ДИПЛОМНА РОБОТА

Програмний комплекс «Віртуальна лабораторія з фізики»

Анотація

Робота присвячена питанням організації навчального процесу. У ній сформульовані завдання, поставлені цілі, розкриваються структура та освітня діяльність вчителя, розглянуто різні видиінструментальний засіб для створення віртуальної лабораторії. Особлива увага звертається на освітню діяльністьвчителі та ефективність управління навчальним процесом. Особливістю програмного продукту, що створюється, є можливість використання в освітньому процесі, з метою забезпечення наочності, доступності, безпеки на уроках. Продукт містить базову інформацію про віртуальні засоби навчання, віртуальні лабораторії, інформацію про розробника.

Робота виконана друкованим способом на 64 сторінках з використанням 41 джерела, що містить 31 малюнок.

Abstract

Work is devoted to the organization of the educational process. Це формулює питання, set goals , розглянуті структури і освітні заходи школярів розглянуті різні види інструментів для створення virtual laboratory. Particular attention is drawn to the educational activities of the teacher and the efficiency of educational process . Характеристики програмних продуктів є здатність до використання в освітніх процесах в порядку для чутливості, accessibility, safety lessons . Product contains basic information of the virtual training aids , virtual laboratories , developer information .

Work is done by printing on 64 stranitsah using 41 sources, contains 31 figures.

Анотація 4

Вступ 6

1 Застосування віртуальних засобів навчання 9

1.1 Можливості ІКТ у створенні навчального процесу з використанням віртуальних лабораторій. 9

1.2 Віртуальна лабораторія як навчання 13

1.3 Принципи та вимоги до розробки віртуальної лабораторії. 17

1.4 Загальна структура програмного комплексу "Віртуальна лабораторія з фізики". 18

2 Практична реалізація програмного комплексу "Віртуальна лабораторія з фізики". 20

2.1 Вибір інструментарію створення віртуальної лабораторії. 20

2.2 Етапи проектування та структура програми-оболонки «Віртуальна лабораторія з фізики». 23

2.2.1 Структура програмного комплексу "Віртуальна лабораторія з фізики". 23

2.2.2 Структура віртуальної лабораторії. 26

2.3 Розробка програмного комплексу "Віртуальна лабораторія з фізики". 30

2.4 Демонстрація створеного програмного комплексу «Віртуальна лабораторія з фізики» 31

2.4.1 Розробка програмного комплексу для створення віртуальної лабораторії 31

2.4.2 Вибір елементів із готових баз даних для створення віртуальної лабораторії з фізики 35

2.4.3 Опис віртуальних лабораторій розділу «Механічні явища».. 37

2.4.4 Опис віртуальних лабораторій розділу « Теплові явища». 41

2.4.5 Демонстрація можливостей створення програмного комплексу «Віртуальна лабораторія з фізики». 44

2.4.7 Опис розділу "Про розробника". 55

Висновок 56

Список використаної литературы. 59

Вступ

Актуальність:Створення та розвиток інформаційного суспільства передбачає широке застосування інформаційно-комунікаційних технологій (ІКТ) в освіті, що визначається низкою факторів.

По-перше, впровадження Інформаційно-комунікаційних технологій (ІКТ) в освіту істотно прискорює передачу знань та накопиченого технологічного та соціального досвіду людства не тільки від покоління до покоління, а й від однієї людини іншій.

По-друге, сучасні ІКТ, підвищуючи якість навчання та освіти, дозволяють людині успішніше та швидше адаптуватися до навколишньому середовищіта соціальним змінам, що відбуваються. Це дає кожній людині можливість здобувати необхідні знання як сьогодні, так і в майбутньому постіндустріальному суспільстві.

По-третє, активне та ефективне впровадження цих технологій у освіту є важливим чинником створення системи освіти, що відповідає вимогам інформаційного суспільства та процесу реформування традиційної системи освіти у світлі вимог сучасного індустріального суспільства.

Сьогодні багато навчальних закладів використовують інноваційні технологіїв освітньому середовищі, у тому числі віртуальні лабораторії роботи з фізики, хімії, біології, екології та інших предметів, оскільки багато явищ та дослідів освітнього характеру провести в умовах навчального закладу дуже складно чи нездійсненно.

Ефективне застосування інтерактивних засобів в освітньому процесі сприяє не тільки підвищенню якості шкільної освіти, а й економії фінансових ресурсів, що створюють безпечне, екологічно чисте середовище.

Цікаві інтерактивні уроки та лабораторні роботи можна проводити з дитиною в домашніх умовах з різних предметів: фізики, біології, хімії, екології.

Віртуальні лабораторні роботи можна застосовувати в класі під час лекції як додаток до лекційних матеріалів, проводити комп'ютерному класіпо мережі, з наступним аналізом успішності учня.

Змінюючи параметри в інтерактивній лабораторії, користувач бачить зміни в середовищі 3D як результат своїх дій.

Об'єкт:використання ІКТ у освітньому процесі.

Предмет:розробка віртуальних лабораторій для підготовки майбутніх спеціалістів

Мета роботи:розробка програмного комплексу "Віртуальна лабораторія з фізики".

Завдання роботи:

проаналізувати науково-педагогічну літературу з розробки та використання віртуальних засобів у освітньому процесі;
вибрати принципи та вимоги для розробки програмного комплексу – віртуальна лабораторія;
проаналізувати та вибрати інструментальний засіб для створення віртуальної лабораторії з фізики;
розробити структуру програмного комплексу "Віртуальна лабораторія з фізики".
розробити програмний комплекс із використанням існуючої БД елементів віртуальної лабораторії;
апробувати створений програмний комплекс "Віртуальна лабораторія з фізики".

Методи виконання роботи:аналіз науково-педагогічної літератури; порівняння, алгоритмізація, програмування.

Методичнаі практичназначимість полягає у збагаченні методичним матеріалами забезпечення навчального процесу, у створенні програмного комплексу «віртуальної лабораторії з фізики» щодо досвідів з предмета.

Цілі та завдання визначили структуру дипломної роботи.

У вступі обґрунтовується актуальність вибору теми, визначено об'єкт, предмет, сформульовано мету, завдання, описано методичну та практичну значущість виконаної роботи, дано характеристику загальної структури виконаної ВКР.

Перший розділ "Теоретичні питання розробки віртуальних засобів навчання" розглядає питання: використання ІКТ в освітньому процесі; представляє вибір принципів та вимог розробки комп'ютерних віртуальних засобів навчання. Розглядається питання про процес віртуалізації навчання, про можливості віртуальних лабораторних робіт щодо процесів і явищ важко доступних для вивчення в реальних умовах.

У другому розділі "Практична реалізація програмного комплексу "Віртуальна лабораторія з фізики" представлено: вибір інструментарію для створення програмного комплексу віртуальної лабораторії; проаналізовано існуючі БД готових компонентів та готових пристроїв з фізики, проведено вибір елементів із готових баз даних для створення віртуальної лабораторії з фізики; описано процес розробки програмного каркасу для створення віртуальної лабораторії; подано матеріал, що демонструє можливості створеного програмного комплексу «Віртуальна лабораторія з фізики».

Наприкінці представлені основні результати роботи.

Дипломна робота складається із вступу, двох розділів, висновків, списку літератури у кількості 46 джерел. Загальний обсяг роботи представлений на 56 стор., Містить 25 малюнка, 2 таблиці.

1 Застосування віртуальних засобів навчання

1.1 Можливості ІКТ у організації навчального процесу з використанням віртуальних лабораторій

В даний час змінюються цілі та завдання, що стоять перед сучасною освітою, - відбувається зміщення зусиль із засвоєння знань на формування компетентностей, акцент переноситься на особистісно-орієнтоване навчання. Проте, урок був і залишається головною складовоюнавчального процесу Навчальна діяльність учнів значною мірою зосереджена під час уроку. Якість підготовки учнів визначається змістом освіти, технологіями проведення уроку, його організаційною та практичною спрямованістю, його атмосферою, тому необхідне застосування нових педагогічних технологій в освітньому процесі. Цілі використання інформаційних технологій: розвиток особистості учня, підготовка до самостійної продуктивної діяльності в умовах інформаційного суспільства через розвиток конструктивного, алгоритмічного мислення, завдяки особливостям спілкування з комп'ютером, творчого мислення за рахунок зменшення частки репродуктивної діяльності, формування інформаційної культури, умінь здійснювати обробку інформації (при використання табличних процесорів, баз даних); реалізація соціального замовлення, обумовленого інформатизацією сучасного суспільства: - підготовка учнів засобами інформаційних технологій до самостійної пізнавальної діяльності; мотивація навчально-виховного процесу (підвищення якості та ефективності процесу навчання за рахунок реалізації можливостей інформаційних технологій, виявлення та використання стимулів активізації пізнавальної діяльності).

Яким є вплив використання інформаційно-комунікаційних технологій на учня? - ІКТ сприяє підвищенню пізнавального інтересу до предмета; - ІКТ сприяє зростанню успішності учнів з предмета; - ІКТ дозволяє учням проявити себе у новій ролі; - ІКТ формує навички самостійної продуктивної діяльності; – ІКТ сприяє створенню ситуації успіху для кожного учня.

Використання ІКТ в освітньому процесі дає педагогам додаткові дидактичні можливості, а саме:

негайний зворотний зв'язок між користувачем та засобами ІКТ, що дозволяє забезпечити інтерактивний діалог;

комп'ютерну візуалізацію навчальної інформації, що передбачає реалізацію можливостей сучасних засобіввізуалізації об'єктів, процесів, явищ (як реальних, так і «віртуальних»), а також їх моделей, представлення їх у динаміці розвитку, у тимчасовому та просторовому русі, зі збереженням можливості діалогового спілкування з програмою;

комп'ютерне моделювання об'єктів, що вивчаються, їх відносин, явищ, процесів, що протікають як реально, так і «віртуально»;

автоматизацію процесів обчислювальної, інформаційно-пошукової діяльності, обробки результатів навчального експерименту як реально протікаючого, так і «віртуально» представленого на екрані з можливістю багаторазового повторення фрагмента або самого експерименту, що дозволяє констатувати результати експериментів, варіювати значення параметрів (наприклад, фізичних величин) адекватно умов експерименту, здійснювати постановку гіпотези експерименту, її перевірку, модифікувати досліджувану ситуацію за результатами експерименту, прогнозувати результати дослідження;

залучення різних видів діяльності, розрахованих на активну позицію учнів, які отримали достатній рівень знань з предмета, щоб самостійно мислити, сперечатися, розмірковувати, навчилися навчатися, самостійно добувати необхідну інформацію;

автоматизацію процесів організаційного управління навчальною діяльністю та контролю за результатами засвоєння навчального матеріалу: генерування та розсилання організаційно-методичних матеріалів, завантаження та передача їх по мережі,.

Віртуалізація навчання може розглядатися як об'єктивний процес руху від очного через дистанційне до віртуальної освіти, яке вбирає в себе найкращі властивостіочного, заочного, дистанційного та інших форм здобуття освіти і має бути адекватно російському інформаційному суспільству, що народжується. Цей процес, як і інформатизації освіти, об'єктивний, закономірний і зумовлений низкою чинників:

стрімкий розвиток телекомунікаційних та інформаційних системвідкриває нові дидактичні можливості для вдосконалення власне системи освіти;
внутрішні потреби самої системи освіти, пов'язані із забезпеченням доступу широким верствам населення до якісної, доступної, мобільної, фундаментальної освіти.

З позицій педагогіки як науки вважатимуться, що процес віртуального навчання відбувається у педагогічній системі, елементами якої є мети, зміст, який навчається, навчальний та технологічна підсистема віртуального навчання. Це цілеспрямований, організований процес взаємодії учнів (студентів) з навчальними (викладачами), між собою та із засобами навчання, причому він некритичний до їхнього розташування у просторі та в часі. Вся ця конструкція спирається на матеріально-технічну та нормативно-правову основу.

Формування змісту віртуальної освіти, як і в традиційній системі освіти, ґрунтується на обраній теорії організації змісту освіти та обліку відповідних принципів.

Методичне середовище характеризується методами активного навчання, методом проектів. Справді, віртуальне навчання найбільш сприйнятливе до таких інноваційним методам, як методи активного навчання (мозковий штурм, "ділові ігри", "кейс-стаді", методи "проектів" та ін).

Віртуальний студент по праву є головною фігурою віртуального освітнього процесуоскільки він є головним «замовником і клієнтом» віртуальної системи освіти. Можна виділити основні відмінності та переваги віртуального студента, які концентровано відображаються у таких формулюваннях: “освіта без кордонів”, “освіта через все життя”, “освіта за меншу вартість”. З іншого боку, до віртуального студента пред'являються і специфічні вимоги у вигляді виняткової мотивованості, дисциплінованості, здатності користуватися комп'ютерною та комунікаційною технікою тощо. .

Очевидно, що при віртуальному навчанні з усією гостротою постають виховні та валіологічні проблеми.

Віртуальний викладач -це і фізична особа, що працює або за безпосереднього контакту, або опосередковано через телекомунікаційні засоби і, крім того, це цілком може бути і "викладач-робот" у вигляді, наприклад, CD-ROM.

Головна функція віртуального викладача - управління процесами навчання, виховання, розвитку, тобто бути педагогічним менеджером. При віртуальному навчанні він має грати такі ролі: координатор, консультант, вихователь та інших.

Віртуалізація освітніх середовищ надає нові не досліджені, швидше за все, не відчутні та не усвідомлювані на сьогоднішній день можливості для освіти. Науково обґрунтоване використання елементів технологічної системи віртуального навчання, на нашу думку, призведе не до перебудови, не до корінного покращення, а до становлення принципово нової системиосвіти.

1.2 Віртуальна лабораторія як навчання

Використання сучасних інформаційних технологій в освіті – це вже не нововведення, а реальність сьогоднішнього дня для всього цивілізованого світу. В даний час ІКТ міцно увійшли до освітню сферу. Вони дозволяють змінити якість освітнього процесу, зробити урок сучасним, цікавим, результативним.

Віртуальні засоби - це засоби чи інструменти пізнання під час уроків. Віртуальна освіта вносить і етичний компонент – комп'ютерна технологія ніколи не замінить зв'язок між учнями. Воно тільки може підтримувати потенціал їхнього спільного прагнення нових ресурсів і підходить для використання в різних навчальних ситуаціях, де учні, вивчаючи предмет, беруть участь у діалозі з однолітками та викладачами щодо матеріалу, що вивчається.

Віртуальні технології - спосіб підготовки інформації, що включає візуальне, мультипрограмування різних ситуацій.

Під час проведення уроку з допомогою віртуальних засобів дотримується основний принцип дидактики - наочність, що забезпечує оптимальне засвоєння матеріалу учнями, підвищує емоційне сприйняття і розвиває всі види мислення в учнів.

Віртуальні засоби навчання є одним із найсучасніших засобів, що використовуються для навчання на уроках.

Віртуальне представлення лабораторних робіт - це низка яскравих образів, що запам'ятовуються, рух - все це дозволяє побачити те, що важко уявити, спостерігати за явищем, що відбувається, досвідом. Такий урок дозволяє отримувати інформацію відразу в кількох видах, таким чином викладач має можливість посилити емоційний вплив на учня. Однією з очевидних переваг такого уроку є посилення наочності. Згадаймо відому фразу К.Д. Ушинського: «Дитяча природа ясно потребує наочності. Вчіть дитину якимось п'ятьом невідомим їй словам, і вона буде довго й марно мучитися над ними; але зв'яжіть з картинками двадцять таких слів - і дитина засвоїть їх на льоту. Ви пояснюєте дитині дуже просту думку, і вона вас не розуміє; ви пояснюєте тій же дитині складну картину, і вона вас розуміє швидко... Якщо ви входите до класу, від якого важко домогтися слова (а таких класів у нас не шукати стати), почніть показувати картинки, і клас заговорить, а головне, заговорить

вільно…».

А також експериментально встановлено, що при усному викладі матеріалу учень за хвилину сприймає та здатний переробити до 1 тисячі умовних одиниць інформації, а при підключенні органів зору до 100 тисяч таких одиниць.

Застосування віртуальних засобів під час уроків - це потужний стимул навчання. Одним із віртуальних засобів є віртуальні лабораторії, які відіграють велику роль в освітньому процесі. Вони не замінюють викладача та підручники фізики, а створюють сучасні нові можливості для засвоєння матеріалу: підвищується наочність, розширюються можливості демонстрації дослідів, які важко або неможливо поставити в навчальному закладі.

Віртуальна лабораторія являє собою інтерактивний програмний модуль, покликаний реалізувати перехід від інформаційно-ілюстративної функції цифрових джерел до функції інструментально-діяльної та пошукової, що сприяє розвитку критичного мислення, виробленню навичок та умінь практичного використання інформації, що отримується.

Класифікація лабораторних робіт, в основу яких покладено підхід до використання:

якісна- явище чи досвід, зазвичай складні чи нездійсненні за умов навчального закладу, відтворюється на екрані під час керування користувачем;

напівкількісна- у віртуальній лабораторії моделюється досвід, і реалістична зміна окремих характеристик (наприклад, положення повзунка реостату в електричного ланцюга) викликає зміни у роботі установки, схеми, устрою;

кількісна(параметрична) - у моделі чисельно задані параметри змінюють залежні від них характеристики чи моделюють явища.

У рамках проекту планується створення робіт усіх трьох типів, але основний наголос буде зроблено на реалістичні напівкількісні лабораторні роботи, що забезпечують високу педагогічну ефективність їх застосування. Істотною особливістю запропонованого підходу є можливість відпрацьовувати навички експериментальної роботи у реалістичних напівкількісних моделях. Крім того, у них реалізована варіабельність проведення дослідів та отримуваних значень, що збільшує ефективність використання практикуму при мережній роботі у комп'ютерному класі.

Відмінною особливістю планованої розробки має стати висока реалістичність експериментів у віртуальних лабораторіях, точність відтворення фізичних законів світу та сутності дослідів та явищ, а також унікально висока інтерактивність. На відміну від реалізованих віртуальних лабораторних робіт, у яких відпрацьовуються не ті вміння та навички, що у реальних роботах, при створенні реалістичних напівкількісних моделей буде наголошено на формування навичок експериментальної роботи, що актуально та доцільно. Крім того, у таких роботах буде реалізована висока варіабельність проведення дослідів та отримуваних значень, що збільшить ефективність використання лабораторного практикуму під час мережевої роботи в комп'ютерному класі.

Дослідження напівкількісної моделі (з неявною математичною основою) є нетривіальною задачею, в яку залучаються різноманітні вміння: планувати експеримент, висувати або вибирати найбільш розумні гіпотези про зв'язок явищ, властивостей, параметрів, робити висновки на основі експериментальних даних, формулювати завдання. Особливо важливим і доцільним є вміння вказувати межі (область, умови) застосування наукових моделей, включаючи вивчення того, які аспекти реального явища комп'ютерна модель відтворює вдало, а які виявляються за межею модельованого.

Урочное використання віртуальних лабораторних робіт стосовно реальним може бути різних видів:

демонстраційне (перед реальною роботою) використання: показати фронтально, з великого екрана монітора або через мультимедійний проектор, послідовність дій реальної роботи; переважні реалістичні якісні та напівкількісні моделі;
узагальнююче (після реальної роботи) використання: фронтальний режим (демонстрація, уточнення питань, формулювання висновків та закріплення розглянутого) або індивідуальний (математична сторона експериментів, аналіз графіків та цифрових значень, вивчення моделі як способу відображення та подання реальності; переважні кількісні, параметричні моделі) .
експериментальне (замість реальної роботи): індивідуальне (у малих групах) виконання завдань у віртуальній лабораторії без виконання реальної роботи, комп'ютерний експеримент. Може виконуватися як із реалістичними напівкількісними 3D-моделями, так і з параметричними.

Очікувані результати впровадження віртуальної лабораторії як віртуального засобу навчання:

створення та впровадження практикумів з високою реалістичністю та неявною математичною основою, що є об'єктом дослідження учнів, стане однією з основ для розвитку критичного мислення та самостійності;
буде досягнуто підвищення ефективності проведення практичних занять за рахунок оптимального поєднання реальних та віртуальних робіт;
прогнозується підвищення інтересу до процесу навчання у груп учнів, які погано досягають успіху у звичайній системі викладання.

1.3 Принципи та вимоги до розробки віртуальної лабораторії

Оскільки при виконанні лабораторних робіт величезна частина часу йде на розуміння того, як працювати з установкою, то, завантаживши віртуальну лабораторію, учень має заздалегідь підготуватися, освоївши обладнання, вивчивши його роботу в різних режимах. Він отримує можливість практично перевірити свої знання, простежити за подією, проаналізувати результат проведеної роботи.

Використання технології віртуального навчання дозволяє повністю відтворити інтерфейс реального приладу у вигляді віртуальної моделі, зберігаючи всі його функціональні можливості. Учень запускає віртуальну лабораторію своєму комп'ютері, що призводить до значної економії часу на практичних заняттях. Більш того, при розробці емулятора використовуються моделі пристроїв, що працюють за тими самими принципами, що й реальні. Їхні параметри та принцип роботи можна легко змінювати, спостерігаючи, як це відбивається на результатах вимірювань. В результаті використання віртуальних лабораторії ми отримуємо якісну підготовку студентів до виконання лабораторних робіт та роботи з апаратурою, що дає можливість поглибленого вивчення учнями фізичних явищ, наочне уявлення проведених робіт.

Програмний комплекс «Віртуальна лабораторія з фізики» має дотримуватись низки вимог:

Мінімальні системні вимогищо дозволить запустити продукт на будь-якому персональному комп'ютері. Слід зазначити, що не всі навчальні заклади можуть дозволити комп'ютери останнього покоління.
Простота та доступність використання. Програмний комплекс розрахований на середню ланку учнів (8 – 9 клас), тому слід виходити з індивідуально-психологічних особливостей розвитку учнів.
Кожна віртуальна лабораторія повинна містити опис та інструкцію до виконання, що дозволить учням без особливих зусиль впоратися з виконанням роботи.
Віртуальні лабораторії виконуються в міру засвоєння навчального матеріалу.
Наочність виконання робіт, що дозволяє спостерігати за діями, що відбуваються. Змінюючи одні параметри системи, учень бачить, як змінюються інші.

Загальна структура програмного комплексу "Віртуальна лабораторія з фізики".

Для реалізації програмного комплексу «Віртуальна лабораторія з фізики» вирішено використовувати чотири основні блоки:

Віртуальні лабораторії.
Методичні рекомендації.
Про розробника.

Перший блок «Інформація про віртуальну лабораторію» міститиме основну інформацію про переваги, принципи та бажані результати віртуальної лабораторії. Також будуть наведені відмінні риси віртуальних робіт по відношенню до реальних.

Другий блок «Віртуальні лабораторії» планується розділити на кілька підблоків згідно розділів фізики. Такий поділ дозволить учневі швидко і легко знайти потрібну роботу і розпочати її виконання та значно заощадити час. Блок буде включати завдання зі збирання електричного ланцюга, а також роботи з теплових і механічних явищ.

Третій блок «Методичні рекомендації» являтиме собою опис та проведення віртуальних лабораторних робіт, а також коротку інструкцію щодо їх виконання. У цьому розділі також необхідно буде вказати вікову категорію, на яку розрахований програмний комплекс, що розробляється. Таким чином, учень, який до цього моменту не мав уявлення про віртуальні лабораторії, може легко і швидко розпочати їх виконання.

2 Практична реалізація програмного комплексу «Віртуальна лабораторія з фізики»

Вибір інструментарію для створення віртуальної лабораторії

На основі аналізу загальної структури віртуальної лабораторії, принципів та вимог ми вважаємо, що моделлю реалізації проекту має стати персональний веб-сайт, розміщений на одному комп'ютері, доступ до перегляду якого здійснюється за допомогою браузера.

Перед нами, як перед розробниками Web-вузла постало питання, які кошти можуть швидко та якісно виконати поставлене завдання. В даний час існує два типи редакторів, що створюють Web-вузли. Це редактори, що працюють безпосередньо з кодом, та візуальні редактори. Обидві технології мають плюси і мінуси. Під час створення Web-сайтів за допомогою кодових редакторів розробнику необхідно знати мову HTML. Робота у візуальному редакторі є досить простою і нагадує процес створення документа в Microsoft Word.

Розглянемо деякі існуючі на сьогоднішній день веб-редактори.

Найпростішим засобом, за допомогою якого можна створювати веб-сторінки є додаток Блокнот (Notepad), але при використанні блокноту необхідне знання мови гіпертекстової розмітки (HTML) і хорошого розуміння структури Web-сторінок. Бажані професійні знання, що дають можливість за таких скромних засобів створювати Web-сайти з використанням технологій Active X, Flash.

Ті, хто воліє набирати код HTML вручну, але кому не вистачає функціональності Блокнота та подібних до нього програм, вибирають програму під назвою TextPad. Ця програма, по суті, дуже схожа на Блокнот, проте розробники спеціально передбачили деякі зручності для того, щоб писати код HTML (а також мов Java, C, C++, Perl та ще деяких). Це виявляється у тому, що з написанні HTML -документа всі теги автоматично підсвічуються синім кольором, їх атрибути — темно-синім, а значення атрибутів — зеленим (кольори можна налаштувати за власним бажанням, як і, як і шрифт). Ця функція підсвічування корисна тим, що у випадку випадково допущеної помилки в імені тега або його атрибута програма відразу повідомляє про неї.

Також можна скористатися візуальними редакторами для створення веб-ресурсів. Мова йдепро так звані WYSIWYG-редактори. Назва походить від пропозиції "What You See Is What You Get" - що бачиш, те й отримаєш. Редактори WYSIWYG дозволяють створювати веб-сайти та веб-сторінки навіть користувачам не знайомим з мовою розмітки гіпертексту (HTML).

Macromedia Dreamweaver – професійний редактор HTML для візуального створення та управління сайтами різної складності та сторінками мережі Internet. Dreamweaver включає багато інструментів та засобів для редагування та створення професійного сайту: HTML, CSS, javascript, відладчик javascript, редактори коду (перегляд коду та інспектор коду), що дозволяє редагувати javascript, XML та інші текстові документи, які підтримуються в Dreamweaver. Технологія Roundtrip HTML імпортує документи HTMLбез переформатування коду і дозволяє налаштувати Dreamweaver так, щоб він «наводив порядок» та переформатував HTML як цього забажає розробник.

Можливість візуального редагування в Dreamweaver також дозволяє швидко створювати чи змінювати дизайн проекту без написання коду. Є можливість розглянути всі централізовані елементи та перетягнути їх зі зручної панелі безпосередньо в документ. Всі функції Dreamweaver можна налаштувати самостійно, скориставшись необхідною літературою.

Для створення віртуальної лабораторії нами було використано середовище FrontPage. За деякими джерелами у світовому Інтернеті до 50 відсотків усіх сторінок та Web-вузлів, включаючи великі проекти, створюється за допомогою Microsoft FrontPage. А на території СНД цілком можливо, що ця цифра досягає 80-90 відсотків.

Переваги FrontPage перед іншими редакторами очевидні:

FrontPage має потужну підтримку в Інтернеті. Існує багато Web-вузлів, груп новин, конференцій, орієнтованих користувачів FrontPage. Також до FrontPage існує маса платних та безкоштовних плагінів (plug-ins), що розширюють його можливості. Наприклад, найкращі, на сьогоднішній день, оптимізатори графіки Ulead SmartSaver та Ulead SmartSaver Pro від компанії Ulead вбудовуються плагінами не тільки у Photoshop, а й у FrontPage. Крім цього, є ціла індустрія фірм, які розробляють та випускають теми для FrontPage;
інтерфейс FrontPage дуже нагадує інтерфейс програм, що входять до пакету Microsoft Office, що полегшує його освоєння. До того ж, між програмами, що входять до Microsoft Office, існує повна інтеграція, що дозволяє використовувати у FrontPage інформацію, створену в інших додатках.

Завдяки програмі FrontPage створювати Web-сторінки можуть не тільки професійні програмісти, але й користувачі, які хочуть мати Web-вузол для особистих цілей, оскільки немає потреби програмувати в кодах HTMLі знати HTML-редактори, вважає більшість авторів.

Основні претензії розробників, що створюють Web-сторінки з використанням HTML-кодів, до FrontPage зводяться до того, що він у деяких випадках за промовчанням пише надлишковий код. Для невеликих веб-вузлів це некритично. Крім того, FrontPage дозволяє розробнику працювати з HTML-кодом .

Етапи проектування та структура програми-оболонки «Віртуальна лабораторія з фізики»

Проектування - один із найважливіших і складних етапів розробки, від якого залежить ефективність подальших робіт та кінцевий результат.

Величезним стимулом у розвитку педагогічного проектування стало поширення обчислювальної техніки. З її приходом в освіту почала змінюватися методика навчання у напрямку її технологізації. З'явилися інформаційні технологіїнавчання.

Педагогічне проектування - це діяльність, спрямована на розробку та реалізацію освітніх проектів, під якими розуміються оформлені комплекси інноваційних ідей в освіті, соціально-педагогічному русі, освітніх системахта інститутах, у педагогічних технологіях (Безрукова В.С.).

Проектування педагогічних систем, процесів чи ситуацій – складна багатоступінчаста діяльність. Здійснюється вона як ряд послідовно наступних один за одним етапів, наближаючи розробку майбутньої діяльності від загальної ідеї до точно описаних конкретних дій.

2.2.1 Структура програмного комплексу "Віртуальна лабораторія з фізики"

Проектування програми «Віртуальна лабораторія з фізики» проходило за такими етапами:

усвідомлення необхідності створення продукту;
розробка програми "Віртуальна лабораторія з фізики";
аналіз системи контролю з використанням ІКТ;
вибір лабораторій з теплових та механічних явищ з готових баз, а також створення лабораторії зі складання електричного ланцюга;
короткий опис технологічних можливостей кожної віртуальної лабораторії, призначення, правила проведення, порядок виконання;
розробка методики застосування програми "Віртуальна лабораторія з фізики".

На підставі розглянутих етапів було розроблено структуру програмного комплексу «Віртуальна лабораторія з фізики» (рисунок 1).

Малюнок 1 - Структура програмного комплексу

«Віртуальна лабораторія з фізики»

Структура програми-оболонки включає ядро управління програмою «Віртуальна лабораторія з фізики». Ядром керування є стартова сторінка програми. Блок призначений для здійснення навігації за розробленою програмою вибору та демонстрації віртуальних лабораторій, що дозволяє перейти до будь-якого з інших блоків. Надає можливість швидкого доступу до наступних розділів:

«Інформація про віртуальну лабораторію»;
"Віртуальні лабораторії";
«Про розробника»;

Розділ «Інформація про віртуальну лабораторію» включає теоретичні аспекти, які допомагають зрозуміти, яку роль відіграють віртуальні засоби навчання в освітньому процесі.

Розділ «Віртуальні лабораторії» включає безпосередньо самі лабораторні роботи за двома напрямками: теплові та механічні явища, а також підрозділ «Складання електричного ланцюга». Теплові та механічні явища містять у собі найголовніші та найзначніші лабораторні роботи, а складання електричного ланцюга дозволяє збирати ланцюг відповідно до завдання та законів фізики.

Розділ «Про розробника» містить основні відомості про автора та очікувані результати впровадження програми-оболонки в сучасний освітній процес.

2.2.2 Структура віртуальної лабораторії

Веб-сайт включає 13 сторінок, і, з урахуванням інших наявних документів, всього містить 107 файлів.

Список сторінок створеного веб-сайту показано на малюнку 2.

Малюнок 2 - Список сторінок створеного веб-сайту.

Папка images містить зображення, використані для розробки програмного комплексу (рисунок 3).

Малюнок 3 - Використані зображення

У папці js міститься набір кодів, які необхідні роботи програмного комплексу (рисунок 4). Так, наприклад, файл data.js містить код, що прописує вікно із завданнями для збирання електричного кола.

Малюнок 4 - Елементи папки js

На малюнку 5 представлена структура віртуальної лабораторії в розділах фізики.

Рисунок 5 - Структура віртуальної лабораторії з розділів фізики

Кожна сторінка вузла даної схемою позначається прямокутником. Лінії, що з'єднують ці прямокутники, символізують взаємну підпорядкованість сторінок.

Нижче наведено опис основних блоків віртуальної лабораторії.

Ядро управління програмою-оболонкою "Віртуальна лабораторія з фізики" представлено на сторінці index.html. Воно побудовано так, щоб користувач міг з його допомогою здійснити перехід на інші блоки програми. Іншими словами, ядро управління надає доступ до інформаційної довідки, доступу до проведення та демонстрацій віртуальних лабораторних робіт, доступу до інформації про автора та очікуваних результатів розробки. Під час розробки ядра управління програми «Віртуальна лабораторія з фізики» також використовувалися фрейми, налаштування фону, форматування тексту.

Інформаційний блок програми-оболонки "Віртуальна лабораторія з фізики" представлений сторінкою Info.html. Блок призначений для надання короткої загальної інформації про віртуальну лабораторію, її роль у сучасній освіті, а також вказані основні переваги.

Розробка програмного комплексу «Віртуальна лабораторія з фізики»

Розробка програмного комплексу «Віртуальна лабораторія з фізики» починається із створення веб-сайту, структура якого будується на основі розглянутих раніше блоків (рис. 3). На малюнку 6 представлено структуру програмного комплексу «Віртуальна лабораторія з фізики». Кожна сторінка вузла даної схемою позначається прямокутником. Лінії, що з'єднують ці прямокутники, символізують взаємну підпорядкованість сторінок.

Малюнок 6 - Структура програмного комплексу

"Віртуальна лабораторія з фізики".

Ядро керування програмним комплексом представлене на сторінці index.htm. Воно побудоване так, щоб користувач міг з його допомогою здійснити перехід на всі інші блоки програмного комплексу. Іншими словами, ядро управління надає доступ до інформаційної довідки про програму, доступ до проведення віртуальних робіт, доступ до методичних рекомендацій, а також доступ до інформації про розробника програмного комплексу «Віртуальна лабораторія з фізики».

Під час розробки ядра управління програмного комплексу «Віртуальна лабораторія з фізики» також використовувалися фрейми, налаштування фону, форматування тексту.

Схема зв'язку між сторінками налаштована за допомогою кнопок та гіперпосилань. Гіперпосилання дозволяють здійснити швидкий перехід на потрібну сторінку, а також організують зв'язок між сторінками веб-зла, що визначає його цілісність. На малюнку 7 відбито дерево гіперпосилань. Таке розкриття гілок у схемі гіперпосилань дозволяє наочно моделювати логіку роботи вузла, не відкриваючи самі веб-сторінки.

Малюнок 7 - Схема гіперпосилань вузла

Демонстрація створеного програмного комплексу "Віртуальна лабораторія з фізики"

2.4.1 Розробка програмного комплексу для створення віртуальної лабораторії

Розробка програмного комплексу для створення віртуальної лабораторії проходила за такими етапами:

аналіз віртуальних лабораторій у системі навчання та усвідомлення необхідності створення продукту;
розробка програми-оболонки «Віртуальна лабораторія з фізики»;
розробка схеми віртуальної лабораторії;
стислий опис технологічних можливостей лабораторії, їх призначення;
опис дидактичних можливостей віртуальних лабораторій із фізики;
розробка методики застосування програми-оболонки «Віртуальна лабораторія з фізики».

Стартова сторінка програми-оболонки віртуальної лабораторії представлена малюнку 8. З її допомогою користувач може перейти у будь-який з представлених розділів.

Малюнок 8 - Стартова сторінка

Розглянутий програмний комплекс має чотири навігаційні кнопки:

інформація про віртуальну лабораторію;
віртуальні лабораторії;
методичні рекомендації;
про розробника.

Інформація про віртуальну лабораторію.

Розділ «Інформація про віртуальну лабораторію» містить основні теоретичні аспекти, розповідає про основні переваги віртуальної лабораторії, бажані результати впровадження розробки та представлений на малюнку 9.

Малюнок 9 - Інформація про віртуальну лабораторію

Розділ «Інформація про віртуальну лабораторію» розповідає про переваги наочної фізики, а саме про можливість демонстрації фізичних явищ у ширшому ракурсі та всебічне їх дослідження. Кожна робота охоплює великий обсяг навчального матеріалу, зокрема з різних розділів фізики. Це надає широкі можливості для закріплення міжпредметних зв'язків, узагальнення та систематизації теоретичних знань.

Інтерактивні роботи з фізики слід проводити на уроках у формі практикуму під час пояснення нового матеріалу або завершення вивчення певної теми. Інший варіант - виконання робіт у позаурочний час на факультативних, індивідуальних заняттях. Віртуальна фізика це новий унікальний напрямок у системі освіти. Ні для кого не секрет, що 90% інформації надходять до нас у мозок через зоровий нерв. І не дивно, що поки людина сама не побачить, вона не зможе чітко усвідомити природу тих чи інших фізичних явищ. Тому процес навчання обов'язково має підкріплюватися наочними матеріалами. І просто чудово, коли можна не тільки побачити статичну картинку, що зображує якесь фізичне явище, але й подивитися на це явище в русі.

Розділ «Віртуальні лабораторії» містить три основні підрозділи: електричний ланцюг, механічні та теплові явища, кожен з яких включає безпосередньо самі віртуальні лабораторії. Даний розділ представлений малюнку 10.

Малюнок 10 - Віртуальні лабораторії

Підрозділ «Електричні ланцюги» включає три завдання, мета яких зібрати електричний ланцюг відповідно до поданих описів до роботи.

Механічні та теплові явища включають чотири лабораторні роботи, які охоплюють великий обсяг знань.

2.4.2 Вибір елементів із готових баз даних для створення віртуальної лабораторії з фізики

В даний час існує безліч готових елементів віртуальних лабораторій з фізики починаючи з найпростіших і закінчуючи установками серйознішого характеру. Розглянувши різні джерела, сайти, було вирішено скористатися матеріалом сайту віртуальних лабораторій – http://www.virtulab.net, оскільки саме тут більш повноцінно та оригінально представлений не лише матеріал, а й лабораторії як з фізики, так і з інших предметів. Тобто хотілося б відзначити той факт, яку велику область знань та матеріалу охоплює цей сайт.

Кожна робота містить великий обсяг навчального матеріалу. Це надає широкі можливості для закріплення міжпредметних зв'язків, узагальнення та систематизації теоретичних знань.

Віртуальна фізика це новий унікальний напрямок у системі освіти. Ні для кого не секрет, що 90% інформації надходять до нас у мозок через зоровий нерв. І не дивно, що поки людина сама не побачить, вона не зможе чітко усвідомити природу тих чи інших фізичних явищ. Тому процес навчання обов'язково має підкріплюватися наочними матеріалами. І просто чудово, коли можна не тільки побачити статичну картинку, що зображує якесь фізичне явище, але й подивитися на це явище в русі.

Так, наприклад, хочете пояснити механіку? Будь ласка, тут вам анімації, що показують другий закон Ньютона, закон збереження імпульсу при зіткненні тіл, рух тіл по колу під дією сил тяжкості та пружності тощо.

Розглянувши та проаналізувавши матеріал сайту www. Virtulab.net для створення програми-оболонки було вирішено взяти два основні аспекти фізики: теплові та механічні явища.

Віртуальна лабораторія «Електричні ланцюги» включає наступні завдання:

зібрати ланцюг із паралельним з'єднанням;
зібрати ланцюг із послідовним з'єднанням;
зібрати ланцюг із приладами.

Віртуальна лабораторія «Теплові явища» включають такі лабораторні роботи:

вивчення ідеальної теплової машини Карно;
визначення питомої теплоти плавлення льоду;
робота чотиритактного двигуна, анімація циклу Отто;
порівняння молярних теплоємностей металів.

Віртуальна лабораторія «Механічні явища» включають такі лабораторні роботи:

далекобійна гармата;
вивчення другого закону Ньютона;
вивчення закону збереження імпульсу при зіткненні тіл;

вивчення вільних та вимушених коливань.

2.4.3 Опис віртуальних лабораторій розділу "Механічні явища"

Лабораторна робота №1 «Дальнобійна гармата». Віртуальна Лабораторна робота«Дальнобійна гармата» представлена малюнку 11. Задавши вихідні дані гармати, імітуємо постріл, і з допомогою перетягування курсором вертикальної червоної лінії, визначаємо величину швидкості обраної точки траєкторії.

Малюнок 11 - Віртуальна лабораторія

«Дальнобійна гармата»

У вікні вихідних даних визначається початкова швидкість вильоту снаряда, а також кут до горизонту, після чого можемо приступити до проведення пострілу, і аналізувати результат.

Лабораторна робота №2 "Вивчення другого закону Ньютона". Віртуальна лабораторна робота «Вивчення другого закону Ньютона» представлена малюнку 12. Мета даної роботи показати основний закон Ньютона, який свідчить, що прискорення, придбане тілом внаслідок на нього, прямо пропорційно силі чи рівнодіючої сил цього впливу і назад пропорційно масі тіла.

Малюнок 13 - Віртуальна лабораторія

«Вивчення другого закону Ньютона»

При проведенні даної лабораторної роботи, змінюючи параметри (висоту противаги, масу вантажів) спостерігаємо за зміною прискорення, яке набуває тіла.

Лабораторна робота №3 «Вивчення вільних та вимушених коливань». Віртуальна лабораторна робота «Вивчення вільних і вимушених коливань» представлена малюнку 14. У цьому роботі вивчаюся коливання тіл під впливом зовнішніх сил, що періодично змінюються.

Малюнок 14 - Віртуальна лабораторія

«Вивчення вільних та вимушених коливань»

Залежно від того, що ми хочемо отримати, амплітуду коливальної системи або амплітудно-частотну характеристику, вибравши один із параметрів і встановивши всі параметри системи, ми можемо приступити до запуску роботи.

Лабораторна робота №4 «Вивчення закону збереження імпульсу при зіткненні тіл». Віртуальна лабораторна робота «Вивчення закону збереження імпульсу при зіткненні тіл» представлена на малюнку 15. Закон збереження імпульсу виконується для замкнутих систем, тобто таких, які включають всі взаємодіючі тіла, так що ні на одне з тіл системи не діють зовнішні сили. Однак при вирішенні багатьох фізичних завдань виявляється, що імпульс може залишатися незмінним і для незамкнутих систем. Щоправда, у разі кількість руху зберігається лише приблизно.

Малюнок 15 - Віртуальна лабораторія

«Вивчення закону збереження імпульсу при зіткненні тіл»

Задавши початкові параметри системи (маса кулі, довжина стрижня, маса циліндра) і натиснувши кнопку запуску, ми побачимо результати роботи. Вибираючи різні початкові значення, ми можемо побачити, як змінюється поведінка та результати лабораторної роботи.

2.4.4 Опис віртуальних лабораторій розділу «Теплові явища»

Лабораторна робота №1 "Вивчення ідеальної теплової машини Карно". Віртуальна лабораторна робота «Вивчення ідеальної теплової машини Карно» представлена малюнку 16.

Малюнок 16 - Віртуальна лабораторія

«Вивчення ідеальної теплової машини Карно»

Запустивши роботу теплової машини за циклом Карно, за допомогою кнопки "Пауза" зупинити процес та зняти показання системи. За допомогою кнопки "Швидкість" змінюється швидкість роботи теплової машини.

Лабораторна робота №2 "Визначення питомої теплоти плавлення льоду". Віртуальна лабораторна робота «Визначення питомої теплоти плавлення льоду» представлена малюнку 17.

Малюнок 17 - Віртуальна лабораторія

«Визначення питомої теплоти плавлення льоду»

Лід може існувати у трьох аморфних різновидах та 15 кристалічних модифікаціях. Фазова діаграма на малюнку справа показує, за яких температур і тисків існують деякі з цих модифікацій.

Лабораторна робота №3 "Робота чотиритактного двигуна, анімація циклу Отто". Віртуальна лабораторна робота «Робота чотиритактного двигуна, анімація циклу Отто» представлена малюнку 18. Робота має ознайомлювальний характер.

Малюнок 18 - Віртуальна лабораторія

«Робота чотиритактного двигуна, анімація циклу Отто»

Чотири цикли або такти, які проходять поршень: всмоктування, стиснення, займання та викид газів - дали назву чотиритактному двигуну або двигуну Отто.

Лабораторна робота №4 "Порівняння молярних теплоємностей металів". Віртуальна лабораторна робота «Порівняння молярних теплоємностей металів» представлена на малюнку 19. Вибравши один із металів та запустивши роботу, ми можемо отримати детальну інформаціюпро його теплоємність.

Малюнок 19 - Віртуальна лабораторія

Порівняння молярних теплоємностей металів

Мета роботи полягає у порівнянні теплоємності представлених металів. Для проведення роботи слід вибрати метал, встановити температуру та зафіксувати показання.

2.4.5 Демонстрація можливостей створення програмного комплексу «Віртуальна лабораторія з фізики»

Блок складання електричного ланцюга main.html розроблявся окремо і не багато іншим шляхом. Розглянемо процес докладніше.

Крок. На першому етапі був створений прототип, за допомогою сайту http://gomockingbird.com/ - це інструмент у режимі онлайн, що дозволяє легко створювати, попередньо переглядати та передавати моделі програми. Вигляд майбутнього вікна представлений малюнку 20.

Малюнок 20 - Прототип вікна «Складання електричного ланцюга»

У лівій частині вікна було вирішено розмістити панель з електричними елементами, у верхній частині основні кнопки (відкрити, зберегти, очистити, перевірити), частина буде відведена для складання електричного ланцюга. Для оформлення прототипу вибрав базу bootstrap - це щось подібне до універсальних стилів для оформлення, приклади можна подивитися тут http://getbootstrap.com/getting-started/#examples

Крок. Для заготівлі під схему вибрала http://raphaeljs.com/ - одна з найпростіших бібліотек, що дозволяє будувати графи (приклад http://raphaeljs.com/graffle.html) (рисунок 21).

Малюнок 21 - Оформлення та схема вікна «Складання електричного ланцюга»

Як заготівлю для побудови електричного ланцюга було використано бібліотеку для побудови графів та обрано відповідну схему, яка надалі буде видозмінена та адаптована під наші вимоги.

Крок. Далі додав кілька базових елементів.

На графі геометричні фігури замінив картинками, вибрана бібліотека дозволяє використовувати будь-які зображення (рисунок 22).

Малюнок 22 - Оформлення та схема вікна «Складання електричного ланцюга»

На цьому кроці були створені зображення елементів електричного ланцюга, розширено список самих елементів, і у вікні побудови електричного ланцюга тепер ми можемо зв'язувати електричні елементи.

4 Крок. На базі того ж bootstrap зробив модель спливаючого вікна - передбачалося використовувати для будь-яких дій, що вимагають підтвердження користувача (http://getbootstrap.com/javascript/#modals) малюнок 23.

Малюнок 23 - Спливне вікно

Надалі передбачалося на цьому спливаючому вікні розмістити завдання з правом вибору користувачем.

Крок. У створене на попередньому кроці спливаюче вікно додав список кількох варіантів завдань, які будуть запропоновані учневі. Завдання вирішив вибрати, виходячи зі шкільної програми середньої ланки (8-9 класи).

Завдання включають: заголовок, опис і картинку (рисунок 24).

Малюнок 24 - Вибір варіанта завдання

Таким чином, на даному кроці отримали спливаюче вікно з вибором завдання, при натисканні на одне з них воно стає активним (підсвічується).

Крок. У зв'язку з використанням завдань різних електричних елементів, виникла необхідність додавання більшої кількості. Після додавання протестуємо, як працюють зв'язки між елементами (рисунок 25).

Малюнок 25 - Додавання елементів електричного кола

Усі елементи можна розмістити у вікні побудови ланцюга та встановити фізичні зв'язки, тому переходимо на наступний крок.

Крок. Під час перевірки завдання потрібно якось повідомити користувача про результат.

Малюнок 26 - Підказки.

Основні види помилок під час виконання завдань зі складання ланцюга представлені у таблиці 1.

Таблиця 1 – Основні види помилок.

Крок. Після виконання завдання стає доступною кнопка «Перевірити», яка запускає перевірку. На цьому кроці додався опис елементів та зв'язків, які мають бути на схемі для успішного виконання (рисунок 27).

Малюнок 27 - Перевірка електричного ланцюга

Якщо завдання виконано успішно, після перевірки з'являється діалогове вікно, які повідомляють нам у тому, що завдання виконано успішно.

9 Крок. На цьому кроці було вирішено додати точку з'єднання, яка дозволить нам збирати складніші схеми з паралельним з'єднанням (рисунок 28).

Малюнок 28 - Точка з'єднання

Після того, як елемент "точка з'єднання" була успішно додана, виникла необхідність додавання завдання з використанням даного елемента.

Крок. Запуск та перевірка завдання складання електричного ланцюга з приладами (рис. 29).

Малюнок 29 - Результат виконання

2.4.6 Методичні рекомендації щодо застосування створеного програмного комплексу «Віртуальна лабораторія з фізики»

2.4.7 Опис розділу «Про розробника»

Розділ «Про розробника» містить основні відомості про автора та очікувані результати впровадження програмного комплексу в сучасний освітній процес (рис. 31).

Малюнок 31 - Про розробника

Цей розділ був створений для надання короткої інформаціїпро розробника програмного комплексу "Віртуальна лабораторія з фізики".

У цьому розділі міститься найголовніша інформація про автора, коротко описуються очікувані результати розробки, прикріплена довідка про випробування програмного комплексу, а також зазначено керівника дипломного проекту.

Висновок

У поданій роботі було проведено огляд науково-педагогічної літератури щодо застосування віртуальних засобів у системі сучасної освіти. На підставі цього було виявлено особливе значення застосування віртуальної лабораторії в процесі навчання.

У роботі розглядається використання ІКТ в освітньому процесі, питання про віртуалізацію освіти, про можливості віртуальних лабораторних робіт при вивченні процесів та явищ важко доступних для вивчення в реальних умовах.

Виду того, що сучасний ринок програмних продуктів надає велику кількість різноманітних програм - оболонок, було поставлено питання необхідності створення програмного комплексу, що дозволяє виконувати віртуальні лабораторні роботи без жодних труднощів. За допомогою комп'ютера учень може досить легко та швидко виконати необхідну роботу та простежити за ходом її виконання.

Перед тим як розпочати реалізацію програмного комплексу було розроблено узагальнену структуру Віртуальної лабораторії з фізики, яка представлена на малюнку 1.

Після цього було проведено вибір інструментального середовища розробки програмного комплексу «Віртуальної лабораторії з фізики».

Розроблено конкретну структуру програмного комплексу представлену малюнку 5.

Проаналізовано базу даних готових елементів, які можна використовуватиме створення програмного комплексу.

Вибрано інструментальний засіб для створення віртуальної лабораторії з фізики - середовище FrontPages, оскільки він дозволяє легко та просто створювати та редагувати HTML-сторінки.

У ході роботи було створено програмний продукт "Віртуальна лабораторія з фізики". Розроблена лабораторія допоможе освітянам здійснити навчальний освітньо-педагогічний процес. Також вона здатна значно спростити проведення складних лабораторних робіт, сприяє наочному уявленню досвіду, що проводить, підвищує ефективність освітнього процесу, мотивує учнів.

У програмному комплексі було створено три віртуальні лабораторії:

Електричні ланцюги.
Механічні явища.
Теплові явища.

У кожній роботі учні можуть перевірити свої індивідуальні знання.

Для забезпечення взаємодії учнів із програмним комплексом були розроблені методичні рекомендації, що допомагають легко та швидко приступити до виконання віртуальних лабораторій.

Програмний комплекс «Віртуальна лабораторія з фізики» було апробовано під час уроків у школі вчителем І категорії Ротт О.С. (додається довідка про апробацію). Також програмний комплекс був представлений на конференції «Інформаційні технології в освіті».

Проведено тестування програмного продукту, у ході якого з'ясувалося, що програмний продукт відповідає поставленим цілям та завданням, працює стабільно, і може застосовуватись на практиці.

Таким чином, слід зазначити, що віртуальна лабораторна робота замінює (повністю або на певних етапах) натуральний об'єкт дослідження, що дозволяє гарантовано отримати результати дослідів, сфокусувати увагу на ключових сторонах досліджуваного явища, скоротити час проведення експерименту.

При проведенні роботи необхідно пам'ятати, що віртуальна модель відображає реальні процеси та явища у більш-менш спрощеному, схематичному вигляді, тому з'ясування питання, що насправді підкреслено в моделі, а що залишилося за кадром, може бути однією з форм завдання. Такого виду роботи можна виконувати цілком у комп'ютерному варіанті або зробити одним із етапів у ширшій роботі, яка включає також роботу з натуральними об'єктами та лабораторним обладнанням.

Список використаної літератури

Абдрахманова, А. Х. Інформаційні технології навчання в курсі загальної фізики у технічному вузі / О.Х. Абдрахманова - М Освітні технології та суспільство 2010. Т. 13. №3. З. 293-310.
Байєнс Д. Ефективна роботаіз Microsoft FrontPage2000/Д. Байєнс - Спб.: Пітер,2000. – 720 с. - ISBN 5-272-00125-7.
Красильникова, В.А. Використання інформаційних та комунікаційних технологій в освіті: навчальний посібник / В.А. Красильникова. [Електронний ресурс], РУН 09К121752011. - Адреса доступу http://artlib.osu.ru/site/.
Красильникова, В.А. Технологія розробки комп'ютерних засобів навчання/В.А. Красильникова, курс лекцій "Технології розробки комп'ютерних засобів навчання" в системі Moodle - Ел.ресурс - http://moodle.osu.ru
Красильникова, В.А Становлення та розвиток комп'ютерних технологій навчання / В.А. Красильникова, монографія. – М.: РАТ ІІВ, 2002. – 168 с. - ISBN 5-94162-016-0.
Нові педагогічні та інформаційні технології в системі освіти: навчальний посібник / За ред. О.С. Полат. – М.: Академія, 2001. – 272с. - ISBN 5-7695-0811-6.
Новосельцева О.М. Можливості застосування сучасних засобів мультимедіа в освітньому процесі/О.М. Новосельцева // Педагогічна наука та освіту у Росії там. – Таганрог: ГОУ НВО ПУ, 2006. – №2.
Уваров А.Ю. Нові інформаційні технології та реформа освіти / А.Ю. Уваров // Інформатика та освіта. – К.: 1994. – №3.
Шутілов Ф.В. Сучасні комп'ютерні технології освіти. Наукова робота/ Ф.В. Шутілов // Викладач 2000. – 2000. – №3.
Якушина О.В. Нове інформаційне середовище та інтерактивне навчання / О.В. Якушина // Ліцейська та гімназійна освіта. – 2000. – № 2.
О.С. Нові педагогічні та інформаційні технології в системі освіти, М., 2000
С.В. Симонович, Інформатика: Базовий курс, Пітер, 2001.
Безрукова, В.С. Педагогіка. Проективна педагогіка: підручник для індустріально – педагогічних технікумів та для студентів інженерно-педагогічних спеціальностей / В.С. Безрукова – Єкатеринбург: Ділова книга,1999.
Фізика в анімації. [Електронний ресурс]. - URL: http://physics.nad.ru.
Сайт російської компанії "НТ-МДТ" з виробництва нанотехнологічного обладнання. [Електронний ресурс]. - URL: http://www.ntmdt.ru/spm-principles.
Флеш-моделі Теплових та механічних явищ. [Електронний ресурс]. - URL: http://www.virtulab.net.
Ясинський, В.Б. Досвід створення електронних навчальних ресурсів // «Використання сучасних інформаційно-комунікаційних технологій у педагогіці». Караганда, 2008. С. 16-37.
Сон, тобто. Мультимедійна навчальна програма для практичних занять із фізики // «Фізика у системі педагогічної освіти». М.: /Тобто. Сон Мультимедійна програма для практичних занять з фізики. ВВІА ім. проф. Н.Є. Жуковського, 2008. С. 307-308.
Нуждін, Ст Н., Кадамцева, Г. Р., Пантелєєв, Є. Р., Тихонов, А. І. Стратегія і тактика управління якістю освіти - Іваново: 2003. / В. Н Нуждін, Г.Г. Кадамцева, Є.Р. Пантелєєв, А.І. Тихонов. Стратегія та тактика управління якістю освіти.
Стародубцев, В. А., Федоров, А. Ф. Інноваційна роль віртуальних лабораторних робіт та комп'ютерних практикумів // Всеросійська конференція "ЕОІС-2003". / В.А. Стародубцев, А.Ф. Федоров, Інноваційна роль віртуальних лабораторних робіт та комп'ютерних практикумів.
Кописов, С. П., Ричков В. Н. Програмне середовище побудови розрахункових моделей методу кінцевих елементів для паралельних розподілених обчислень/С.П. Кописов, В.М. Ричков Інформаційні технології. - 2008. - № 3. - С. 75-82.
Карташева, Е. Л., Багдасаров, Г. А. Візуалізація даних обчислювальних експериментів у галузі 3D моделювання віртуальних лабораторій/Е.Л. Карташова, Г.А. Багдасарів,Наукова візуалізація. - 2010.
Медінов, О. Dreamweaver / О. Медінов – Спб.: Пітер, 2009.
Мідхра, М. Dreamweaver MX / М. Мідхра - М: АСТ, 2005. - 398c. - ISBN 5-17-028901-4.
Байєнс Д. Ефективна робота з Microsoft FrontPage2000/Д. Байєнс Спб.: Пітер,2000. – 720 с. - ISBN 5-272-00125-7.
Меттьюз, М., Кронан Д., Пулсен Е. Microsoft Office: FrontPage2003 / М.Меттьюз, Д.Кронан, Е. Пулсен - М.: НТ Прес, 2006. - 288 с. - ISBN 5-477-00206-9.
Плоткін, Д. FrontPage2002 / Д. Плоткін – М.: АСТ, 2006. – 558 с. - ISBN 5-17-027191-3.
Морєв, І. А. Освітні інформаційні технології. Частина 2. Педагогічні виміри: навчальний посібник. / І. А. Морєв - Владивосток: Изд-во Далечень. ун-ту, 2004. – 174 с.
Дьомін І.С. Використання інформаційних технологій у навчально-дослідній діяльності / І.С. Дьомін // Шкільні технології. – 2001. №5.
Коджаспірова Г.М. Технічні засоби навчання та методика їх використання. Навчальний посібник/ Г.М. Коджаспірова, К.В. Петров. - М: Академія, 2001.
Купріянов М. Дидактичний інструментарій нових освітніх технологій / М. Купріянов // Вища освіта у Росії. – 2001. – № 3.
Б.С. Беренфельд, К.Л. Бутягіна, Інноваційні навчальні продукти нового покоління із використанням засобів ІКТ, Питання освіти, 3-2005.
ІКТ у предметній галузі. Частина V. Фізика: Методичні поради: Під ред. В.Є. Фрадкіна. – СПб, ГОУ ДПО ЦПКС СПБ «Регіональний центр оцінки якості освіти та інформаційних технологій», 2010.
В.І.Єлькін «Оригінальні уроки фізики та прийоми навчання» «Фізика у школі», №24/2001р.
Рандалл Н., Джоунз Д. Використання Microsoft FrontPage Спеціальне видання / Н. Рандалл, Д. Джоунз - М: Вільямс,2002. – 848 с. - ISBN 5-8459-0257-6.
Тализіна, Н.Ф. Педагогічна психологія: навч. посібник для студ. середовищ. пед. навч. закладів/Н.Ф. Тализіна – М.: Видавничий центр «Академія», 1998. – 288 с. - ISBN 5-7695-0183-9.
Торндайк Еге. Принципи навчання, засновані на психології / Еге. Торндайк. - 2 вид. - М:1929.
Хестер Н. FrontPage2002 для Windows/Н. Хестер - М: ДМК Прес,2002. – 448 с. - ISBN 5-94074-117-7.

Завантажити: У вас немає доступу до завантаження файлів з нашого сервера.

Віртуальні лабораторні роботи з фізики.

Важливе місце у формуванні дослідницької компетенції учнів під час уроків фізики відводиться демонстраційному експерименту та фронтальної лабораторної роботі. Фізичний експеримент на уроках фізики формує у учнів накопичені раніше уявлення про фізичні явища та процеси, поповнює та розширює кругозір учнів. У результаті експерименту, проведеного учнями самостійно під час лабораторних робіт, вони пізнають закономірності фізичних явищ, знайомляться з методами дослідження, вчаться працювати з фізичними приладами і установками, тобто вчаться самостійно добувати знання практично. Отже, під час проведення фізичного експерименту в учнів формується дослідницька компетенція.

Але щодо повноцінного фізичного експерименту, як демонстраційного, і фронтального необхідно у достатній кількості відповідне устаткування. Нині шкільні лабораторії з фізики мало оснащені приладами з фізики і навчально-наглядними посібниками щодо демонстраційних і передніх лабораторних работ. Наявне обладнання не тільки стало непридатним, воно також морально застаріло.

Але навіть за повної укомплектованості лабораторії фізики необхідними приладами реальний експеримент вимагає дуже багато часу на підготовку та проведення. При цьому через значні похибки вимірювань, тимчасові обмеження уроку реальний експеримент часто не може служити джерелом знань про фізичні закони, Оскільки виявлені закономірності мають лише наближений характер, найчастіше правильно розрахована похибка перевищує самі вимірювані величини. Таким чином, провести повноцінний лабораторний експеримент з фізики за наявних у школах ресурсів важко.

Учні не можуть уявити деякі явища макросвіту та мікросвіту, оскільки окремі явища, що вивчаються в курсі фізики середньої школи, неможливо спостерігати в реального життяі, тим більше, відтворити експериментальним шляхом у фізичній лабораторії, наприклад, явища атомної та ядерної фізики тощо.

Виконання окремих експериментальних завдань у класі на обладнанні відбувається при заданих певних параметрах, змінити які неможливо. У зв'язку з цим неможливо простежити всі закономірності явищ, що вивчаються, що також позначається на рівні знань учнів.

І, нарешті, неможливо навчити учнів самостійно здобувати фізичні знання, тобто сформувати вони дослідницьку компетенцію, застосовуючи лише традиційні технології навчання. Живучи в інформаційному світі, неможливо проводити навчання без використання інформаційних технологій. І на наш погляд, на це є свої причини:

Головне завдання освіти у Наразі- Формування у учнів умінь і навичок самостійного набуття знань. Інформаційні технології дають таку можливість.

Ні для кого не секрет, що зараз учнів зник інтерес до навчання, а зокрема до вивчення фізики. А застосування комп'ютера підвищує та стимулює інтерес учнів до отримання нових знань.

Кожен учень – індивідуальний. А використання комп'ютера в навчанні дозволяє враховувати індивідуальні особливості учня. великий вибірсамому учню у доборі власного темпу вивчення матеріалу, закріплення та оцінювання. Оцінювання результатів засвоєння теми учнем через виконання тестів на комп'ютері прибирає особисте ставлення вчителя до учня.

У зв'язку з цим з'являється ідея: Використовувати інформаційні технології на заняттях з фізики, а саме при виконанні лабораторних робіт.

Якщо проводити фізичний експеримент та фронтальні лабораторні роботи, використовуючи віртуальні моделі за допомогою комп'ютера, то можна компенсувати нестачу обладнання у фізичній лабораторії школи та, таким чином, навчити учнів самостійно здобувати фізичні знання під час фізичного експерименту на віртуальних моделях, тобто з'являється реальна можливістьформування необхідної дослідницької компетенції у учнів та підвищення рівня навченості учнів із фізики.

Застосування комп'ютерних технологій під час уроків фізики дозволяє формування практичних навичок оскільки віртуальне середовище комп'ютера дозволяє оперативно видозмінити постановку досвіду, що забезпечує значну варіативність його результатів, але це істотно збагачує практику виконання учнями логічних операцій аналізу та формулювання висновків результатів експерименту. Крім того, можна багаторазово проводити випробування зі змінними параметрами, зберігати результати і повертатися до своїх досліджень у зручний час. До того ж, у комп'ютерному варіанті можна провести значно більшу кількість експериментів. Робота з цими моделями відкриває перед учнями величезні пізнавальні можливості, роблячи їх як спостерігачами, а й активними учасниками проведених експериментів.

Ще один позитивний момент у тому, що комп'ютер надає унікальну, що не реалізується в реальному фізичному експерименті, можливість візуалізації не реального явища природи, а його спрощеної теоретичної моделі, що дозволяє швидко та ефективно знаходити головні фізичні закономірності явища, що спостерігається. Крім того, учень може одночасно з перебігом експерименту спостерігати побудову відповідних графічних закономірностей. Графічний спосіб відображення результатів моделювання полегшує учням засвоєння великих обсягів отриманої інформації. Подібні моделі представляють особливу цінність, тому що учні, як правило, мають значні труднощі при побудові та читанні графіків. Також необхідно враховувати, що далеко не всі процеси, явища, історичні досліди з фізики учень здатний уявити без допомоги віртуальних моделей (наприклад, дифузію в газах, цикл Карно, явище фотоефекту, енергію зв'язку ядер і т.д.). Інтерактивні моделі дозволяють учневі побачити процеси у спрощеному вигляді, уявити схеми установок, поставити експерименти взагалі неможливі у реальному житті.

Усі комп'ютерні лабораторні роботи виконуються по класичній схемі:

Теоретичне освоєння матеріалу;

вивчення готової комп'ютерної лабораторної установки або створення на комп'ютері моделі реальної лабораторної установки;

Виконання експериментальних досліджень;

Обробка результатів експерименту комп'ютера.

Комп'ютерна лабораторна установка, як правило, є комп'ютерною моделлю реальної експериментальної установки, виконану засобами комп'ютерної графіки та комп'ютерного моделювання. У деяких роботах є лише схема лабораторної установки та її елементи. У цьому випадку, перш ніж розпочати виконання лабораторної роботи, лабораторну установку необхідно зібрати на комп'ютері. Виконання експериментальних досліджень є безпосереднім аналогом експерименту на реальній фізичній установці. У цьому реальний фізичний процес моделюється на комп'ютері.

Особливості ЕОР «Фізика. Електрика. Віртуальна лабораторія».

Нині існує чимало електронних засобів навчання, у яких є розробки віртуальних лабораторних робіт. Ми у своїй роботі використовували електронний засіб навчання «Фізика. Електрика. Віртуальна лабораторія» (далі - ЕСО призначено для підтримки навчального процесу на тему «Електрика» у загальноосвітніх навчальних закладах (рис.1).

Рис.1 ЕСО.

Цей посібник створено групою вчених Полоцького. державного університету. У використанні цього ЕСО є кілька переваг.

Просте встановлення програми.

Простий інтерфейс користувача.

Прилади повністю копіюють справжні.

Багато пристроїв.

Дотримуються всіх реальних правил роботи з електричними ланцюгами.

Можливість проведення достатньо великої кількостілабораторних робіт за різних умов.

Можливість проведення робіт, у тому числі для демонстрації наслідків не досягнутих або небажаних у натурному експерименті (перегорання запобіжника, лампочки, електровимірювального приладу; зміна полярності включення приладів тощо).

Можливість проведення лабораторних робіт над навчальному закладі.

Загальні відомості

ЕСО розроблено задля забезпечення комп'ютерної підтримки викладання предмета «фізика». Головна мета створення, поширення та застосування ЕСО – підвищення якості навчання за рахунок ефективного, методично обґрунтованого, систематичного використання всіма учасниками освітнього процесу на різних етапах навчальної діяльності.

Навчальні матеріали, що входять до складу цієї ЕСО, відповідають вимогам навчальній програміпо фізиці. Основу навчальних матеріалів даного ЕСО складуть матеріали сучасних підручників фізики та дидактичних матеріалів для виконання лабораторних робіт та експериментальних досліджень.

Понятійний апарат, що використовується в ЕСО, складений на основі навчального матеріалу діючих підручників з фізики, а також рекомендованих для використання в середній школі довідників з фізики.

Віртуальна лабораторія реалізується як окрема програма операційної системиWindows.

Дане ЕСО дозволяє проводити фронтальні лабораторні роботи з використанням віртуальних моделей реальних приладів та пристроїв (рис.2).

Рис.2 Обладнання.

Демонстраційні досліди дають можливість показати та пояснити результати тих дій, які неможливо чи небажано здійснювати у реальних умовах (рис.3).

Рис.3Небажані результати досвіду.

Надається можливість організації індивідуальної роботи, коли учні можуть самостійно ставити експерименти, і навіть повторення досвіду поза уроку, наприклад домашньому комп'ютері.

Призначення ЕСО

ЕСО – комп'ютерний інструмент, що використовується в навчанні фізики, необхідний для вирішення навчальних та педагогічних завдань.

ЕСО може бути використаний для забезпечення комп'ютерної підтримки викладання предмета «фізика».

До складу ЕСО входять 8 лабораторних робіт з розділу «Електрика» курсу фізики, що вивчається у VIII та XI класах середньої школи.

За допомогою ЕСО вирішуються основні завдання щодо забезпечення комп'ютерної підтримки наступних етапів навчальної діяльності:

Пояснення навчального матеріалу,

Його закріплення та повторення;

Організація самостійної пізнавальної діяльності учня;

Діагностика та корекція прогалин у знаннях;

Проміжний та підсумковий контроль.

ЕСО може бути використане як ефективного засобудля формування у учнів практичних умінь та навичок у наступних формах організації навчальної діяльності:

Виконання лабораторних робіт (основне призначення);

Як засіб організації демонстраційного експерименту, у тому числі для демонстрації наслідків не досяжних або небажаних у натурному експерименті (перегорання запобіжника, лампочки, електровимірювального приладу; зміна полярності включення приладів тощо)

При вирішенні експериментальних завдань;

Для організації навчально-дослідницької роботи учнів, вирішення творчих завдань у позаурочний час, у тому числі й у домашніх умовах.

ЕСО може також використовуватись у таких демонстраціях, дослідах та віртуальних експериментальних дослідженнях: джерела струму; амперметр, вольтметр; вивчення залежності сили струму від напруги дільниці ланцюга; вивчення залежності сили струму у реостаті від довжини його робочої частини; вивчення залежності опору провідників від їхньої довжини, площі поперечного перерізу та роду речовини; будову та дію реостатів; послідовне та паралельне з'єднання провідників; визначення потужності, що споживається електронагрівальним приладом; плавкі запобіжники.

о ємність оперативної пам'яті: 1 Гб;

частота процесора від 1100 МГц;

дискова пам'ять – 1 Гб вільного місцяна диску;

функціонує в операційних системахWindows 98/NT/2000/XP/ Vista;

в операційній системі должвін може бути встановлений браузерMSExplorer 6.0/7.0;

для зручності роботи користувача робоче місце має бути оснащене маніпулятором миша, монітором з роздільною здатністю 1024x 768 та вище;

наявність пристроїчитанняCD/ DVDдисків для встановлення ЕСО.

Наочна фізика надає педагогу можливість знаходити найцікавіші та ефективні методинавчання, роблячи заняття цікавими та більш насиченими.

Головною перевагою наочної фізики є можливість демонстрації фізичних явищ у ширшому ракурсі та всебічне їх дослідження. Кожна робота охоплює великий обсяг навчального матеріалу, у тому числі з різних розділів фізики. Це надає широкі можливості для закріплення міжпредметних зв'язків, узагальнення та систематизації теоретичних знань.

Інтерактивні роботи з фізики слід проводити на уроках у формі практикуму під час пояснення нового матеріалу або завершення вивчення певної теми. Інший варіант – виконання робіт у позаурочний час, на факультативних, індивідуальних заняттях.

Віртуальна фізика(або фізика онлайн) це новий унікальний напрямок у системі освіти. Ні для кого не секрет, що 90% інформації надходять до нас у мозок через зоровий нерв. І не дивно, що поки людина сама не побачить, вона не зможе чітко усвідомити природу тих чи інших фізичних явищ. Тому процес навчання обов'язково має підкріплюватися наочними матеріалами. І просто чудово, коли можна не тільки побачити статичну картинку, що зображує якесь фізичне явище, але й подивитися на це явище в русі. Даний ресурс дозволяє педагогам у легкій та невимушеній формі, наочно показати не лише дії основних законів фізики, а й допоможе провести онлайн-лабораторні роботи з фізики з більшості розділів загальноосвітньої програми. Так, наприклад, як можна на словах пояснити принцип дії p-nпереходу? Тільки показавши анімацію цього процесу дитині, їй одразу все стає зрозумілим. Або можна наочно показати процес переходу електронів при терті скла про шовк і після цього у дитини вже буде менше питань про природу цього явища. Крім цього, наочні посібники охоплюють майже всі розділи фізики. Так, наприклад, хочете пояснити механіку? Будь ласка, тут вам анімації, що показують другий закон Ньютона, закон збереження імпульсу при зіткненні тіл, рух тіл по колу під дією сил тяжкості та пружності тощо. Бажаєте вивчати розділ оптики, немає нічого простішого! Наочно показані досліди з вимірювання довжини світлової хвилі за допомогою дифракційних ґрат, спостереження суцільного та лінійчастих спектрів випромінювання, спостереження інтерференції та дифракції світла та багато інших дослідів. А як же електрика? І цьому розділу приділено багато наочних посібників, так наприклад є досліди щодо вивчення закону Омадля повного ланцюга, дослідження змішаного з'єднання провідників, електромагнітна індукція і т.д.

Таким чином, процес навчання з «обов'язки», до якої ми всі з вами звикли, перетвориться на гру. Дитині буде цікаво і весело розглядати анімації фізичних явищ і це спростить, а й прискорить процес навчання. Крім усього іншого, може вдасться дитині дати навіть більше інформації, ніж вона могла б прийняти при звичайній формі навчання. До того ж багато анімацій можуть повністю замінити ті чи інші лабораторні приладиТаким чином, це ідеально підходить для багатьох сільських шкіл, де на жаль не завжди можна зустріти навіть електрометр Брауна. Та що там говорити, багатьох приладів немає навіть у звичайних школахвеликих міст. Можливо ввівши такі наочні посібники в обов'язкову програму освіти, після закінчення школи ми отримуватимемо людей, які цікавляться фізикою, які в результаті стануть молодими вченими, деякі з яких здатні зробити великі відкриття! Таким чином буде відроджено наукову еру великих вітчизняних учених і наша країна знову, як і в радянські часи, створить унікальні технологіїобганяють свій час. Тому я вважаю треба популяризувати такі ресурси якнайбільше, повідомляти про них не лише педагогам, а й самим школярам, адже багатьом з них буде цікаво вивчити фізичні явищане тільки на уроках у школі, а й удома вільний часі цей сайт надає їм таку можливість! Фізика онлайнце цікаво, пізнавально, наочно та легко доступно!

Наочна фізика надає педагогу можливість знаходити найцікавіші та найефективніші методи навчання, роблячи заняття цікавими та більш насиченими.

Віртуальна фізика(або фізика онлайн) це новий унікальний напрямок у системі освіти. Ні для кого не секрет, що 90% інформації надходять до нас у мозок через зоровий нерв. І не дивно, що поки людина сама не побачить, вона не зможе чітко усвідомити природу тих чи інших фізичних явищ. Тому процес навчання обов'язково має підкріплюватися наочними матеріалами. І просто чудово, коли можна не тільки побачити статичну картинку, що зображує якесь фізичне явище, але й подивитися на це явище в русі. Даний ресурс дозволяє педагогам у легкій та невимушеній формі, наочно показати не лише дії основних законів фізики, а й допоможе провести онлайн-лабораторні роботи з фізики з більшості розділів загальноосвітньої програми. Так, наприклад, як можна на словах пояснити принцип дії p-n переходу? Тільки показавши анімацію цього процесу дитині, їй одразу все стає зрозумілим. Або можна наочно показати процес переходу електронів при терті скла про шовк і після цього у дитини вже буде менше питань про природу цього явища. Крім цього, наочні посібники охоплюють майже всі розділи фізики. Так, наприклад, хочете пояснити механіку? Будь ласка, тут вам анімації, що показують другий закон Ньютона, закон збереження імпульсу при зіткненні тіл, рух тіл по колу під дією сил тяжкості та пружності тощо. Бажаєте вивчати розділ оптики, немає нічого простішого! Наочно показані досліди з вимірювання довжини світлової хвилі за допомогою дифракційних ґрат, спостереження суцільного та лінійчастих спектрів випромінювання, спостереження інтерференції та дифракції світла та багато інших дослідів. А як же електрика? І цьому розділу приділено багато наочних посібників, так наприклад є досліди щодо вивчення закону Омадля повного ланцюга, дослідження змішаного з'єднання провідників, електромагнітна індукція і т.д.

Таким чином, процес навчання з «обов'язки», до якої ми всі з вами звикли, перетвориться на гру. Дитині буде цікаво і весело розглядати анімації фізичних явищ і це спростить, а й прискорить процес навчання. Крім усього іншого, може вдасться дитині дати навіть більше інформації, ніж вона могла б прийняти при звичайній формі навчання. До того ж багато анімацій можуть повністю замінити ті чи інші лабораторні приладиТаким чином, це ідеально підходить для багатьох сільських шкіл, де на жаль не завжди можна зустріти навіть електрометр Брауна. Та що там казати, багатьох приладів немає навіть у звичайних школах великих міст. Можливо ввівши такі наочні посібники в обов'язкову програму освіти, після закінчення школи ми отримуватимемо людей, які цікавляться фізикою, які в результаті стануть молодими вченими, деякі з яких здатні зробити великі відкриття! Таким чином буде відроджено наукову еру великих вітчизняних учених і наша країна знову, як і за радянських часів, створить унікальні технології, які обганяють свій час. Тому я вважаю треба популяризувати такі ресурси якнайбільше, повідомляти про них не лише педагогам, а й самим школярам, адже багатьом з них буде цікаво вивчити фізичні явищане тільки на уроках у школі, але й у вільний час і цей сайт дає їм таку можливість! Фізика онлайнце цікаво, пізнавально, наочно та легко доступно!

У цьому розділі представлені віртуальні лабораторні роботи з фізики. У лабораторних роботах з фізики набуваються навички проведення експериментів, розуміння приладів. З'являється можливість навчитися самостійно робити висновки з отриманих досвідчених даних і тим більш глибоко та повно засвоювати теоретичний матеріал.

"Прилад Атвуда. Перевірка Другого закону Ньютона".

Мета роботи: перевірити Другий закон Ньютона.

Віртуальна лабораторна робота " Визначення коефіцієнта внутрішнього тертя рідини методом Стокса".

Мета роботи: ознайомитися з методом визначення коефіцієнта внутрішнього тертя рідини за швидкістю падіння кульки у цій рідині.

Віртуальна лабораторна робота "Співвідношення величин при обертальному русі".

Мета роботи: перевірити за допомогою маятника Обербека залежність кутового прискорення від моменту сили та моменту інерції.

Віртуальна лабораторна робота "Вивчення математичного маятника".

Мета роботи: вивчити затухаючі та незатухаючі коливання математичного маятника.

Віртуальна лабораторна робота "Вивчення пружинного маятника".

Мета роботи: вивчити загасаючі та незатухаючі коливання пружинного маятника.