บไซต์ของห้องปฏิบัติการเสมือน - http://www.virtulab.net เนื่องจากที่นี่ไม่เพียงแต่เนื้อหาจะถูกนำเสนออย่างครบถ้วนและสมบูรณ์มากขึ้นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงห้องปฏิบัติการด้วย ทั้งในวิชาฟิสิกส์และวิชาอื่นๆ นั่นคือฉันต้องการทราบว่าไซต์นี้ครอบคลุมความรู้และเนื้อหามากมาย

งานแต่ละชิ้นมีสื่อการเรียนรู้จำนวนมาก นี่เป็นโอกาสที่เพียงพอในการรวมความสัมพันธ์แบบสหวิทยาการเพื่อสรุปและจัดระบบความรู้ทางทฤษฎี

ฟิสิกส์เสมือนเป็นทิศทางใหม่ที่ไม่เหมือนใครในระบบการศึกษา ไม่เป็นความลับเลยที่ข้อมูล 90% เข้าสู่สมองของเราผ่านทางเส้นประสาทตา และไม่น่าแปลกใจที่จนกว่าบุคคลจะมองเห็นตัวเองเขาจะไม่สามารถเข้าใจธรรมชาติของปรากฏการณ์ทางกายภาพบางอย่างได้ชัดเจน ดังนั้นกระบวนการเรียนรู้จึงต้องได้รับการสนับสนุนด้วยสื่อภาพ และเป็นเรื่องมหัศจรรย์อย่างยิ่งเมื่อคุณไม่เพียงแต่สามารถมองเห็นภาพนิ่งที่แสดงถึงปรากฏการณ์ทางกายภาพใดๆ เท่านั้น แต่ยังมองเห็นปรากฏการณ์ที่กำลังเคลื่อนไหวนี้อีกด้วย

เช่นอยากจะอธิบายเรื่องกลไก? ต่อไปนี้เป็นภาพเคลื่อนไหวที่แสดงกฎข้อที่สองของนิวตัน กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมเมื่อวัตถุชนกัน การเคลื่อนที่ของวัตถุในวงกลมภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงและความยืดหยุ่น ฯลฯ

ได้ตรวจสอบและวิเคราะห์เนื้อหาบนเว็บไซต์ www. Virtulab.net เพื่อสร้างโปรแกรมเชลล์ มีการตัดสินใจที่จะใช้สองประเด็นหลักของฟิสิกส์: ปรากฏการณ์ทางความร้อนและทางกล

ห้องปฏิบัติการเสมือน "วงจรไฟฟ้า" ประกอบด้วยงานต่อไปนี้:

ประกอบวงจรด้วยการเชื่อมต่อแบบขนาน
ประกอบวงจรด้วยการเชื่อมต่อแบบอนุกรม
ประกอบวงจรด้วยอุปกรณ์

ห้องปฏิบัติการเสมือน “ปรากฏการณ์ความร้อน” ประกอบด้วยงานในห้องปฏิบัติการดังต่อไปนี้:

การศึกษาเครื่องยนต์ความร้อนในอุดมคติของการ์โนต์
การกำหนดความร้อนจำเพาะของการหลอมน้ำแข็ง
การทำงานของเครื่องยนต์สี่จังหวะ แอนิเมชั่นวงจรอ็อตโต
การเปรียบเทียบความจุความร้อนกรามของโลหะ

ห้องปฏิบัติการเสมือน “ปรากฏการณ์ทางกล” รวมถึงงานในห้องปฏิบัติการดังต่อไปนี้:

ปืนระยะไกล
การศึกษากฎข้อที่สองของนิวตัน
ศึกษากฎการอนุรักษ์โมเมนตัมระหว่างการชนกันของวัตถุ

ศึกษาการสั่นสะเทือนแบบอิสระและแบบบังคับ

2.4.3 คำอธิบายของห้องปฏิบัติการเสมือนในส่วน "ปรากฏการณ์ทางกล"

งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 1 “ปืนระยะไกล” งานห้องปฏิบัติการเสมือนจริง "ปืนระยะไกล" แสดงในรูปที่ 11 เมื่อตั้งค่าข้อมูลเริ่มต้นสำหรับปืนแล้ว เราจะจำลองการยิง และด้วยการลากเส้นสีแดงแนวตั้งด้วยเคอร์เซอร์ เราจะกำหนดค่าของความเร็วที่ จุดวิถีที่เลือก

รูปที่ 11 - ห้องปฏิบัติการเสมือนจริง

"ปืนใหญ่ระยะไกล"

ในหน้าต่างข้อมูลต้นฉบับ ความเร็วเริ่มต้นของการเคลื่อนตัวของโพรเจกไทล์จะถูกตั้งค่า เช่นเดียวกับมุมถึงขอบฟ้า หลังจากนั้นเราสามารถเริ่มการยิงและวิเคราะห์ผลลัพธ์ได้

งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 2 “ศึกษากฎข้อที่สองของนิวตัน” งานห้องปฏิบัติการเสมือนจริง “การศึกษากฎข้อที่สองของนิวตัน” นำเสนอในรูปที่ 12 วัตถุประสงค์ของงานนี้คือเพื่อแสดงกฎพื้นฐานของนิวตัน ซึ่งระบุว่าความเร่งที่ได้รับจากวัตถุอันเป็นผลมาจากผลกระทบนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับ แรงหรือแรงลัพธ์ของการกระแทกนี้และเป็นสัดส่วนผกผันกับมวลของร่างกาย

รูปที่ 13 - ห้องปฏิบัติการเสมือนจริง

“สำรวจกฎข้อที่สองของนิวตัน”

เมื่อดำเนินงานในห้องปฏิบัติการนี้โดยเปลี่ยนพารามิเตอร์ (ความสูงของน้ำหนักถ่วงน้ำหนักของภาระ) เราจะสังเกตการเปลี่ยนแปลงของความเร่งที่ร่างกายได้รับ

งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 3 “ศึกษาการสั่นสะเทือนแบบอิสระและแบบบังคับ” งานห้องปฏิบัติการเสมือนจริง "การศึกษาการสั่นสะเทือนอิสระและแรงบังคับ" นำเสนอในรูปที่ 14 ในงานนี้ จะศึกษาการสั่นสะเทือนของร่างกายภายใต้อิทธิพลของแรงที่เปลี่ยนแปลงภายนอกเป็นระยะ

รูปที่ 14 - ห้องปฏิบัติการเสมือนจริง

"ศึกษาการสั่นสะเทือนแบบอิสระและแบบบังคับ"

ขึ้นอยู่กับสิ่งที่เราต้องการได้รับ แอมพลิจูดของระบบออสซิลเลเตอร์หรือการตอบสนองความถี่แอมพลิจูด โดยการเลือกพารามิเตอร์ตัวใดตัวหนึ่งและตั้งค่าพารามิเตอร์ทั้งหมดของระบบ เราสามารถเริ่มงานได้

งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 4 “ศึกษากฎการอนุรักษ์โมเมนตัมระหว่างการชนกันของวัตถุ” งานห้องปฏิบัติการเสมือนจริง “การศึกษากฎการอนุรักษ์โมเมนตัมในระหว่างการชนของร่างกาย” นำเสนอในรูปที่ 15 กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมเป็นที่พอใจสำหรับระบบปิด กล่าวคือ ระบบที่รวมถึงวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์ทั้งหมด เพื่อไม่ให้มีแรงภายนอก กระทำต่อส่วนใดส่วนหนึ่งของระบบ อย่างไรก็ตาม เมื่อแก้ไขปัญหาทางกายภาพหลายอย่าง ปรากฎว่าโมเมนตัมสามารถคงที่สำหรับระบบเปิด จริงอยู่ ในกรณีนี้ ปริมาณการเคลื่อนที่จะคงไว้เพียงประมาณเท่านั้น

รูปที่ 15 - ห้องปฏิบัติการเสมือนจริง

“ศึกษากฎการอนุรักษ์โมเมนตัมขณะชนวัตถุ”

โดยการตั้งค่าพารามิเตอร์เริ่มต้นของระบบ (มวลกระสุน, ความยาวก้าน, มวลกระบอกสูบ) และกดปุ่มเริ่มต้นเราจะเห็นผลลัพธ์ของการทำงาน ด้วยการเลือกค่าเริ่มต้นที่แตกต่างกัน เราจะสามารถดูได้ว่าพฤติกรรมและผลลัพธ์ของงานในห้องปฏิบัติการเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร

2.4.4 คำอธิบายห้องปฏิบัติการเสมือนจริงในหัวข้อ “ปรากฏการณ์ความร้อน”

งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 1 “การศึกษาเครื่องยนต์ความร้อนคาร์โนต์ในอุดมคติ” งานในห้องปฏิบัติการเสมือนจริง “การศึกษาเครื่องยนต์ความร้อนคาร์โนต์ในอุดมคติ” แสดงไว้ในรูปที่ 16

รูปที่ 16 - ห้องปฏิบัติการเสมือนจริง

"การศึกษาเครื่องยนต์ความร้อนในอุดมคติของการ์โนต์"

เมื่อเริ่มการทำงานของเครื่องยนต์ความร้อนตามวงจรคาร์โนต์แล้ว ให้ใช้ปุ่ม "หยุดชั่วคราว" เพื่อหยุดกระบวนการและอ่านค่าจากระบบ การใช้ปุ่ม "ความเร็ว" คุณจะเปลี่ยนความเร็วการทำงานของเครื่องยนต์ความร้อน

งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 2 “การหาค่าความร้อนจำเพาะของการละลายน้ำแข็ง” งานห้องปฏิบัติการเสมือนจริง “การหาค่าความร้อนจำเพาะของการหลอมน้ำแข็ง” แสดงไว้ในรูปที่ 17

รูปที่ 17 - ห้องปฏิบัติการเสมือนจริง

“การหาค่าความร้อนจำเพาะของการหลอมน้ำแข็ง”

น้ำแข็งสามารถมีอยู่ในรูปแบบอสัณฐานสามแบบและการดัดแปลงผลึก 15 แบบ แผนภาพเฟสในรูปทางด้านขวาจะแสดงอุณหภูมิและแรงกดดันของการปรับเปลี่ยนบางอย่างที่มีอยู่

งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 3 “การทำงานของเครื่องยนต์สี่จังหวะ ภาพเคลื่อนไหวของวงจรอ็อตโต” งานห้องปฏิบัติการเสมือนจริง “การทำงานของเครื่องยนต์สี่จังหวะ แอนิเมชั่นของวงจรอ็อตโต” แสดงไว้ในรูปที่ 18 งานนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ข้อมูลเท่านั้น

รูปที่ 18 - ห้องปฏิบัติการเสมือนจริง

"การทำงานของเครื่องยนต์ 4 จังหวะ แอนิเมชันของวงจรออตโต"

สี่รอบหรือจังหวะที่ลูกสูบต้องผ่าน: การดูด การบีบอัด การจุดระเบิด และการดีดตัวของก๊าซ เป็นที่มาของชื่อเครื่องยนต์สี่จังหวะหรือ Otto

งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 4 “การเปรียบเทียบความจุความร้อนกรามของโลหะ” งานในห้องปฏิบัติการเสมือนจริง “การเปรียบเทียบความจุความร้อนโมลของโลหะ” แสดงไว้ในรูปที่ 19 โดยการเลือกโลหะชนิดใดชนิดหนึ่งและดำเนินการทำงาน เราจะได้รับข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับความจุความร้อนของโลหะนั้น

รูปที่ 19 - ห้องปฏิบัติการเสมือนจริง

"การเปรียบเทียบความจุความร้อนโมลของโลหะ"

วัตถุประสงค์ของงานคือเพื่อเปรียบเทียบความจุความร้อนของโลหะที่นำเสนอ ในการทำงานควรเลือกโลหะ ตั้งอุณหภูมิ และบันทึกค่าที่อ่านได้

2.4.5 สาธิตความสามารถในการสร้างชุดซอฟต์แวร์ “Virtual Physics Laboratory”

บล็อกประกอบวงจรไฟฟ้า main.html ได้รับการพัฒนาแยกกันและไม่แตกต่างกันมากนัก มาดูกระบวนการกันดีกว่า

ขั้นตอน ขั้นตอนแรกคือการสร้างต้นแบบโดยใช้ http://gomockingbird.com/ ซึ่งเป็นเครื่องมือออนไลน์ที่ช่วยให้คุณสามารถสร้าง ดูตัวอย่าง และแชร์โมเดลแอปพลิเคชันได้อย่างง่ายดาย มุมมองของหน้าต่างในอนาคตจะแสดงในรูปที่ 20

รูปที่ 20 - ต้นแบบของหน้าต่าง "การประกอบวงจรไฟฟ้า"

มีการตัดสินใจที่จะวางแผงที่มีองค์ประกอบไฟฟ้าทางด้านซ้ายของหน้าต่างปุ่มหลักในส่วนบน (เปิด บันทึก ล้าง ตรวจสอบ) ส่วนที่เหลือจะถูกสงวนไว้สำหรับการประกอบวงจรไฟฟ้า ในการออกแบบต้นแบบ ฉันเลือกฐานบูตสแตรป - นี่คือสไตล์สากลสำหรับการออกแบบ ดูตัวอย่างได้ที่นี่ http://getbootstrap.com/getting-started/#examples

ขั้นตอน สำหรับเทมเพลตสำหรับไดอะแกรม ฉันเลือก http://raphaeljs.com/ - หนึ่งในไลบรารีที่ง่ายที่สุดที่ช่วยให้คุณสามารถสร้างกราฟได้ (ตัวอย่าง http://raphaeljs.com/graffle.html) (รูปที่ 21)

รูปที่ 21 - การออกแบบและไดอะแกรมของหน้าต่าง "การประกอบวงจรไฟฟ้า"

เพื่อเป็นแม่แบบสำหรับการสร้างวงจรไฟฟ้า จึงมีการใช้ไลบรารีสำหรับสร้างกราฟและเลือกวงจรที่เหมาะสม ซึ่งจะได้รับการแก้ไขและปรับให้เข้ากับความต้องการของเราในภายหลัง

ขั้นตอน ต่อไปฉันได้เพิ่มองค์ประกอบพื้นฐานบางอย่าง

บนกราฟ รูปทรงเรขาคณิตจะถูกแทนที่ด้วยรูปภาพ ไลบรารีที่เลือกทำให้คุณสามารถใช้รูปภาพใดก็ได้ (รูปที่ 22)

รูปที่ 22 - การออกแบบและไดอะแกรมของหน้าต่าง "การประกอบวงจรไฟฟ้า"

ในขั้นตอนนี้ รูปภาพขององค์ประกอบของวงจรไฟฟ้าถูกสร้างขึ้น รายการองค์ประกอบเองก็ถูกขยาย และในหน้าต่างสำหรับสร้างวงจรไฟฟ้า เราสามารถเชื่อมต่อองค์ประกอบไฟฟ้าได้แล้ว

4 ขั้นตอน จากบูทสแตรปเดียวกัน ฉันได้สร้างแบบจำลองของหน้าต่างป๊อปอัป - มันควรจะใช้สำหรับการดำเนินการใดๆ ที่ต้องได้รับการยืนยันจากผู้ใช้ (ตัวอย่าง http://getbootstrap.com/javascript/#modals) รูปที่ 23

รูปที่ 23 - หน้าต่างป๊อปอัป

ในอนาคต มีการวางแผนที่จะวางงานในหน้าต่างป๊อปอัปนี้โดยให้สิทธิ์ในการเลือกโดยผู้ใช้

ขั้นตอน ในหน้าต่างป๊อปอัปที่สร้างขึ้นในขั้นตอนก่อนหน้า ฉันได้เพิ่มรายการตัวเลือกต่างๆ สำหรับงานที่จะเสนอให้กับนักเรียน ฉันตัดสินใจเลือกงานตามหลักสูตรของโรงเรียนมัธยมต้น (เกรด 8-9)

งานประกอบด้วย: ชื่อเรื่อง คำอธิบาย และรูปภาพ (รูปที่ 24)

รูปภาพ 24 - การเลือกตัวเลือกงาน

ดังนั้นในขั้นตอนนี้ เราได้รับหน้าต่างป๊อปอัปพร้อมตัวเลือกงาน เมื่อคุณคลิกที่หนึ่งในนั้น หน้าต่างนั้นจะเปิดใช้งาน (ไฮไลต์)

ขั้นตอน เนื่องจากมีการใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ในงาน จึงจำเป็นต้องเพิ่มมากขึ้น หลังจากเพิ่มแล้ว มาทดสอบว่าการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบทำงานอย่างไร (รูปที่ 25)

รูปที่ 25 - การเพิ่มองค์ประกอบวงจรไฟฟ้า

องค์ประกอบทั้งหมดสามารถวางในหน้าต่างการสร้างวงจรและสามารถสร้างการเชื่อมต่อทางกายภาพได้ ดังนั้นเรามาดูขั้นตอนต่อไปกันดีกว่า

ขั้นตอน เมื่อตรวจสอบงาน คุณต้องแจ้งให้ผู้ใช้ทราบเกี่ยวกับผลลัพธ์

รูปที่ 26 - คำแนะนำเครื่องมือ

ข้อผิดพลาดประเภทหลักเมื่อปฏิบัติงานประกอบโซ่แสดงไว้ในตารางที่ 1

ตารางที่ 1 - ข้อผิดพลาดประเภทหลัก

ขั้นตอน หลังจากเสร็จสิ้นงาน ปุ่ม "ตรวจสอบ" จะพร้อมใช้งาน ซึ่งจะเริ่มการสแกน ในขั้นตอนนี้ มีการเพิ่มคำอธิบายองค์ประกอบและการเชื่อมต่อที่ต้องอยู่ในไดอะแกรมเพื่อให้การใช้งานสำเร็จ (รูปที่ 27)

รูปที่ 27 - การตรวจสอบวงจรไฟฟ้า

หากงานเสร็จสมบูรณ์ หลังจากการตรวจสอบแล้ว กล่องโต้ตอบจะปรากฏขึ้นเพื่อแจ้งให้เราทราบว่างานเสร็จสมบูรณ์แล้ว

9 ขั้นตอน ในขั้นตอนนี้ มีการตัดสินใจที่จะเพิ่มจุดเชื่อมต่อซึ่งจะทำให้เราสามารถประกอบวงจรที่ซับซ้อนมากขึ้นด้วยการเชื่อมต่อแบบขนาน (รูปที่ 28)

รูปภาพ 28 - จุดเชื่อมต่อ

หลังจากที่เพิ่มองค์ประกอบ "จุดเชื่อมต่อ" เรียบร้อยแล้ว ก็จำเป็นต้องเพิ่มงานโดยใช้องค์ประกอบนี้

ขั้นตอน การสตาร์ทและตรวจสอบงานประกอบวงจรไฟฟ้าด้วยอุปกรณ์ (รูปที่ 29)

รูปที่ 29 - ผลการดำเนินการ

2.4.6 แนวทางการใช้ชุดซอฟต์แวร์ที่สร้างขึ้น “Virtual Laboratory for Physics”

2.4.7 คำอธิบายของส่วน “เกี่ยวกับนักพัฒนา”

ส่วน “เกี่ยวกับนักพัฒนา” ประกอบด้วยข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับผู้เขียนและผลลัพธ์ที่คาดหวังจากการนำชุดซอฟต์แวร์เข้าสู่กระบวนการศึกษาสมัยใหม่ (รูปที่ 31)

รูปที่ 31 - เกี่ยวกับผู้พัฒนา

ส่วนนี้จัดทำขึ้นเพื่อให้ข้อมูลโดยย่อเกี่ยวกับผู้พัฒนาชุดซอฟต์แวร์ "Virtual Physics Laboratory"

ส่วนนี้ประกอบด้วยข้อมูลพื้นฐานที่สุดเกี่ยวกับผู้เขียน อธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับผลลัพธ์ที่คาดหวังของการพัฒนา แนบใบรับรองการอนุมัติชุดซอฟต์แวร์ และยังระบุถึงผู้อำนวยการโครงการประกาศนียบัตรด้วย

บทสรุป

ในงานที่นำเสนอ ได้มีการทบทวนวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์และการสอนเกี่ยวกับการใช้เครื่องมือเสมือนจริงในระบบการศึกษาสมัยใหม่ จากข้อมูลนี้ จึงมีการระบุถึงความสำคัญเป็นพิเศษของการใช้ห้องปฏิบัติการเสมือนจริงในกระบวนการเรียนรู้

บทความนี้จะตรวจสอบการใช้ ICT ในกระบวนการศึกษา ประเด็นของการจำลองเสมือนของการศึกษา และความเป็นไปได้ของงานห้องปฏิบัติการเสมือนในการศึกษากระบวนการและปรากฏการณ์ที่ยากต่อการศึกษาในสภาพจริง

เนื่องจากตลาดผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์สมัยใหม่มีโปรแกรมต่างๆ จำนวนมาก - เชลล์ จึงเกิดคำถามขึ้นเกี่ยวกับความจำเป็นในการสร้างชุดซอฟต์แวร์ที่ช่วยให้คุณสามารถทำงานห้องปฏิบัติการเสมือนได้โดยไม่มีปัญหาใด ๆ ด้วยความช่วยเหลือของคอมพิวเตอร์นักเรียนสามารถทำงานที่จำเป็นให้เสร็จสิ้นได้อย่างง่ายดายและรวดเร็วและติดตามความคืบหน้าของการดำเนินการ

ก่อนที่จะเริ่มใช้ชุดซอฟต์แวร์ โครงสร้างทั่วไปของห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนได้รับการพัฒนา ดังแสดงในรูปที่ 1

หลังจากนั้น ได้มีการเลือกสภาพแวดล้อมของเครื่องมือสำหรับการพัฒนาชุดซอฟต์แวร์ "Virtual Laboratory for Physics"

โครงสร้างเฉพาะของซอฟต์แวร์คอมเพล็กซ์ได้รับการพัฒนา ดังแสดงในรูปที่ 5

มีการวิเคราะห์ฐานข้อมูลขององค์ประกอบสำเร็จรูปที่สามารถใช้สร้างแพ็คเกจซอฟต์แวร์ได้

เครื่องมือที่เลือกสำหรับการสร้างห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนคือสภาพแวดล้อมของ FrontPages เนื่องจากช่วยให้คุณสร้างและแก้ไขหน้า HTML ได้อย่างง่ายดายและง่ายดาย

ในระหว่างการทำงาน ได้มีการสร้างผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ “Virtual Laboratory for Physics” ขึ้น ห้องปฏิบัติการที่ได้รับการพัฒนาจะช่วยให้ครูดำเนินกระบวนการศึกษาและการสอนได้ นอกจากนี้ยังช่วยลดความซับซ้อนของงานในห้องปฏิบัติการที่ซับซ้อน อำนวยความสะดวกในการนำเสนอภาพประสบการณ์ที่กำลังดำเนินการ เพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการศึกษา และจูงใจนักเรียน

ห้องปฏิบัติการเสมือนสามแห่งถูกสร้างขึ้นในแพ็คเกจซอฟต์แวร์:

วงจรไฟฟ้า.
ปรากฏการณ์ทางกล
ปรากฏการณ์ทางความร้อน

ในแต่ละงาน นักเรียนสามารถทดสอบความรู้ของแต่ละคนได้

เพื่อให้มั่นใจว่านักเรียนมีปฏิสัมพันธ์กับชุดซอฟต์แวร์ จึงได้มีการพัฒนาคำแนะนำด้านระเบียบวิธีเพื่อช่วยให้พวกเขาเริ่มดำเนินการห้องปฏิบัติการเสมือนจริงได้อย่างง่ายดายและรวดเร็ว

ชุดซอฟต์แวร์ "Virtual Laboratory for Physics" ได้รับการทดสอบในบทเรียนของโรงเรียนตามหมวดหมู่ I ของอาจารย์ O.S. (แนบหนังสือรับรองการอนุมัติ) ชุดซอฟต์แวร์ดังกล่าวได้ถูกนำเสนอในการประชุม “เทคโนโลยีสารสนเทศทางการศึกษา” ด้วย

ผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ได้รับการทดสอบ ในระหว่างนั้นปรากฏว่าผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์บรรลุเป้าหมายและวัตถุประสงค์ที่ตั้งไว้ ทำงานได้เสถียร และสามารถนำมาใช้ในทางปฏิบัติได้

ดังนั้นจึงควรสังเกตว่างานในห้องปฏิบัติการเสมือนจริงจะเข้ามาแทนที่วัตถุธรรมชาติของการวิจัย (ทั้งหมดหรือในบางขั้นตอน) ซึ่งทำให้สามารถรับผลการทดลองที่รับประกันได้ มุ่งความสนใจไปที่ประเด็นสำคัญของปรากฏการณ์ที่กำลังศึกษาอยู่ และลดเวลา ของการทดลอง

เมื่อปฏิบัติงาน จำเป็นต้องจำไว้ว่าแบบจำลองเสมือนจะแสดงกระบวนการและปรากฏการณ์จริงในรูปแบบแผนผังที่เรียบง่ายไม่มากก็น้อย ดังนั้นการค้นหาว่าสิ่งใดที่เน้นย้ำจริง ๆ ในแบบจำลองและสิ่งที่เหลืออยู่เบื้องหลังจึงเป็นหนึ่งใน รูปแบบของงาน งานประเภทนี้สามารถทำได้ทั้งหมดในเวอร์ชันคอมพิวเตอร์หรือทำเป็นขั้นตอนหนึ่งในงานที่กว้างขึ้นซึ่งรวมถึงงานกับวัตถุธรรมชาติและอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการด้วย

รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้แล้ว

Abdrakhmanova, A. Kh. เทคโนโลยีสารสนเทศสำหรับการสอนในหลักสูตรฟิสิกส์ทั่วไปที่มหาวิทยาลัยเทคนิค / A. Kh. Abdrakhmanova - M เทคโนโลยีการศึกษาและสังคม 2553 ต. 13 หมายเลข 3 หน้า 293-310.
Bayens D. ทำงานร่วมกับ Microsoft FrontPage2000/D อย่างมีประสิทธิภาพ บาเยนส์ - เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก: ปีเตอร์, 2000 - 720 วิ - ไอ 5-272-00125-7.
คราซิลนิโควา, วี.เอ. การใช้เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารในการศึกษา: หนังสือเรียน / V.A. คราซิลนิโควา [ทรัพยากรอิเล็กทรอนิกส์] RUN 09K121752011 - ที่อยู่การเข้าถึง http://artlib.osu.ru/site/
คราซิลนิโควา, วี.เอ. เทคโนโลยีเพื่อการพัฒนาสื่อการสอนคอมพิวเตอร์ / วท. Krasilnikov หลักสูตรการบรรยาย "เทคโนโลยีเพื่อการพัฒนาเครื่องช่วยสอนคอมพิวเตอร์" ในระบบ Moodle - El.resource - http://moodle.osu.ru
Krasilnikova, V.A. การก่อตัวและการพัฒนาเทคโนโลยีการสอนคอมพิวเตอร์ / V.A. Krasilnikov เอกสาร - อ.: RAO IIO, 2545. - 168 หน้า - ไอ 5-94162-016-0.
เทคโนโลยีการสอนและสารสนเทศใหม่ในระบบการศึกษา: หนังสือเรียน / Ed. อี.เอส. โพลัต. - อ.: Academy, 2544. - 272 น. - ไอ 5-7695-0811-6.
Novoseltseva O.N. ความเป็นไปได้ของการใช้มัลติมีเดียสมัยใหม่ในกระบวนการศึกษา / อ.ส.ค. Novoseltseva // วิทยาศาสตร์การสอนและการศึกษาในรัสเซียและต่างประเทศ - ตากันร็อก: GOU NPO PU, 2549. - ลำดับที่ 2.
Uvarov A.Y. เทคโนโลยีสารสนเทศใหม่และการปฏิรูปการศึกษา / อ.ย. Uvarov // วิทยาการคอมพิวเตอร์และการศึกษา. - อ.: 2537. - ลำดับ 3.
ชูติลอฟ เอฟ.วี. เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ในการศึกษา งานวิทยาศาสตร์ / F.V. Shutilov // อาจารย์ พ.ศ. 2543 - 2543 - ลำดับ 3
ยาคุชินะ อี.วี. สภาพแวดล้อมข้อมูลใหม่และการเรียนรู้เชิงโต้ตอบ / E.V. ยาคุชินะ // การศึกษาสถานศึกษาและโรงยิม - 2000. - ลำดับที่ 2.
อี.เอส. Polat เทคโนโลยีการสอนและสารสนเทศใหม่ในระบบการศึกษา, M. , 2000
เอส.วี. Simonovich วิทยาการคอมพิวเตอร์: หลักสูตรพื้นฐาน เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก 2544
เบซรูโควา V.S. การสอน Projective Pedagogy: หนังสือเรียนสำหรับวิทยาลัยครุศาสตร์อุตสาหกรรมและสำหรับนักศึกษาสาขาวิชาวิศวกรรมศาสตร์และครุศาสตร์เฉพาะทาง / V.S. Bezrukova - Ekaterinburg: หนังสือธุรกิจ, 1999.
ฟิสิกส์ในแอนิเมชั่น [ทรัพยากรอิเล็กทรอนิกส์]. - URL: http://physics.nad.ru
เว็บไซต์ของบริษัทรัสเซีย "NT-MDT" สำหรับการผลิตอุปกรณ์นาโนเทคโนโลยี [ทรัพยากรอิเล็กทรอนิกส์]. - URL: http://www.ntmdt.ru/spm-principles
แบบจำลองแฟลชของปรากฏการณ์ทางความร้อนและทางกล [ทรัพยากรอิเล็กทรอนิกส์]. - URL: http://www.virtulab.net
Yasinsky, V.B. ประสบการณ์ในการสร้างแหล่งเรียนรู้อิเล็กทรอนิกส์ // “การใช้เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารที่ทันสมัยในการสอน” คารากันดา 2551 หน้า 16-37
ลูกชาย ที.อี. โปรแกรมการฝึกอบรมมัลติมีเดียสำหรับภาคปฏิบัติในวิชาฟิสิกส์ // “ ฟิสิกส์ในระบบการสอนการศึกษา”. อ.: /IE. โปรแกรมการศึกษา Sleep Multimedia สำหรับบทเรียนภาคปฏิบัติในวิชาฟิสิกส์ วีเวีย อิม. ศาสตราจารย์ ไม่. Zhukovsky, 2008. หน้า 307-308.
Nuzhdin, V.N., Kadamtseva, G.G., Panteleev, E.R., Tikhonov, A.I. กลยุทธ์และยุทธวิธีในการจัดการคุณภาพการศึกษา - Ivanovo: 2003./ V.N. Kadamtseva, E.R. Panteleev, A.I. ทิโคนอฟ ยุทธศาสตร์และยุทธวิธีในการจัดการคุณภาพการศึกษา
Starodubtsev, V. A. , Fedorov, A. F. บทบาทเชิงนวัตกรรมของงานห้องปฏิบัติการเสมือนจริงและการประชุมเชิงปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ // การประชุม All-Russian "EOIS-2003"./V.A. Starodubtsev, A.F. Fedorov บทบาทเชิงนวัตกรรมของงานห้องปฏิบัติการเสมือนจริงและเวิร์คช็อปคอมพิวเตอร์
Kopysov, S.P. , Rychkov V.N. สภาพแวดล้อมซอฟต์แวร์สำหรับการสร้างแบบจำลองการคำนวณของวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์สำหรับการคำนวณแบบกระจายแบบขนาน / S.P. Kopysov, V.N. เทคโนโลยีสารสนเทศ Rychkov - 2551. - ฉบับที่ 3. - หน้า 75-82.
Kartasheva, E. L. , Bagdasarov, G. A. การแสดงข้อมูลจากการทดลองทางคอมพิวเตอร์ในด้านการสร้างแบบจำลอง 3 มิติของห้องปฏิบัติการเสมือนจริง / E.L. Kartasheva, G.A. บักดาซารอฟ การสร้างภาพทางวิทยาศาสตร์ — 2010
Medinov, O. Dreamweaver / O. Medinov - เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก: Peter, 2009
Midhra, M. Dreamweaver MX/ M. Midhra - ม.: AST, 2005. - 398c. - ไอ 5-17-028901-4.
Bayens D. ทำงานร่วมกับ Microsoft FrontPage2000/D อย่างมีประสิทธิภาพ บาเยนส์ เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก: ปีเตอร์, 2000 - 720 วิ - ไอ 5-272-00125-7.
Matthews, M., Cronan D., Pulsen E. Microsoft Office: FrontPage2003 / M. Matthews, D. Cronan, E. Pulsen - M.: NT Press, 2549. - 288 หน้า - ไอ 5-477-00206-9.
พล็อตคิน, D. FrontPage2002 / D. พล็อตคิน - ม.: AST, 2549 - 558 หน้า - ไอ 5-17-027191-3.
Morev, I. A. เทคโนโลยีสารสนเทศทางการศึกษา ส่วนที่ 2 การวัดการสอน: หนังสือเรียน / I. A. Morev - วลาดิวอสต็อก: สำนักพิมพ์ Dalnevost มหาวิทยาลัย พ.ศ. 2547 - 174 น.
เดมิน ไอ.เอส. การใช้เทคโนโลยีสารสนเทศในกิจกรรมการศึกษาและการวิจัย / I.S. เดมิน // เทคโนโลยีของโรงเรียน - พ.ศ. 2544 ลำดับที่ 5.
Kodzhaspirova G.M. อุปกรณ์ช่วยสอนด้านเทคนิคและวิธีการใช้งาน หนังสือเรียน / G.M. Kodzhaspirova, K.V. เปตรอฟ - ม.: สถาบันการศึกษา, 2544.
Kupriyanov M. เครื่องมือการสอนของเทคโนโลยีการศึกษาใหม่ / M. Kupriyanov // การศึกษาระดับอุดมศึกษาในรัสเซีย - พ.ศ. 2544. - ลำดับที่ 3.
บี.เอส. เบเรนเฟลด์, K.L. บุตยาจินา นวัตกรรมผลิตภัณฑ์การศึกษาของคนรุ่นใหม่โดยใช้เครื่องมือ ICT ประเด็นทางการศึกษา 3-2548
ไอซีทีในสาขาวิชา ส่วนที่ 5 ฟิสิกส์: คำแนะนำด้านระเบียบวิธี: เอ็ด วี.อี. ฟรัดคินา. - เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก สถาบันการศึกษาของรัฐสำหรับการศึกษาวิชาชีพเพิ่มเติม TsPKS เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก “ศูนย์การประเมินคุณภาพการศึกษาและเทคโนโลยีสารสนเทศระดับภูมิภาค”, 2010
V.I. Elkin “บทเรียนฟิสิกส์ดั้งเดิมและวิธีการสอน” “ฟิสิกส์ที่โรงเรียน”, ฉบับที่ 24/2544
Randall N., Jones D. การใช้ Microsoft FrontPage Special edition / N. Randall, D. Jones - M.: Williams, 2002 - 848 น. - ไอ 5-8459-0257-6.
Talyzina, N.F. จิตวิทยาการสอน: หนังสือเรียน. ความช่วยเหลือสำหรับนักเรียน เฉลี่ย เท้า. หนังสือเรียน สถานประกอบการ / N.F. Talyzina - M.: ศูนย์การพิมพ์ "Academy", 1998. - 288 หน้า - ไอ 5-7695-0183-9.
Thorndike E. หลักการเรียนรู้ตามหลักจิตวิทยา / อี. ธอร์นไดค์. - ฉบับที่ 2 - ม.: 1929.
Hester N. FrontPage2002 สำหรับ Windows/N เฮสเตอร์ - ม.: สำนักพิมพ์ DMK, 2545. - 448 น. - ไอ 5-94074-117-7.

ดาวน์โหลด: คุณไม่มีสิทธิ์เข้าถึงไฟล์ดาวน์โหลดไฟล์จากเซิร์ฟเวอร์ของเรา

ส่วนนี้จะนำเสนอ งานห้องปฏิบัติการเสมือนจริงในวิชาฟิสิกส์- ในงานห้องปฏิบัติการทางฟิสิกส์ เราจะได้รับทักษะในการทำการทดลองและการทำความเข้าใจเครื่องมือต่างๆ มีโอกาสที่จะเรียนรู้วิธีการสรุปผลอย่างอิสระจากข้อมูลการทดลองที่ได้รับและด้วยเหตุนี้จึงสามารถดูดซึมเนื้อหาทางทฤษฎีได้อย่างลึกซึ้งและครบถ้วนยิ่งขึ้น

“อุปกรณ์ของแอทวูด ทดสอบกฎข้อที่สองของนิวตัน”.

วัตถุประสงค์ของงาน: ตรวจสอบกฎข้อที่สองของนิวตัน

งานห้องปฏิบัติการเสมือนจริง - การหาค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานภายในของของไหลโดยใช้วิธีสโตกส์".

วัตถุประสงค์ของงาน: เพื่อทำความคุ้นเคยกับวิธีการหาค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานภายในของของเหลวจากความเร็วที่ลูกบอลตกลงไปในของเหลวนี้

งานห้องปฏิบัติการเสมือนจริง “ความสัมพันธ์ของปริมาณระหว่างการเคลื่อนที่แบบหมุน”.

วัตถุประสงค์ของงาน: เพื่อตรวจสอบโดยใช้ลูกตุ้ม Oberbeck การพึ่งพาความเร่งเชิงมุมกับโมเมนต์แรงและโมเมนต์ความเฉื่อย

งานห้องปฏิบัติการเสมือนจริง “ศึกษาลูกตุ้มคณิตศาสตร์”.

วัตถุประสงค์ของงานนี้: เพื่อศึกษาการแกว่งของลูกตุ้มทางคณิตศาสตร์แบบหน่วงและไม่หน่วง

งานห้องปฏิบัติการเสมือนจริง "การศึกษาลูกตุ้มสปริง".

วัตถุประสงค์ของงานนี้: เพื่อศึกษาการแกว่งของลูกตุ้มสปริงแบบหน่วงและไม่หน่วง

งานห้องปฏิบัติการเสมือนจริงในวิชาฟิสิกส์

สถานที่สำคัญในการพัฒนาความสามารถในการวิจัยของนักเรียนในบทเรียนฟิสิกส์นั้นมอบให้กับการทดลองสาธิตและงานห้องปฏิบัติการด้านหน้า การทดลองทางกายภาพในบทเรียนฟิสิกส์จะสร้างแนวคิดที่สะสมไว้ก่อนหน้านี้ของนักเรียนเกี่ยวกับปรากฏการณ์และกระบวนการทางกายภาพ เติมเต็มและขยายขอบเขตอันไกลโพ้นของนักเรียน ในระหว่างการทดลองซึ่งดำเนินการโดยนักเรียนอย่างอิสระระหว่างทำงานในห้องปฏิบัติการ พวกเขาเรียนรู้กฎของปรากฏการณ์ทางกายภาพ ทำความคุ้นเคยกับวิธีการวิจัย เรียนรู้การทำงานกับเครื่องมือทางกายภาพและการติดตั้ง นั่นคือ พวกเขาเรียนรู้ที่จะรับความรู้ในทางปฏิบัติอย่างอิสระ ดังนั้นเมื่อทำการทดลองทางกายภาพ นักเรียนจะพัฒนาความสามารถในการวิจัย

แต่ในการทำการทดลองทางกายภาพอย่างเต็มรูปแบบ ทั้งแบบสาธิตและแบบหน้าผาก จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ที่เหมาะสมในปริมาณที่เพียงพอ ปัจจุบันห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ของโรงเรียนยังมีอุปกรณ์ฟิสิกส์และอุปกรณ์ช่วยด้านการศึกษาไม่เพียงพอสำหรับการดำเนินการสาธิตและงานห้องปฏิบัติการส่วนหน้า อุปกรณ์ที่มีอยู่ไม่เพียงแต่ไม่สามารถใช้งานได้เท่านั้น แต่ยังล้าสมัยอีกด้วย

แม้ว่าห้องปฏิบัติการฟิสิกส์จะเพียบพร้อมไปด้วยเครื่องมือที่จำเป็น การทดลองจริงก็ต้องใช้เวลามากในการเตรียมและดำเนินการ นอกจากนี้ เนื่องจากข้อผิดพลาดในการวัดที่สำคัญและการจำกัดเวลาของบทเรียน การทดลองจริงจึงมักไม่สามารถใช้เป็นแหล่งความรู้เกี่ยวกับกฎฟิสิกส์ได้ เนื่องจากรูปแบบที่ระบุเป็นเพียงการประมาณเท่านั้น และบ่อยครั้งที่ข้อผิดพลาดที่คำนวณอย่างถูกต้องนั้นเกินค่าที่วัดได้เอง . ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะทำการทดลองทางฟิสิกส์ในห้องปฏิบัติการอย่างเต็มรูปแบบด้วยทรัพยากรที่มีอยู่ในโรงเรียน

นักเรียนไม่สามารถจินตนาการถึงปรากฏการณ์บางอย่างของมาโครเวิลด์และไมโครเวิลด์ได้ เนื่องจากปรากฏการณ์ส่วนบุคคลที่ศึกษาในหลักสูตรฟิสิกส์ระดับมัธยมปลายไม่สามารถสังเกตได้ในชีวิตจริง และยิ่งไปกว่านั้น ทำซ้ำในห้องปฏิบัติการทางกายภาพ เช่น ปรากฏการณ์ของฟิสิกส์อะตอมและนิวเคลียร์ ฯลฯ .

การดำเนินงานทดลองแต่ละรายการในห้องเรียนบนอุปกรณ์ที่มีอยู่เกิดขึ้นภายใต้พารามิเตอร์ที่ระบุซึ่งไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ ในเรื่องนี้เป็นไปไม่ได้ที่จะติดตามรูปแบบของปรากฏการณ์ที่กำลังศึกษาทั้งหมดซึ่งส่งผลต่อระดับความรู้ของนักเรียนด้วย

และในที่สุดก็เป็นไปไม่ได้ที่จะสอนนักเรียนให้ได้รับความรู้ทางกายภาพอย่างอิสระนั่นคือเพื่อพัฒนาความสามารถในการวิจัยโดยใช้เทคโนโลยีการสอนแบบดั้งเดิมเท่านั้น การใช้ชีวิตในโลกสารสนเทศ เป็นไปไม่ได้ที่จะดำเนินการกระบวนการเรียนรู้โดยไม่ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ และในความเห็นของเรามีเหตุผลดังนี้:

ภารกิจหลักของการศึกษาในขณะนี้คือการพัฒนาทักษะและความสามารถของนักเรียนในการรับความรู้อย่างอิสระ เทคโนโลยีสารสนเทศให้โอกาสนี้

ไม่มีความลับที่ในขณะนี้นักเรียนหมดความสนใจในการเรียนและโดยเฉพาะอย่างยิ่งการเรียนฟิสิกส์ และการใช้คอมพิวเตอร์เพิ่มขึ้นและกระตุ้นความสนใจของนักเรียนในการรับความรู้ใหม่ๆ

นักเรียนแต่ละคนเป็นรายบุคคล และการใช้คอมพิวเตอร์ในการสอนทำให้สามารถคำนึงถึงลักษณะเฉพาะของนักเรียนและทำให้นักเรียนมีทางเลือกมากมายในการเลือกก้าวในการศึกษาเนื้อหาการรวบรวมและประเมินผล การประเมินผลลัพธ์ความเชี่ยวชาญของนักเรียนในหัวข้อโดยการทดสอบบนคอมพิวเตอร์จะลบความสัมพันธ์ส่วนตัวของครูกับนักเรียน

ในเรื่องนี้เกิดแนวคิด: ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศในชั้นเรียนฟิสิกส์ ได้แก่ เมื่อทำงานในห้องทดลอง

หากคุณดำเนินการทดลองทางกายภาพและงานห้องปฏิบัติการแนวหน้าโดยใช้แบบจำลองเสมือนผ่านคอมพิวเตอร์ คุณสามารถชดเชยการขาดอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการทางกายภาพของโรงเรียนได้ และด้วยเหตุนี้ จึงสามารถสอนนักเรียนให้ได้รับความรู้ทางกายภาพอย่างอิสระในระหว่างการทดลองทางกายภาพในแบบจำลองเสมือนจริง นั่นคือมีโอกาสที่แท้จริงในการสร้างความสามารถในการวิจัยที่จำเป็นของนักเรียนและเพิ่มระดับการเรียนรู้ของนักเรียนในวิชาฟิสิกส์

การใช้เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ในบทเรียนฟิสิกส์ช่วยให้สามารถสร้างทักษะการปฏิบัติได้ในลักษณะเดียวกับที่สภาพแวดล้อมเสมือนจริงของคอมพิวเตอร์ช่วยให้คุณสามารถปรับเปลี่ยนการตั้งค่าการทดลองได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งรับประกันความแปรปรวนที่สำคัญในผลลัพธ์ และสิ่งนี้ทำให้การฝึกฝนดีขึ้นอย่างมาก ของนักเรียนที่ดำเนินการเชิงตรรกะในการวิเคราะห์และกำหนดข้อสรุปของผลการทดลอง นอกจากนี้ คุณสามารถทำการทดสอบได้หลายครั้งโดยเปลี่ยนพารามิเตอร์ บันทึกผลลัพธ์และกลับไปศึกษาต่อในเวลาที่สะดวก นอกจากนี้ยังสามารถทำการทดลองจำนวนมากขึ้นในเวอร์ชันคอมพิวเตอร์ การทำงานร่วมกับโมเดลเหล่านี้เปิดโอกาสทางปัญญามหาศาลให้กับนักเรียน ทำให้พวกเขาไม่เพียงแต่เป็นผู้สังเกตการณ์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงผู้เข้าร่วมการทดลองที่กระตือรือร้นอีกด้วย

ข้อดีอีกประการหนึ่งคือคอมพิวเตอร์ให้โอกาสพิเศษซึ่งไม่ได้นำมาใช้ในการทดลองทางกายภาพจริงเพื่อให้เห็นภาพไม่ใช่ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่แท้จริง แต่เป็นแบบจำลองทางทฤษฎีที่เรียบง่ายซึ่งช่วยให้คุณสามารถค้นหากฎทางกายภาพหลักของปรากฏการณ์ที่สังเกตได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ . นอกจากนี้ นักเรียนยังสามารถสังเกตการสร้างรูปแบบกราฟิกที่เกี่ยวข้องไปพร้อมๆ กันในขณะที่การทดลองดำเนินไป วิธีการแสดงผลการจำลองแบบกราฟิกช่วยให้นักเรียนดูดซับข้อมูลจำนวนมากที่ได้รับได้ง่ายขึ้น แบบจำลองดังกล่าวมีคุณค่าเป็นพิเศษ เนื่องจากตามกฎแล้วนักเรียนจะประสบปัญหาอย่างมากในการสร้างและการอ่านกราฟ นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องคำนึงด้วยว่านักเรียนไม่สามารถจินตนาการถึงกระบวนการปรากฏการณ์การทดลองทางประวัติศาสตร์ทางฟิสิกส์ทั้งหมดได้หากไม่ได้รับความช่วยเหลือจากแบบจำลองเสมือนจริง (เช่นการแพร่กระจายของก๊าซ, วัฏจักรการ์โนต์, ปรากฏการณ์ของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก พลังงานยึดเหนี่ยวของนิวเคลียส เป็นต้น) โมเดลเชิงโต้ตอบช่วยให้นักเรียนเห็นกระบวนการในรูปแบบที่เรียบง่าย จินตนาการถึงไดอะแกรมการติดตั้ง และทำการทดลองที่โดยทั่วไปแล้วเป็นไปไม่ได้ในชีวิตจริง

งานห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ทั้งหมดดำเนินการตามรูปแบบคลาสสิก:

ความเชี่ยวชาญทางทฤษฎีของวัสดุ

ศึกษาการติดตั้งห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์สำเร็จรูปหรือการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ของการติดตั้งห้องปฏิบัติการจริง

ทำการศึกษาทดลอง

การประมวลผลผลการทดลองบนคอมพิวเตอร์

ตามกฎแล้วการติดตั้งห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์คือแบบจำลองคอมพิวเตอร์ของการติดตั้งทดลองจริงซึ่งสร้างขึ้นโดยใช้คอมพิวเตอร์กราฟิกและการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ งานบางชิ้นมีเพียงแผนผังการติดตั้งห้องปฏิบัติการและองค์ประกอบเท่านั้น ในกรณีนี้ ก่อนเริ่มงานในห้องปฏิบัติการ จะต้องประกอบการตั้งค่าห้องปฏิบัติการบนคอมพิวเตอร์ การทำวิจัยเชิงทดลองเป็นการเปรียบเทียบโดยตรงของการทดลองกับการติดตั้งทางกายภาพจริง ในกรณีนี้ กระบวนการทางกายภาพจริงจะถูกจำลองบนคอมพิวเตอร์

คุณสมบัติของ EOR “ฟิสิกส์ ไฟฟ้า. ห้องปฏิบัติการเสมือนจริง"

ปัจจุบันมีเครื่องมือการเรียนรู้อิเล็กทรอนิกส์ค่อนข้างมากซึ่งรวมถึงการพัฒนางานห้องปฏิบัติการเสมือนจริง ในงานของเรา เราใช้เครื่องมือการเรียนรู้อิเล็กทรอนิกส์ “ฟิสิกส์” ไฟฟ้า- ห้องปฏิบัติการเสมือนจริง"(ต่อไปนี้ - ESO มีวัตถุประสงค์เพื่อสนับสนุนกระบวนการศึกษาในหัวข้อ “ไฟฟ้า” ในสถานศึกษาทั่วไป (รูปที่ 1)

รูปที่ 1 อีเอสโอ

คู่มือนี้จัดทำขึ้นโดยกลุ่มนักวิทยาศาสตร์จาก Polotsk State University มีข้อดีหลายประการในการใช้ ESO นี้

การติดตั้งโปรแกรมอย่างง่ายดาย

ส่วนต่อประสานผู้ใช้ที่เรียบง่าย

อุปกรณ์ก็อปปี้ของจริงโดยสมบูรณ์

อุปกรณ์จำนวนมาก

ปฏิบัติตามกฎที่แท้จริงทั้งหมดสำหรับการทำงานกับวงจรไฟฟ้า

ความเป็นไปได้ในการดำเนินงานในห้องปฏิบัติการจำนวนมากเพียงพอภายใต้เงื่อนไขที่ต่างกัน

ความเป็นไปได้ในการดำเนินงานรวมถึงการแสดงให้เห็นถึงผลที่ตามมาที่ไม่สามารถบรรลุได้หรือไม่พึงประสงค์ในการทดลองเต็มรูปแบบ (ฟิวส์, หลอดไฟ, อุปกรณ์วัดทางไฟฟ้าขาด, การเปลี่ยนขั้วของการเปิดอุปกรณ์ ฯลฯ )

ความเป็นไปได้ในการทำงานห้องปฏิบัติการนอกสถาบันการศึกษา

ข้อมูลทั่วไป

ESE ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้การสนับสนุนคอมพิวเตอร์สำหรับการสอนวิชา "ฟิสิกส์" เป้าหมายหลักของการสร้าง การเผยแพร่ และการประยุกต์ใช้ ESE คือการปรับปรุงคุณภาพการศึกษาผ่านการใช้งานที่มีประสิทธิภาพ มีระเบียบวิธี และเป็นระบบโดยผู้เข้าร่วมทุกคนในกระบวนการศึกษาในขั้นตอนต่างๆ ของกิจกรรมการศึกษา

สื่อการเรียนรู้ที่รวมอยู่ใน ESE นี้ตรงตามข้อกำหนดของหลักสูตรฟิสิกส์ พื้นฐานของสื่อการเรียนรู้ของ ESE นี้จะเป็นสื่อจากหนังสือเรียนฟิสิกส์สมัยใหม่ตลอดจนสื่อการสอนสำหรับการปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการและการวิจัยเชิงทดลอง

เครื่องมือแนวความคิดที่ใช้ใน ESE ที่พัฒนาขึ้นนั้นมีพื้นฐานมาจากสื่อการศึกษาของหนังสือเรียนฟิสิกส์ที่มีอยู่ รวมถึงหนังสืออ้างอิงทางฟิสิกส์ที่แนะนำสำหรับใช้ในโรงเรียนมัธยมศึกษา

ห้องปฏิบัติการเสมือนถูกนำมาใช้เป็นแอปพลิเคชันระบบปฏิบัติการแยกต่างหากหน้าต่าง.

ESO นี้ทำให้คุณสามารถดำเนินงานในห้องปฏิบัติการด้านหน้าโดยใช้แบบจำลองเสมือนจริงของเครื่องมือและอุปกรณ์จริง (รูปที่ 2)

รูปที่ 2 อุปกรณ์

การทดลองสาธิตทำให้สามารถแสดงและอธิบายผลลัพธ์ของการกระทำที่เป็นไปไม่ได้หรือไม่พึงประสงค์ที่จะดำเนินการในสภาวะจริง (รูปที่ 3)

รูปที่ 3 ผลการทดลองที่ไม่พึงประสงค์

มีโอกาสที่จะจัดระเบียบงานของแต่ละคน เมื่อนักเรียนสามารถทำการทดลองได้อย่างอิสระ รวมถึงทำการทดลองซ้ำนอกชั้นเรียน เช่น บนคอมพิวเตอร์ที่บ้าน

วัตถุประสงค์ของ ESO

ESO เป็นเครื่องมือคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการสอนฟิสิกส์ ซึ่งจำเป็นสำหรับการแก้ปัญหาทางการศึกษาและการสอน..

ESE สามารถใช้เพื่อให้การสนับสนุนคอมพิวเตอร์ในการสอนวิชา “ฟิสิกส์”

ESE ประกอบด้วยงานในห้องปฏิบัติการ 8 ชิ้นในส่วน "ไฟฟ้า" ของหลักสูตรฟิสิกส์ ซึ่งศึกษาในระดับ VIII และ XI ของโรงเรียนมัธยมศึกษา

ด้วยความช่วยเหลือของ ESO งานหลักในการให้การสนับสนุนคอมพิวเตอร์สำหรับกิจกรรมการศึกษาในขั้นตอนต่อไปนี้จะได้รับการแก้ไข:

คำอธิบายของสื่อการศึกษา

การรวมและการทำซ้ำ

การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ที่เป็นอิสระของนักเรียน

การวินิจฉัยและแก้ไขช่องว่างความรู้

การควบคุมระดับกลางและขั้นสุดท้าย

ESE สามารถใช้เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการพัฒนาทักษะการปฏิบัติในนักเรียนในรูปแบบการจัดกิจกรรมการศึกษาดังต่อไปนี้:

เพื่อปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการ (วัตถุประสงค์หลัก)

เพื่อเป็นแนวทางในการจัดการทดลองสาธิตรวมถึงการสาธิตผลที่ตามมาซึ่งไม่น่าบรรลุหรือไม่พึงปรารถนาในการทดลองอย่างเต็มรูปแบบ (การเป่าฟิวส์ หลอดไฟ อุปกรณ์วัดทางไฟฟ้า การเปลี่ยนขั้วของการเปิดสวิตช์อุปกรณ์ เป็นต้น)

เมื่อแก้ไขปัญหาการทดลอง

สำหรับจัดงานด้านการศึกษาและวิจัยของนักศึกษา การแก้ปัญหาเชิงสร้างสรรค์ นอกเวลาเรียน รวมถึงที่บ้านด้วย

ESP ยังสามารถนำมาใช้ในการสาธิต การทดลอง และการศึกษาทดลองเสมือนดังต่อไปนี้: แหล่งที่มาปัจจุบัน; แอมมิเตอร์, โวลต์มิเตอร์; ศึกษาการพึ่งพากระแสกับแรงดันไฟฟ้าในส่วนของวงจร การศึกษาการพึ่งพาความแรงของกระแสในลิโน่กับความยาวของส่วนการทำงาน ศึกษาการพึ่งพาความต้านทานของตัวนำต่อความยาว พื้นที่หน้าตัด และชนิดของสาร การออกแบบและการทำงานของรีโอสแตต การเชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนานของตัวนำ การกำหนดพลังงานที่ใช้โดยอุปกรณ์ทำความร้อนไฟฟ้า ฟิวส์

โอ ความจุแรม: 1GB;

ความถี่โปรเซสเซอร์ตั้งแต่ 1100 MHz;

หน่วยความจำดิสก์ - พื้นที่ว่างในดิสก์ 1 GB;

ทำงานบนระบบปฏิบัติการหน้าต่าง 98/NT/2000/XP/ วิสตา;

ในระบบปฏิบัติการและจะต้องไม่ติดตั้งเบราว์เซอร์นางสาวสำรวจ 6.0/7.0;

เพื่อความสะดวกของผู้ใช้สถานที่ทำงานจะต้องติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมเมาส์และจอภาพที่มีความละเอียด 1024x 768 ขึ้นไป;

ความพร้อมใช้งาน อุปกรณ์การอ่านซีดี/ ดีวีดีดิสก์สำหรับติดตั้ง ESO