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주제에 대한 가상 실험실 작업. 원격 학습, 대학 및 학교를 위한 가상 실험실. 가상엔지니어링 실습

물리학의 가상 실험실 작업.

물리 수업에서 학생들의 연구 역량 형성에 중요한 위치는 시연 실험과 정면 실험실 작업에 주어집니다. 물리학 수업의 물리적 실험은 물리적 현상과 과정에 대해 학생들이 이전에 축적한 아이디어를 형성하고 학생들의 시야를 보충하고 넓힙니다. 실험실 작업 중에 학생들이 독립적으로 수행하는 실험에서는 물리적 현상의 법칙을 배우고, 연구 방법에 익숙해지며, 물리적 기기 및 설치 작업을 배우며, 즉 실제로 독립적으로 지식을 얻는 방법을 배웁니다. 따라서 물리적 실험을 수행하면서 학생들은 연구 능력을 키울 수 있습니다.

그러나 실증과 정면 모두에서 본격적인 물리적 실험을 수행하려면 충분한 양의 적절한 장비가 필요합니다. 현재 학교 물리 실험실에는 시연 및 프런트 엔드 실험실 작업을 수행하기 위한 물리 장비 및 교육용 시각 자료가 충분하지 않습니다. 기존 장비는 사용할 수 없게 되었을 뿐만 아니라 더 이상 쓸모가 없게 되었습니다.

그러나 물리학 실험실에 필요한 장비가 완벽하게 갖추어져 있더라도 실제 실험을 준비하고 수행하는 데 많은 시간이 필요합니다. 또한 심각한 측정 오류와 강의 시간 제한으로 인해 실제 실험은 물리 법칙에 대한 지식의 원천이 될 수 없는 경우가 많습니다. 식별된 패턴은 대략적인 것일 뿐이고 정확하게 계산된 오류가 측정된 값 자체를 초과하는 경우가 많기 때문입니다. . 따라서 학교에서 이용할 수 있는 자원으로는 본격적인 물리학 실험실 실험을 수행하기가 어렵습니다.

고등학교 물리학 과정에서 공부하는 개별 현상은 실제 생활에서 관찰할 수 없고, 게다가 원자 및 핵물리 현상 등 물리학 실험실에서 실험적으로 재현할 수 없기 때문에 학생들은 거시세계와 미시세계의 일부 현상을 상상할 수 없습니다. .

기존 장비를 사용하여 교실에서 개별 실험 작업을 실행하는 것은 변경할 수 없는 특정 매개변수에 따라 수행됩니다. 이와 관련하여 연구되는 현상의 모든 패턴을 추적하는 것은 불가능하며 이는 학생들의 지식 수준에도 영향을 미칩니다.

그리고 마지막으로 전통적인 교육 기술만을 사용하여 학생들에게 독립적으로 물리적 지식을 얻도록, 즉 연구 역량을 개발하도록 가르치는 것은 불가능합니다. 정보 세상에 살면서 정보 기술을 사용하지 않고 학습 과정을 수행하는 것은 불가능합니다. 그리고 우리 의견으로는 이에 대한 이유가 있습니다:

    현재 교육의 주요 임무는 학생들이 독립적으로 지식을 습득할 수 있는 기술과 능력을 개발하는 것입니다. 정보기술은 이러한 기회를 제공합니다.

    현재 학생들이 공부, 특히 물리학 공부에 관심을 잃었다는 것은 비밀이 아닙니다. 그리고 컴퓨터의 사용은 새로운 지식을 습득하려는 학생들의 관심을 증가시키고 자극합니다.

    각 학생은 개인입니다. 그리고 교육에 컴퓨터를 사용하면 학생의 개별 특성을 고려할 수 있으며 학생에게 자료 학습 속도를 선택하고 통합하고 평가하는 데 있어 폭넓은 선택권을 제공합니다. 컴퓨터로 시험을 치르면서 학생의 주제 숙달 결과를 평가하는 것은 교사와 학생의 개인적인 관계를 제거합니다.

이와 관련하여 물리학 수업, 즉 실험실 작업을 수행할 때 정보 기술을 사용하는 아이디어가 나타납니다.

컴퓨터를 통해 가상 모델을 이용하여 물리 실험과 일선 실험실 작업을 수행하면 학교 물리 실험실의 장비 부족을 보완할 수 있으며, 이를 통해 학생들이 가상 모델을 이용한 물리적 실험 중에 독립적으로 물리적 지식을 얻을 수 있도록 가르칠 수 있습니다. 즉, 학생들에게 필요한 연구 역량을 형성하고 학생들의 물리학 학습 수준을 높일 수 있는 실질적인 기회가 있습니다.

물리학 수업에서 컴퓨터 기술을 사용하면 컴퓨터의 가상 환경을 통해 실험 설정을 신속하게 수정할 수 있는 것과 같은 방식으로 실용적인 기술을 형성할 수 있어 결과에 상당한 변동성이 보장되고 실습이 크게 향상됩니다. 실험 결과의 결론을 분석하고 공식화하는 논리적 작업을 수행하는 학생들의 모습입니다. 또한 매개변수를 변경하여 테스트를 여러 번 수행하고 결과를 저장한 후 편리한 시간에 연구로 돌아갈 수 있습니다. 또한 컴퓨터 버전에서는 훨씬 더 많은 실험을 수행할 수 있습니다. 이러한 모델을 사용하면 학생들에게 엄청난 인지적 기회가 열리며 관찰자가 될 뿐만 아니라 진행 중인 실험에 적극적으로 참여할 수도 있습니다.

또 다른 긍정적인 점은 컴퓨터가 실제 자연 현상이 아닌 단순화된 이론적 모델을 시각화할 수 있는 독특한 기회를 제공한다는 것입니다. 이를 통해 관찰된 현상의 주요 물리 법칙을 빠르고 효과적으로 찾을 수 있습니다. . 또한, 학생은 실험이 진행되는 동안 해당 그래픽 패턴의 구성을 동시에 관찰할 수 있습니다. 시뮬레이션 결과를 그래픽으로 표시하는 방식을 통해 학생들은 받은 많은 양의 정보를 더 쉽게 동화할 수 있습니다. 이러한 모델은 일반적으로 학생들이 그래프를 구성하고 읽는 데 상당한 어려움을 겪기 때문에 특히 가치가 있습니다. 또한 가상 모델의 도움 없이 학생이 물리학의 모든 과정, 현상, 역사적 실험을 상상할 수는 없다는 점을 고려해야 합니다(예: 가스 확산, 카르노 사이클, 광전 효과 현상, 핵의 결합 에너지 등). 대화형 모델을 통해 학생들은 단순화된 형태로 프로세스를 보고, 설치 다이어그램을 상상하고, 실제 생활에서 일반적으로 불가능한 실험을 수행할 수 있습니다.

모든 컴퓨터 실험실 작업은 고전적인 계획에 따라 수행됩니다.

자료의 이론적 숙달;

기성 컴퓨터 연구실 설치를 연구하거나 실제 연구실 설치의 컴퓨터 모델을 생성합니다.

실험적 연구 수행

컴퓨터에서 실험 결과를 처리합니다.

컴퓨터 실험실 설치는 일반적으로 컴퓨터 그래픽과 컴퓨터 모델링을 사용하여 만들어진 실제 실험 설치의 컴퓨터 모델입니다. 일부 작품에는 실험실 설치 및 해당 요소에 대한 다이어그램만 포함되어 있습니다. 이 경우 실험실 작업을 시작하기 전에 실험실 설정을 컴퓨터에 조립해야 합니다. 실험 연구를 수행하는 것은 실제 물리적 설치에 대한 실험과 직접적으로 유사합니다. 이 경우 실제 물리적 프로세스가 컴퓨터에서 시뮬레이션됩니다.

EOR “물리학. 전기. 가상 실험실".

현재 가상 실험실 작업 개발을 포함하는 전자 학습 도구가 상당히 많이 있습니다. 우리 작업에서 우리는 전자 학습 도구인 "물리학"을 사용했습니다. 전기. 가상 실험실"(이하-ESO 일반 교육 기관에서 "전기"라는 주제에 대한 교육 과정을 지원하기 위한 것입니다(그림 1).

그림 1 ESO.

이 매뉴얼은 Polotsk State University의 과학자 그룹에 의해 작성되었습니다. 이 ESO를 사용하면 몇 가지 장점이 있습니다.

    프로그램 설치가 쉽습니다.

    간단한 사용자 인터페이스.

    장치는 실제 장치를 완전히 복사합니다.

    많은 수의 장치.

    전기 회로 작업에 대한 모든 실제 규칙을 준수합니다.

    다양한 조건에서 충분히 많은 수의 실험실 작업을 수행할 수 있습니다.

    전체 규모 실험에서 달성할 수 없거나 바람직하지 않은 결과(퓨즈, 전구, 끊어진 전기 측정 장치, 장치 켜기 극성 변경 등)를 입증하는 것을 포함하여 작업 수행 가능성.

    교육 기관 외부에서 실험실 작업을 수행할 가능성.

일반 정보

ESE는 "물리학"이라는 과목을 가르치기 위한 컴퓨터 지원을 제공하도록 설계되었습니다. ESE의 생성, 보급 및 적용의 주요 목표는 교육 활동의 다양한 단계에서 교육 과정의 모든 참가자가 효과적이고 방법론적으로 건전하고 체계적인 사용을 통해 교육의 질을 향상시키는 것입니다.

이 ESE에 포함된 교육 자료는 물리학 커리큘럼의 요구 사항을 충족합니다. 이 ESE의 교육 자료의 기초는 현대 물리학 교과서의 자료뿐만 아니라 실험실 작업 및 실험 연구 수행을 위한 교훈적인 자료가 될 것입니다.

개발된 ESE에 사용된 개념 장치는 기존 물리 교과서의 교육 자료와 중등학교에서 사용하도록 권장되는 물리 참고서를 기반으로 합니다.

가상실험실은 별도의 운영체제 애플리케이션으로 구현됩니다.윈도우.

이 ESO를 사용하면 실제 기기 및 장치의 가상 모델을 사용하여 정면 실험실 작업을 수행할 수 있습니다(그림 2).

그림 2 장비.

실증 실험을 통해 실제 조건에서 수행하는 것이 불가능하거나 바람직하지 않은 작업의 결과를 보여주고 설명할 수 있습니다(그림 3).

그림 3 실험의 바람직하지 않은 결과.

학생들이 독립적으로 실험을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 수업 외(예: 가정용 컴퓨터에서) 실험을 반복할 수 있는 경우 개별 작업을 구성할 수 있는 기회가 있습니다.

ESO의 목적

ESO는 교육 및 교육학 문제를 해결하는 데 필요한 물리학 교육에 사용되는 컴퓨터 도구입니다.

ESE는 "물리학"이라는 과목을 가르치기 위한 컴퓨터 지원을 제공하는 데 사용될 수 있습니다.

ESE에는 중등학교 VIII 및 XI 학년에서 공부한 물리학 과정의 "전기" 섹션에 있는 8개의 실험실 작업이 포함되어 있습니다.

ESO의 도움으로 다음 교육 활동 단계에 컴퓨터 지원을 제공하는 주요 작업이 해결됩니다.

교육자료 설명,

강화와 반복;

학생의 독립적인지 활동 조직;

지식 격차 진단 및 수정

중간 및 최종 제어.

ESE는 다음과 같은 형태의 교육 활동 조직을 통해 학생들의 실용적인 기술을 개발하기 위한 효과적인 수단으로 사용될 수 있습니다.

실험실 작업 수행(주요 목적)

전체 규모 실험에서 달성할 수 없거나 바람직하지 않은 결과(퓨즈, 전구, 끊어진 전기 측정 장치, 장치 켜기 극성의 변경 등)를 입증하는 것을 포함하여 데모 실험을 구성하는 수단으로

실험적인 문제를 해결할 때;

학생들의 교육 및 연구 작업을 조직하고 집에서 수업 시간 외에 창의적인 문제를 해결합니다.

ESP는 다음 시연, 실험 및 가상 실험 연구에도 사용할 수 있습니다. 현재 소스; 전류계, 전압계; 회로의 한 부분에서 전압에 대한 전류의 의존성을 연구합니다. 가변 저항의 현재 강도가 작동 부분의 길이에 미치는 영향에 대한 연구; 길이, 단면적 및 물질 유형에 대한 도체 저항의 의존성에 대한 연구; 가변 저항의 설계 및 작동; 도체의 직렬 및 병렬 연결; 전기 가열 장치에 의해 소비되는 전력 결정; 퓨즈.

영형 RAM 용량: 1GB;

1100MHz의 프로세서 주파수;

디스크 메모리 - 1GB의 여유 디스크 공간

운영 체제에서 작동윈도우 98/NT/2000/XP/ 추억;

운영 체제에서그리고브라우저를 설치하면 안 됩니다.MS탐침 6.0/7.0;

사용자의 편의를 위해 작업장에는 마우스 조작기와 해상도 1024의 모니터를 갖추고 있어야 합니다.엑스 768 이상;

유효성 장치독서CD/ DVDESO 설치용 디스크.

이 섹션에서는 물리학의 가상 실험실 작업. 물리학 실험실 작업에서는 실험을 수행하고 장비를 이해하는 기술을 습득합니다. 얻은 실험 데이터로부터 독립적으로 결론을 도출하여 이론적 자료를 더 깊고 완전하게 동화시키는 방법을 배울 수 있는 기회가 있습니다.

"Atwood의 장치. 뉴턴의 제2법칙 테스트".

작업 목적: 뉴턴의 제2법칙을 확인하세요.

가상 실험실 작업. " Stokes 방법을 사용하여 유체의 내부 마찰 계수 결정".

작업 목적: 공이 액체에 떨어지는 속도로부터 액체의 내부 마찰 계수를 결정하는 방법을 익히는 것입니다.

가상 실험실 작업. "회전 운동 중 양의 관계".

작업 목적: Oberbeck 진자를 사용하여 힘의 순간과 관성 순간에 대한 각가속도의 의존성을 확인합니다.

가상 실험실 작업. "수학적 진자를 연구하다".

작업 목적: 수학 진자의 감쇠 진동과 감쇠되지 않은 진동을 연구합니다.

가상 실험실 작업. "스프링 진자 연구".

작업 목적: 스프링 진자의 감쇠 진동과 감쇠되지 않은 진동을 연구합니다.

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대학원 과정

소프트웨어 패키지 “물리학을 위한 가상 실험실”

주석

이 작업은 교육 과정의 조직에 전념합니다. 과제를 공식화하고, 목표를 설정하고, 교사의 구조와 교육 활동을 공개하고, 가상 실험실을 만들기 위한 다양한 유형의 도구를 고려합니다. 교사의 교육 활동과 교육 과정 관리의 효율성에 특별한 관심을 기울입니다. 생성된 소프트웨어 제품의 특징은 교실에서 명확성, 접근성 및 안전을 보장하기 위해 교육 과정에서 사용할 수 있다는 것입니다. 제품에는 가상학습도구, 가상실험실에 대한 기본정보, 개발자 정보 등이 포함되어 있습니다.

이 작품은 41개의 소스를 사용하여 64페이지에 인쇄되었으며 31개의 그림이 포함되어 있습니다.

추상적인

작업은 교육 과정의 조직에 전념합니다. 문제를 공식화하고, 목표를 설정하고, 구조를 공개하고, 교육 활동 교사가 가상 실험실을 만들기 위한 다양한 도구에 대해 논의했습니다. 교사의 교육 활동과 교육 과정의 효율성에 특별한 관심이 집중됩니다. 소프트웨어 제품의 특징은 명확성, 접근성, 안전 수업을 보장하기 위해 교육 과정에서 사용할 수 있다는 것입니다. 이 제품에는 가상 훈련 보조 도구, 가상 실험실, 개발자 정보에 대한 기본 정보가 포함되어 있습니다.

작업은 41개의 소스를 사용하여 64개의 Stranitsah에 인쇄하여 수행되며 31개의 그림이 포함되어 있습니다.

초록 4

소개 6

1 가상 학습 도구 적용 9

1.1 가상 실험실을 사용하여 교육 과정을 구성하는 ICT의 가능성. 9

1.2 교육 도구로서의 가상 실험실 13

1.3 가상 실험실 개발을 위한 원칙 및 요구 사항. 17

1.4 “Virtual Physics Laboratory” 소프트웨어 패키지의 일반 구조. 18

2 "물리학을 위한 가상 실험실" 소프트웨어 패키지의 실제 구현. 20

2.1 가상 실험실 생성을 위한 도구 선택. 20

2.2 “Virtual Physics Laboratory” 쉘 프로그램의 설계 단계 및 구조. 23

2.2.1 “Virtual Physics Laboratory” 소프트웨어 패키지의 구조. 23

2.2.2 가상 실험실의 구조. 26

2.3 “물리학을 위한 가상 실험실” 소프트웨어 패키지 개발. 서른

2.4 생성된 소프트웨어 패키지 "Virtual Laboratory for Physics" 시연 31

2.4.1 가상 실험실 생성을 위한 소프트웨어 패키지 개발 31

2.4.2 기성 데이터베이스에서 요소를 선택하여 가상 물리 실험실 생성 35

2.4.3 "기계적 현상" 섹션의 가상 실험실에 대한 설명 ..... 37

2.4.4 "열 현상" 섹션의 가상 실험실에 대한 설명. 41

2.4.5 "Virtual Physics Laboratory" 소프트웨어 패키지 생성 기능 시연. 44

2.4.7 "개발자 정보" 섹션에 대한 설명. 55

결론 56

사용된 문헌 목록입니다. 59

소개

관련성:정보사회의 창출과 발전은 교육에 정보통신기술(ICT)의 광범위한 사용을 수반하며, 이는 다양한 요인에 의해 결정됩니다.

첫째, 교육에 정보통신기술(ICT)을 도입하면 인류의 지식과 축적된 기술적, 사회적 경험이 세대에서 세대로뿐만 아니라 한 사람에서 다른 사람으로 전달되는 속도가 크게 빨라집니다.

둘째, 훈련과 교육의 질을 향상시키는 현대 ICT를 통해 개인은 환경과 지속적인 사회 변화에 보다 성공적이고 신속하게 적응할 수 있습니다. 이는 모든 사람에게 현재와 미래의 산업사회에서 필요한 지식을 얻을 수 있는 기회를 제공합니다.

셋째, 이러한 기술을 교육에 적극적이고 효과적으로 적용하는 것은 정보사회의 요구에 부응하는 교육시스템을 구축하고, 현대 산업사회의 요구에 맞춰 전통 교육시스템을 개편하는 과정에서 중요한 요소이다.

오늘날 많은 교육 기관에서는 교육 환경에서 교육 성격의 많은 현상과 실험을 수행하기가 매우 어렵거나 불가능하기 때문에 물리학, 화학, 생물학, 생태학 및 기타 과목 작업을 위한 가상 실험실을 포함하여 교육 환경에서 혁신적인 기술을 사용합니다. 기관.

교육 과정에서 대화형 도구를 효과적으로 사용하면 학교 교육의 질을 향상시킬 뿐만 아니라 재정 자원을 절약하고 안전하고 환경 친화적인 환경을 조성하는 데에도 도움이 됩니다.

물리학, 생물학, 화학, 생태학 등 다양한 과목을 집에서 자녀와 함께 흥미로운 대화형 수업과 실험실 작업으로 수행할 수 있습니다.

가상 실험실 작업은 강의 중에 강의실에서 네트워크를 통해 컴퓨터실에서 수행되는 강의 자료에 추가로 사용할 수 있으며 이후 학생의 성과를 분석할 수 있습니다.

대화형 실험실에서 매개변수를 변경함으로써 사용자는 자신의 행동에 따른 3D 환경의 변화를 볼 수 있습니다.

객체:교육 과정에서 ICT를 사용합니다.

안건:미래 전문가 양성을 위한 가상 실험실 개발.

작업의 목표:소프트웨어 패키지 "물리학을 위한 가상 실험실" 개발.

직무 목표:

  • 교육 과정에서 가상 도구의 개발 및 사용에 관한 과학 및 교육학 문헌을 분석합니다.
  • 소프트웨어 패키지 개발을 위한 원칙 및 요구 사항 선택 - 가상 실험실
  • 가상 물리학 실험실을 만들기 위한 도구를 분석하고 선택합니다.
  • “Virtual Physics Laboratory” 소프트웨어 패키지의 구조를 개발합니다.
  • 가상 실험실 요소의 기존 데이터베이스를 사용하여 소프트웨어 패키지를 개발합니다.
  • 생성된 소프트웨어 패키지 "Virtual Laboratory for Physics"를 테스트합니다.

작업 방법:과학 및 교육학 문헌 분석, 비교, 알고리즘화, 프로그래밍.

질서 있는그리고 현실적인그 중요성은 주제에 대한 실험을 수행하기 위한 "가상 물리학 실험실" 소프트웨어 패키지의 생성에서 교육 과정을 지원하기 위한 방법론적 자료의 풍부함에 있습니다.

목표와 목적은 논문의 구조를 결정했습니다.

서론은 주제 선택의 관련성을 입증하고, 대상, 주제를 정의하고, 목표와 목표를 공식화하고, 수행된 작업의 방법론적 및 실제적 중요성을 설명하고, 완료된 연구 프로젝트의 일반적인 구조를 특성화합니다.

첫 번째 장 "가상 학습 도구 개발의 이론적 문제"에서는 다음 문제를 검토합니다. 교육 과정에서 ICT 사용; 컴퓨터 가상 학습 도구 개발을 위한 다양한 원칙과 요구 사항을 제시합니다. 학습 가상화 프로세스 문제, 실제 조건에서 연구하기 어려운 프로세스 및 현상 연구에서 가상 실험실 작업의 가능성이 고려됩니다.

두 번째 장인 "물리학을 위한 가상 실험실 소프트웨어 패키지의 실제 구현"에서는 다음을 제공합니다. 가상 실험실 소프트웨어 패키지를 생성하기 위한 도구 선택 물리학에서 기성 구성 요소와 기성 장치의 기존 데이터베이스를 분석하고 기성 데이터베이스에서 요소를 선택하여 물리학의 가상 실험실을 만들었습니다. 가상 실험실을 만들기 위한 소프트웨어 프레임워크를 개발하는 과정을 설명합니다. 생성된 소프트웨어 패키지 "Virtual Laboratory for Physics"의 기능을 보여주는 자료가 제공됩니다.

결론적으로, 작업의 주요 결과가 제시됩니다.

논문은 서론, 2개 장, 결론, 46개 출처의 참고문헌 목록으로 구성됩니다. 전체 작업량은 56페이지로 구성되어 있으며 그림 25개, 표 2개가 포함되어 있습니다.

1 가상 학습 도구 적용

1.1 가상 실험실을 사용하여 교육 과정을 구성하는 ICT의 가능성

현재 현대 교육이 직면한 목표와 목표는 변화하고 있습니다. 노력은 지식 습득에서 역량 개발로 옮겨지고 있으며, 강조점은 학생 중심 학습으로 옮겨지고 있습니다. 그러나 그럼에도 불구하고 수업은 교육 과정의 주요 구성 요소였으며 여전히 남아 있습니다. 학생들의 학습 활동은 주로 수업에 중점을 둡니다. 학생 준비의 질은 교육 내용, 수업 진행 기술, 조직 및 실제 방향, 분위기에 따라 결정되므로 교육 과정에서 새로운 교육 기술을 사용해야 합니다. 정보기술 활용의 목표: 학생의 인성 발달, 컴퓨터와의 의사소통의 특성을 이용한 건설적, 알고리즘적 사고의 발달을 통한 정보사회에서의 독립적인 생산활동 준비, 재생산 활동의 비중을 줄여 창의적 사고 , 정보 문화 형성, 정보 처리 능력 (테이블 프로세서, 데이터베이스 사용) 현대 사회의 정보화에 의해 결정된 사회 질서의 구현: - 독립적인 인지 활동을 위해 정보 기술을 사용하는 학생들을 준비시킵니다. 교육 과정의 동기 부여(정보 기술 기능 구현을 통해 학습 과정의 질과 효율성 향상, 인지 활동 강화를 위한 인센티브 식별 및 사용)

정보통신기술의 사용이 학습자에게 미치는 영향은 무엇입니까? - ICT는 주제에 대한 인지적 관심을 높이는 데 도움이 됩니다. - ICT는 해당 과목의 학생 성취도 향상에 기여합니다. - ICT를 통해 학생들은 자신을 새로운 역할로 표현할 수 있습니다. - ICT는 독립적인 생산 활동을 위한 기술을 개발합니다. - ICT는 모든 학생의 성공 상황을 조성하는 데 기여합니다.

교육 과정에서 ICT를 사용하면 교사에게 다음과 같은 추가 교육 기회가 제공됩니다.

사용자와 ICT 도구 간의 즉각적인 피드백을 통해 대화형 대화가 가능합니다.

객체, 프로세스, 현상(실제 및 "가상" 모두) 및 해당 모델을 시각화하는 현대 수단의 기능 구현을 포함하는 교육 정보의 컴퓨터 시각화를 시간적 및 공간적 개발 역학으로 제시합니다. 프로그램과의 대화 커뮤니케이션 가능성을 유지하면서 운동;

연구 중인 대상, 그 관계, 현상, 실제 및 "가상"에서 발생하는 프로세스의 컴퓨터 모델링

계산 프로세스 자동화, 정보 검색 활동, 실제로 발생하고 화면에 "가상으로" 표시되는 교육 실험 결과 처리(조각이나 실험 자체를 여러 번 반복할 가능성 포함). 실험 결과 매개변수(예: 물리량)의 값을 실험 조건에 맞게 변경하고 실험 가설을 수립하고 테스트하며 실험 결과를 바탕으로 연구 상황을 수정하고 결과를 예측합니다. 공부하다;

독립적으로 생각하고, 논쟁하고, 추론하고, 배우는 법을 배우고, 필요한 정보를 독립적으로 얻기 위해 해당 주제에 대해 충분한 수준의 지식을 얻은 학생들의 적극적인 위치를 위해 고안된 다양한 유형의 활동을 유치합니다.

교육 활동의 조직 관리 프로세스 자동화 및 교육 자료 습득 결과 모니터링: 조직 및 방법론 자료 생성 및 배포, 네트워크를 통해 다운로드 및 전송.

학습의 가상화는 풀타임에서 원격 교육으로의 객관적인 이동 과정으로 간주될 수 있습니다. 이는 풀타임, 통신, 원격 및 기타 형태의 교육의 최고의 특성을 흡수하며 신흥 러시아 정보 사회에 적합해야 합니다. . 교육의 정보화 과정과 마찬가지로 이 과정은 객관적이고 자연스러우며 다음과 같은 여러 요인에 따라 결정됩니다.

  • 통신 및 정보 시스템의 급속한 발전은 교육 시스템 자체를 개선할 수 있는 새로운 교육적 기회를 열어줍니다.
  • 광범위한 인구 집단에 고품질, 저렴한 이동형 기본 교육에 대한 접근을 제공하는 것과 관련된 교육 시스템 자체의 내부 요구 사항입니다.

과학으로서의 교육학의 관점에서 볼 때, 가상 학습 과정은 가상 학습의 목표, 내용, 학생, 교사 및 기술 하위 시스템을 요소로 하는 교육 시스템에서 발생한다고 생각할 수 있습니다. 이는 학습자(학생)와 교사(교사), 그들 사이 및 교육 보조 도구 간의 목적이 있고 조직적인 상호 작용 과정이며, 공간과 시간의 위치에 중요하지 않습니다. 이 전체 구조는 재료, 기술 및 규제 프레임워크를 기반으로 합니다.

가상 교육 콘텐츠의 형성은 전통적인 교육 시스템과 마찬가지로 교육 콘텐츠를 구성하고 관련 원칙을 고려하는 선택된 이론을 기반으로 합니다.

방법론적 환경은 능동적 학습 방법과 프로젝트 방법이 특징입니다. 실제로 가상 학습은 능동적 학습 방법(브레인스토밍, 비즈니스 게임, 사례 연구, 프로젝트 방법 등)과 같은 혁신적인 방법에 가장 취약합니다.

가상 학생은 가상 교육 시스템의 주요 "고객 및 고객"이기 때문에 가상 교육 과정의 주요 인물입니다. 가상 학생의 주요 차이점과 장점은 "국경 없는 교육", "평생 교육", "저렴한 교육"이라는 공식에 집중되어 있습니다. 반면, 가상 학생에게는 뛰어난 동기 부여, 규율, 컴퓨터 및 통신 장비 사용 능력 등의 특정 요구 사항이 부과됩니다. .

가상 학습을 통해 교육적, 가치학적 문제가 매우 심각하게 발생한다는 것은 명백합니다.

가상 교사는 직접 접촉이나 통신 수단을 통해 간접적으로 일하는 개인이기도 하며, CD-ROM과 같은 형태의 "로봇 교사"일 수도 있습니다.

가상 교사의 주요 기능은 훈련, 교육, 개발 과정을 관리하는 것, 즉 교육학적 관리자가 되는 것입니다. 가상 학습 중에 그는 코디네이터, 컨설턴트, 교육자 등의 역할을 수행해야 합니다.

교육 환경의 가상화는 새로운, 미개척, 유형이 아닐 가능성이 높으며 현재 인식되지 않는 교육 기회를 제공합니다. 우리 의견으로는 가상 학습 기술 시스템의 요소를 과학적으로 건전하게 사용하면 구조 조정이나 급격한 개선이 아니라 근본적으로 새로운 교육 시스템이 형성될 것입니다.

1.2 교육 도구로서의 가상 실험실

교육에 현대 정보 기술을 사용하는 것은 더 이상 혁신이 아니라 오늘날 전체 문명 세계의 현실입니다. 현재 ICT는 교육 영역에 확고하게 진입했습니다. 이를 통해 교육 과정의 질을 변경하고 수업을 현대적이고 흥미롭고 효과적으로 만들 수 있습니다.

가상 미디어는 교실에서 학습하기 위한 수단 또는 도구입니다. 가상 교육은 또한 윤리적 요소를 도입합니다. 컴퓨터 기술은 결코 학생 간의 연결을 대체하지 않습니다. 이는 새로운 자원에 대한 공동 추구의 잠재력을 지원할 수 있으며 학생들이 주제를 공부하는 동안 학습 중인 자료에 관해 동료 및 교사와 대화에 참여하는 다양한 학습 상황에서 사용하기에 적합합니다.

가상 기술은 다양한 상황의 시각적, 다중 프로그래밍을 포함하여 정보를 준비하는 방법입니다.

가상 수단을 사용하여 수업을 진행할 때 교훈의 기본 원칙이 관찰됩니다. 가시성은 학생들의 자료에 대한 최적의 학습을 보장하고 정서적 인식을 높이며 학생들의 모든 유형의 사고를 발전시킵니다.

가상 학습 도구는 교실에서 가르치는 데 사용되는 가장 현대적인 도구 중 하나입니다.

실험실 작업의 가상 프레젠테이션은 일련의 밝고 기억에 남는 이미지, 움직임입니다. 이 모든 것을 통해 상상하기 어려운 것을 확인하고 진행 중인 현상과 경험을 관찰할 수 있습니다. 이러한 수업을 통해 한 번에 여러 형태의 정보를 받을 수 있으므로 교사는 학생에 대한 정서적 영향을 높일 수 있는 기회를 갖게 됩니다. 이러한 수업의 분명한 이점 중 하나는 가시성이 향상된다는 것입니다. K.D. 의 유명한 문구를 기억해 봅시다. Ushinsky: “아이들의 본성은 분명히 명확성을 요구합니다. 아이에게 자신이 모르는 단어 다섯 개를 가르치면 아이는 그 단어 때문에 오랫동안 헛된 고통을 겪게 될 것입니다. 그러나 이 단어 중 20개를 그림과 연결하면 아이는 그 단어를 즉석에서 배울 것입니다. 당신이 아이에게 아주 간단한 생각을 설명해도 아이는 당신을 이해하지 못합니다. 같은 아이에게 복잡한 그림을 설명하면 아이는 빨리 이해합니다... 단어를 이해하기 어려운 수업에 참여하고 있다면(저희는 그런 수업을 기대하지 않습니다), 사진 보여주기 시작 , 그리고 수업은 말하기 시작하고 가장 중요한 것은

무료..."

또한 자료를 구두로 발표할 때 학생은 분당 최대 1,000개의 기존 정보 단위를 인식하고 처리할 수 있으며 시각 기관이 연결되면 최대 100,000개의 정보 단위를 인식하고 처리할 수 있다는 것이 실험적으로 입증되었습니다.

교실에서 가상 도구를 사용하는 것은 학습에 강력한 자극이 됩니다. 가상 도구 중 하나는 교육 과정에서 큰 역할을 하는 가상 실험실입니다. 교사와 물리학 교과서를 대체하는 것이 아니라 자료를 마스터할 수 있는 현대적이고 새로운 기회를 창출합니다. 가시성이 향상되고 교육 기관에서 수행하기 어렵거나 불가능한 실험을 시연할 가능성이 확대됩니다.

가상 실험실은 디지털 소스의 정보 설명 기능에서 도구 활동 및 검색 기능으로의 전환을 구현하도록 설계된 대화형 소프트웨어 모듈로, 비판적 사고의 개발, 실제 사용에서 기술 및 능력 개발을 촉진합니다. 받은 정보.

다음을 사용하는 접근 방식을 기반으로 한 실험실 작업 분류:

고품질- 일반적으로 교육 기관에서 구현하기가 복잡하거나 불가능한 현상이나 경험이 사용자에 의해 제어되면 화면에 재현됩니다.

반정량적- 가상 실험실에서 경험이 시뮬레이션되고 개별 특성(예: 전기 회로의 가변 저항 슬라이더 위치)의 현실적인 변화로 인해 설치, 회로, 장치의 작동이 변경됩니다.

양적(파라메트릭) - 모델에서 수치로 지정된 매개변수는 해당 매개변수에 의존하는 특성을 변경하거나 현상을 시뮬레이션합니다.

이 프로젝트는 세 가지 유형의 작업을 모두 만들 계획이지만, 그 사용의 높은 교육적 효율성을 보장하는 현실적인 반정량적 실험실 작업에 중점을 둘 것입니다. 제안된 접근 방식의 필수 기능은 현실적인 반정량 모델에서 실험 기술을 연습할 수 있는 능력입니다. 또한 실험 수행 및 얻은 값의 가변성을 구현하여 컴퓨터 수업에서 네트워크 작업 중 워크숍 사용의 효율성을 높입니다.

계획된 개발의 특징은 가상 실험실에서의 실험의 높은 현실성, 세계의 물리 법칙 재현의 정확성, 실험과 현상의 본질, 그리고 독특하게 높은 상호 작용성이어야 합니다. 연습되지 않은 기술과 능력이 실제 작업에 있는 구현된 가상 실험실 작업과 달리, 현실적인 반정량 모델을 만들 때 관련성이 있고 적절한 실험 작업 기술을 개발하는 데 중점을 둡니다. 또한 이러한 작업에서는 실험 수행 및 얻은 값의 높은 가변성이 실현되어 컴퓨터 수업에서 네트워크 작업 중에 실험실 작업장 사용의 효율성이 높아질 것입니다.

반정량적 모델(암묵적인 수학적 기초 포함)에 대한 연구는 실험 계획, 현상, 속성, 매개변수의 관계에 대한 가장 합리적인 가설 제시 또는 선택 등 다양한 기술을 포함하는 중요한 작업입니다. 실험 데이터를 기반으로 결론을 도출하고 문제를 공식화합니다. 특히 중요하고 적절한 것은 컴퓨터 모델이 성공적으로 재현하는 실제 현상의 측면과 모델링되는 경계를 넘어서는 연구를 포함하여 과학적 모델 적용 가능성의 경계(영역, 조건)를 표시하는 능력입니다.

실제 실험실 작업과 관련된 가상 실험실 작업의 수업 사용은 다양한 유형이 될 수 있습니다.

  • 데모(실제 작업 전) 사용: 대형 모니터 화면이나 멀티미디어 프로젝터를 통해 실제 작업의 일련의 동작을 정면으로 보여줍니다. 현실적인 정성적 및 반정량적 모델이 선호됩니다.
  • 일반화(실제 작업 후) 사용: 정면 모드(시연, 질문의 명확화, 결론의 공식화 및 논의된 내용의 통합) 또는 개인(실험의 수학적 측면, 그래프 및 디지털 값 분석, 모델 연구 방식) 현실을 반영하고 표현하는 데에는 정량적, 매개변수적 모델이 선호됩니다.
  • 실험적(실제 작업 대신) 사용: 실제 작업을 수행하지 않고 가상 실험실에서 개인(소그룹)으로 작업 완료, 컴퓨터 실험. 현실적인 반정량적 3D 모델과 파라메트릭 모델을 모두 사용하여 수행할 수 있습니다.

가상 학습 도구로 가상 실험실을 구현하면 예상되는 결과는 다음과 같습니다.

  • 학생 연구의 목표인 높은 현실성과 암묵적인 수학적 기초를 갖춘 워크샵의 창설 및 실행은 비판적 사고와 독립성을 개발하기 위한 기반 중 하나가 될 것입니다.
  • 실제 작업과 가상 작업의 최적 조합을 통해 실습 교육의 효율성이 향상됩니다.
  • 기존 교육 시스템에서 성공하지 못한 학생들 사이에서 학습 과정에 대한 관심이 높아질 것으로 예상됩니다.

1.3 가상 실험실 개발을 위한 원칙 및 요구 사항

실험실 작업을 수행할 때 설치 작업 방법을 이해하는 데 많은 시간이 소요되므로 가상 실험실을 다운로드하면 학생은 장비를 숙달하고 다양한 모드에서 작동을 연구하여 미리 준비할 수 있는 기회를 갖게 됩니다. 그는 실제로 자신의 지식을 테스트하고, 진행 중인 작업을 모니터링하고, 완료된 작업 결과를 분석할 기회를 얻습니다.

가상 훈련 기술을 사용하면 모든 기능을 유지하면서 실제 장치의 인터페이스를 가상 모델 형태로 완벽하게 재현할 수 있습니다. 학생은 자신의 컴퓨터에서 가상 실험실을 시작하여 실습 수업에서 상당한 시간을 절약할 수 있습니다. 또한 에뮬레이터를 개발할 때 실제와 동일한 원리로 작동하는 장치 모델이 사용됩니다. 매개변수와 작동 원리는 쉽게 변경될 수 있으며 이것이 측정 결과에 어떻게 반영되는지 관찰할 수 있습니다. 가상 실험실을 사용한 결과, 우리는 학생들이 실험실 작업을 수행하고 장비를 사용하여 작업할 수 있도록 고품질 교육을 제공하여 학생들이 물리적 현상에 대한 심층적인 연구와 수행 중인 작업의 시각적 표현을 가능하게 합니다.

"Virtual Physics Laboratory" 소프트웨어 패키지는 다음과 같은 여러 요구 사항을 준수해야 합니다.

  1. 모든 개인용 컴퓨터에서 제품을 실행할 수 있는 최소 시스템 요구 사항입니다. 모든 교육 기관이 최신 세대의 컴퓨터를 구입할 수 있는 것은 아닙니다.
  2. 사용의 단순성과 접근성. 소프트웨어 패키지는 중학생(8~9학년)을 대상으로 설계되었기 때문에 학생 개개인의 심리적 발달 특성에 맞춰 진행해야 합니다.
  3. 각 가상 실험실에는 구현에 대한 설명과 지침이 포함되어 있어 학생들이 많은 노력을 들이지 않고도 작업에 대처할 수 있습니다.
  4. 교육 자료가 마스터되면 가상 실험실이 완성됩니다.
  5. 작업 성과 가시성을 통해 진행 중인 작업을 관찰할 수 있습니다. 시스템의 일부 매개변수를 변경함으로써 학생은 다른 매개변수가 어떻게 변경되는지 확인합니다.
  • “Virtual Physics Laboratory” 소프트웨어 패키지의 일반 구조.

"Virtual Physics Laboratory" 소프트웨어 패키지를 구현하기 위해 다음 네 가지 주요 블록을 사용하기로 결정되었습니다.

  1. 가상 실험실.
  2. 지침.
  3. 개발자에 대해.

첫 번째 블록인 "가상 랩 정보"에는 가상 랩의 이점, 원칙 및 원하는 결과에 대한 기본 정보가 포함됩니다. 실제 작품과 비교하여 가상 작품의 특징도 설명합니다.

두 번째 블록인 "Virtual Laboratories"는 물리학 섹션에 따라 여러 하위 블록으로 나눌 계획입니다. 이 부서를 통해 학생은 필요한 작업을 빠르고 쉽게 찾고 작업을 완료할 수 있으며 시간을 크게 절약할 수 있습니다. 이 단원에는 전기 회로 조립 작업과 열 및 기계적 현상에 대한 작업이 포함됩니다.

세 번째 블록 "방법론적 권장 사항"은 가상 실험실 작업에 대한 설명 및 수행과 구현에 대한 간략한 지침입니다. 이 섹션에서는 개발 중인 소프트웨어 패키지가 설계된 연령 범주를 표시하는 것도 필요합니다. 따라서 지금까지 가상 실험실에 대해 전혀 몰랐던 학생도 쉽고 빠르게 완료를 시작할 수 있습니다.

2 "물리학을 위한 가상 실험실" 소프트웨어 패키지의 실제 구현

  • 가상 실험실 생성을 위한 도구 선택

가상 실험실의 일반적인 구조, 원칙 및 요구 사항에 대한 분석을 바탕으로 우리는 프로젝트 구현을 위한 모델이 브라우저를 사용하여 액세스할 수 있는 한 대의 컴퓨터에 있는 개인 웹사이트여야 한다고 믿습니다.

웹 사이트 개발자로서 우리는 어떤 도구가 작업을 빠르고 효율적으로 완료할 수 있는지에 대한 질문에 직면했습니다. 현재 웹 사이트를 만드는 편집자는 두 가지 유형이 있습니다. 이는 코드 및 시각적 편집기와 직접 작업하는 편집기입니다. 두 기술 모두 장단점이 있습니다. 코드 편집기를 사용하여 웹 사이트를 만들 때 개발자는 HTML 언어를 알아야 합니다. 시각적 편집기에서 작업하는 것은 매우 간단하며 Microsoft Word에서 문서를 만드는 과정과 유사합니다.

현재 존재하는 웹 편집기 중 일부를 살펴보겠습니다.

웹 페이지를 만드는 가장 간단한 도구는 메모장 응용 프로그램이지만 메모장을 사용하려면 HTML(Hypertext Markup Language)에 대한 지식과 웹 페이지 구조에 대한 올바른 이해가 필요합니다. Active X와 Flash 기술을 사용하여 적당한 수단으로 웹 사이트를 만들 수 있는 전문 지식을 갖는 것이 바람직합니다.

HTML 코드를 직접 입력하는 것을 선호하지만 메모장이나 유사한 프로그램의 기능이 부족한 사람들은 TextPad라는 프로그램을 선택하세요. 실제로 이 프로그램은 메모장과 매우 ​​유사하지만 개발자는 HTML 코드(Java, C, C++, Perl 및 기타 언어 포함)를 작성하기 위해 특별히 몇 가지 편의 기능을 제공했습니다. 이는 HTML 문서를 작성할 때 모든 태그가 자동으로 파란색으로 강조 표시되고 해당 속성은 진한 파란색으로, 속성 값은 녹색으로 강조 표시된다는 사실로 표현됩니다(색상은 글꼴과 마찬가지로 원하는 대로 사용자 정의할 수 있음). 이 강조 기능은 태그 이름이나 해당 속성에 실수로 오류가 발생한 경우 프로그램이 이를 즉시 보고하므로 유용합니다.

시각적 편집기를 사용하여 웹 리소스를 만들 수도 있습니다. 우리는 소위 WYSIWYG 편집자에 대해 이야기하고 있습니다. 이름은 "What You See Is What You Get"이라는 문장에서 유래되었습니다. 즉, 보이는 것이 곧 얻는 것입니다. WYSIWYG 편집기를 사용하면 HTML(하이퍼텍스트 마크업 언어)에 익숙하지 않은 사용자라도 웹사이트와 웹페이지를 만들 수 있습니다.

Macromedia Dreamweaver는 다양한 복잡성의 웹 사이트와 인터넷 페이지를 시각적으로 만들고 관리하기 위한 전문 HTML 편집기입니다. Dreamweaver에는 HTML, CSS, javascript, javascript 디버거, 코드 편집기(코드 뷰어 및 코드 검사기) 등 전문 웹 사이트를 편집하고 생성하기 위한 다양한 도구가 포함되어 있습니다. 이를 통해 Dreamweaver에서 지원되는 javascript, XML 및 기타 텍스트 문서를 편집할 수 있습니다. . 왕복 HTML 기술을 사용하면 코드 형식을 다시 지정하지 않고 HTML 문서를 가져올 수 있으며 개발자가 원하는 대로 HTML을 "정리"하고 형식을 다시 지정하도록 Dreamweaver를 구성할 수 있습니다.

Dreamweaver의 시각적 편집 기능을 사용하면 코드를 작성하지 않고도 프로젝트를 빠르게 만들거나 다시 디자인할 수 있습니다. 모든 중앙 집중식 요소를 보고 편리한 패널에서 문서로 직접 "끌어다 놓을" 수 있습니다. 필요한 자료를 사용하여 모든 Dreamweaver 기능을 직접 구성할 수 있습니다.

가상 실험실을 만들기 위해 FrontPage 환경을 사용했습니다. 전 세계 인터넷의 일부 출처에 따르면 대규모 프로젝트를 포함하여 모든 페이지와 웹 사이트의 최대 50%가 Microsoft FrontPage를 사용하여 만들어집니다. 그리고 CIS에서는 이 수치가 80-90%에 달할 가능성이 높습니다.

다른 편집기에 비해 FrontPage의 장점은 분명합니다.

  • FrontPage는 강력한 웹 지원을 제공합니다. FrontPage 사용자를 대상으로 하는 웹 사이트, 뉴스 그룹 및 회의가 많이 있습니다. 기능을 확장하는 FrontPage용 유료 및 무료 플러그인도 많이 있습니다. 예를 들어, 오늘날 최고의 그래픽 최적화 프로그램인 Ulead SmartSaver 및 Ulead SmartSaver Pro는 Photoshop뿐만 아니라 FrontPage에도 플러그인에 내장되어 있습니다. 또한 FrontPage용 테마를 개발하고 출시하는 회사들이 업계 전반에 걸쳐 있습니다.
  • FrontPage의 인터페이스는 Microsoft Office 제품군에 포함된 프로그램의 인터페이스와 매우 유사하므로 배우기가 더 쉽습니다. 또한 Microsoft Office에 포함된 프로그램이 완전히 통합되어 있어 FrontPage의 다른 응용 프로그램에서 생성된 정보를 사용할 수 있습니다.

FrontPage 프로그램 덕분에 전문 프로그래머뿐만 아니라 HTML 코드로 프로그래밍할 필요도 없고 HTML 편집기를 알 필요도 없기 때문에 개인적인 목적으로 웹 사이트를 갖고 싶어하는 사용자도 웹 페이지를 만들 수 있다고 대부분의 저자는 믿습니다.

HTML 코드를 사용하여 웹 페이지를 만드는 개발자가 FrontPage에 대해 갖는 주요 불만 사항은 경우에 따라 기본적으로 중복 코드를 작성한다는 것입니다. 소규모 웹 사이트의 경우 이는 중요하지 않습니다. 또한 FrontPage를 사용하면 개발자가 HTML 코드로 작업할 수 있습니다.

  • "Virtual Physics Laboratory" 쉘 프로그램의 설계 단계 및 구조

디자인은 추가 작업의 효율성과 최종 결과가 좌우되는 가장 중요하고 어려운 개발 단계 중 하나입니다.

교육학 설계 개발에 큰 자극을 준 것은 컴퓨터 기술의 확산이었습니다. 교육이 시작되면서 교육 방법은 기술화 방향으로 변화하기 시작했습니다. 교육정보기술이 등장했다.

교육학 설계는 교육, 사회 및 교육 운동, 교육 시스템 및 기관, 교육 기술(Bezrukova V.S.)에서 혁신적인 아이디어의 공식화된 복합체로 이해되는 교육 프로젝트의 개발 및 구현을 목표로 하는 활동입니다.

교육 시스템, 프로세스 또는 상황을 설계하는 것은 복잡한 다단계 활동입니다. 이는 일련의 순차적 단계로 수행되어 향후 활동의 개발을 일반적인 아이디어에서 정확하게 설명된 특정 작업에 더 가깝게 만듭니다.

2.2.1 소프트웨어 패키지 "Virtual Laboratory for Physics"의 구조

"물리학 가상 실험실" 프로그램의 설계는 다음 단계로 진행되었습니다.

  • 제품을 만들 필요성에 대한 인식;
  • "물리학의 가상 실험실" 프로그램 개발;
  • ICT를 활용한 제어시스템 분석;
  • 기성 기지에서 열 및 기계적 현상에 대한 실험실 선택 및 전기 회로 조립 실험실 설립
  • 각 가상 실험실의 기술적 능력, 목적, 행동 규칙, 실행 순서에 대한 간략한 설명
  • "물리학의 가상 실험실" 프로그램을 사용하기 위한 방법론 개발.

고려된 단계를 기반으로 "Virtual Physics Laboratory" 소프트웨어 복합체의 구조가 개발되었습니다(그림 1).

그림 1 - 소프트웨어 패키지의 구조

"가상물리학 연구실"

쉘 프로그램의 구조에는 "Virtual Physics Laboratory" 프로그램을 관리하기 위한 핵심이 포함되어 있습니다. 제어의 핵심은 프로그램 시작 페이지입니다. 블록은 가상 실험실을 선택하고 시연하기 위해 개발된 프로그램을 탐색하도록 설계되었으며 다른 블록으로 이동할 수 있습니다. 다음 섹션에 대한 빠른 액세스를 제공합니다.

  • "가상 실험실에 대한 정보";
  • "가상 실험실";
  • "개발자 정보";

"가상 실험실에 대한 정보" 섹션에는 교육 과정에서 가상 학습 도구의 역할을 이해하는 데 도움이 되는 이론적 측면이 포함되어 있습니다.

"가상 실험실" 섹션에는 열 및 기계적 현상이라는 두 가지 영역의 실험실 작업 자체와 "전기 회로 조립" 하위 섹션이 포함됩니다. 열 및 기계적 현상에는 가장 기본적이고 중요한 실험실 작업이 포함되며 전기 회로를 조립하면 지침 및 물리 법칙에 따라 회로를 조립할 수 있습니다.

"개발자 정보" 섹션에는 작성자에 대한 기본 정보와 쉘 프로그램을 현대 교육 과정에 도입할 때 예상되는 결과가 포함되어 있습니다.

2.2.2 가상실험실의 구조

웹사이트는 13페이지로 구성되어 있으며 기타 사용 가능한 문서를 고려하면 총 107개의 파일이 포함되어 있습니다.

생성된 웹사이트의 페이지 목록은 그림 2와 같다.

그림 2 - 생성된 웹사이트의 페이지 목록.

이미지 폴더에는 소프트웨어 패키지 개발에 사용되는 이미지가 포함되어 있습니다(그림 3).

그림 3 - 사용된 이미지

js 폴더에는 소프트웨어 패키지 작동에 필요한 코드 세트가 포함되어 있습니다(그림 4). 예를 들어 data.js 파일에는 전기 회로 조립 작업이 포함된 창을 정의하는 코드가 포함되어 있습니다.

그림 4 - js 폴더의 요소

그림 5는 물리학 분야 가상실험실의 구조를 구역별로 나타낸 것이다.

그림 5 - 물리학 섹션별 가상 실험실 구조

이 다이어그램의 각 노드 페이지는 직사각형으로 표시됩니다. 이 직사각형을 연결하는 선은 페이지의 상호 종속을 상징합니다.

다음은 가상실험실의 주요 블록에 대한 설명입니다.

“Virtual Physics Laboratory” 쉘 프로그램을 관리하기 위한 커널은 index.html 페이지에 나와 있습니다. 사용자가 이를 사용하여 프로그램의 다른 모든 블록으로 전환할 수 있도록 만들어졌습니다. 즉, 제어 코어는 정보 도움말에 대한 액세스, 가상 실험실 작업 수행 및 시연에 대한 액세스, 작성자에 대한 정보 및 예상 개발 결과에 대한 액세스를 제공합니다. Virtual Physics Laboratory 프로그램의 제어 코어를 개발할 때 프레임, 배경 설정 및 텍스트 서식도 사용되었습니다.

"Virtual Physics Laboratory" 쉘 프로그램의 정보 블록은 Info.html 페이지로 표시됩니다. 블록은 가상 실험실에 대한 간략한 일반 정보와 현대 교육에서의 역할을 제공하고 주요 장점도 나타냅니다.

  • 소프트웨어 패키지 "물리학을 위한 가상 실험실" 개발

"Virtual Physics Laboratory" 소프트웨어 패키지의 개발은 이전에 논의한 블록을 기반으로 하는 구조의 웹사이트 생성으로 시작됩니다(그림 3). 그림 6은 “Virtual Physics Laboratory” 소프트웨어 패키지의 구조를 보여줍니다. 이 다이어그램의 각 노드 페이지는 직사각형으로 표시됩니다. 이 직사각형을 연결하는 선은 페이지의 상호 종속을 상징합니다.

그림 6 - 소프트웨어 패키지의 구조

"물리학의 가상 실험실."

소프트웨어 패키지의 제어 코어는 index.htm 페이지에 표시됩니다. 사용자가 이를 사용하여 소프트웨어 패키지의 다른 모든 블록으로 전환할 수 있도록 구축되었습니다. 즉, 제어 코어는 프로그램 정보에 대한 액세스, 가상 작업에 대한 액세스, 방법론적 권장 사항에 대한 액세스 및 "Virtual Physics Laboratory" 소프트웨어 패키지 개발자에 대한 정보에 대한 액세스를 제공합니다.

Virtual Physics Laboratory 소프트웨어 패키지의 제어 코어를 개발할 때 프레임, 배경 설정 및 텍스트 형식도 사용되었습니다.

페이지 간 통신 방식은 버튼과 하이퍼링크를 사용하여 구성됩니다. 하이퍼링크를 사용하면 필요한 페이지로 빠르게 이동할 수 있으며 웹 사이트 페이지 간의 연결을 구성하여 무결성을 결정할 수도 있습니다. 그림 7은 하이퍼링크 트리를 보여줍니다. 하이퍼링크 체계에서 이러한 분기 공개를 통해 웹 페이지 자체를 열지 않고도 노드 작동 논리를 시각적으로 모델링할 수 있습니다.

그림 7 - 노드 하이퍼링크 구성표

  • 생성된 소프트웨어 패키지 "물리학을 위한 가상 실험실" 시연

2.4.1 가상 실험실 생성을 위한 소프트웨어 패키지 개발

가상 실험실을 만들기 위한 소프트웨어 패키지 개발은 다음 단계로 진행되었습니다.

  • 교육 시스템의 가상 실험실 분석 및 제품 생성 필요성에 대한 인식
  • 쉘 프로그램 "가상 물리학 연구소" 개발;
  • 가상 실험실 계획 개발;
  • 실험실의 기술적 역량과 목적에 대한 간략한 설명
  • 물리학 가상 실험실의 교훈적 능력에 대한 설명;
  • "Virtual Physics Laboratory" 쉘 프로그램을 사용하기 위한 방법론 개발.

가상 실험실 셸 프로그램의 시작 페이지는 그림 8에 나와 있습니다. 이 페이지의 도움을 받아 사용자는 제시된 섹션으로 이동할 수 있습니다.

그림 8 - 시작 페이지

문제의 소프트웨어 패키지에는 네 개의 탐색 버튼이 있습니다.

  • 가상 연구실에 대한 정보;
  • 가상 실험실;
  • 지침;
  • 개발자에 대해.

가상실험실에 대한 정보입니다.

"가상 실험실에 대한 정보" 섹션에는 주요 이론적 측면이 포함되어 있으며, 가상 실험실의 주요 장점, 개발 구현 시 원하는 결과에 대해 설명하고 그림 9에 나와 있습니다.

그림 9 - 가상 실험실에 대한 정보

"가상 실험실에 대한 정보" 섹션에서는 시각 물리학의 장점, 즉 더 넓은 관점과 포괄적인 연구에서 물리적 현상을 보여줄 수 있는 가능성에 대해 설명합니다. 각 작품은 다양한 물리학 분야를 포함하여 많은 양의 교육 자료를 다루고 있습니다. 이는 학제간 연결을 통합하고 이론적 지식을 일반화하고 체계화할 수 있는 충분한 기회를 제공합니다.

새로운 자료를 설명하거나 특정 주제에 대한 연구를 완료할 때 물리학의 대화형 작업은 워크숍 형태로 수업에서 수행되어야 합니다. 또 다른 옵션은 학교 시간 외에 선택적인 개별 수업에서 작업을 수행하는 것입니다. 가상 물리학은 교육 시스템의 새롭고 독특한 방향입니다. 정보의 90%가 시신경을 통해 우리 뇌에 들어간다는 것은 비밀이 아닙니다. 그리고 사람이 직접 볼 때까지 특정 물리적 현상의 본질을 명확하게 이해할 수 없다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 따라서 학습 과정은 시각적 자료로 뒷받침되어야 합니다. 그리고 물리적 현상을 묘사하는 정적인 그림을 볼 수 있을 뿐만 아니라 움직이는 현상도 볼 수 있다는 것은 정말 멋진 일입니다.

"가상 실험실" 섹션에는 전기 회로, 기계 및 열 현상이라는 세 가지 주요 하위 섹션이 포함되어 있으며 각 하위 섹션에는 가상 실험실 자체가 직접 포함됩니다. 이 섹션은 그림 10에 나와 있습니다.

그림 10 - 가상 실험실

"전기 회로" 하위 섹션에는 세 가지 작업이 포함되어 있으며, 그 목적은 작업에 대해 제시된 설명에 따라 전기 회로를 조립하는 것입니다.

기계적 및 열적 현상에는 각각 많은 양의 지식을 다루는 4개의 실험실이 포함되어 있습니다.

2.4.2 가상 물리 실험실을 만들기 위해 기성 데이터베이스에서 요소 선택

현재 가상 물리 실험실에는 가장 단순한 것부터 보다 심각한 성격의 설치에 이르기까지 기성품 요소가 많이 있습니다. 다양한 소스와 웹사이트를 고려한 결과 가상 실험실 웹사이트(http://www.virtulab.net)의 자료를 사용하기로 결정했습니다. 여기에는 자료가 더 완전하고 독창적으로 제시될 뿐만 아니라 실험실도 있기 때문입니다. 물리학과 다른 과목 모두에서. 즉, 이 사이트가 지식과 자료의 광범위한 영역을 다루고 있다는 사실에 주목하고 싶습니다.

각 작품에는 많은 양의 교육 자료가 포함되어 있습니다. 이는 학제 간 연결을 통합하고 이론적 지식을 일반화하고 체계화할 수 있는 충분한 기회를 제공합니다.

가상 물리학은 교육 시스템의 새롭고 독특한 방향입니다. 정보의 90%가 시신경을 통해 우리 뇌에 들어간다는 것은 비밀이 아닙니다. 그리고 사람이 직접 볼 때까지 특정 물리적 현상의 본질을 명확하게 이해할 수 없다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 따라서 학습 과정은 시각적 자료로 뒷받침되어야 합니다. 물리적인 현상을 묘사하는 정적인 그림을 볼 수 있을 뿐만 아니라 움직이는 현상도 볼 수 있다는 것은 정말 멋진 일입니다.

예를 들어 메커니즘을 설명하고 싶습니까? 뉴턴의 제2법칙, 물체가 충돌할 때 운동량 보존의 법칙, 중력과 탄성의 영향을 받아 원을 그리는 물체의 운동 등을 보여주는 애니메이션을 시청해 보세요.

www.사이트의 자료를 검토하고 분석했습니다. Virtulab.net은 쉘 프로그램을 만들기 위해 물리학의 두 가지 주요 측면, 즉 열 현상과 기계 현상을 취하기로 결정했습니다.

가상 실험실 "전기 회로"에는 다음 작업이 포함됩니다.

  • 병렬 연결로 회로를 조립하십시오.
  • 직렬 연결로 회로를 조립하십시오.
  • 장치로 회로를 조립합니다.

가상 실험실 "열 현상"에는 다음과 같은 실험실 작업이 포함됩니다.

  • Carnot의 이상적인 열기관 연구;
  • 얼음의 녹는 비열 결정;
  • 4행정 엔진 작동, 오토 사이클 애니메이션;
  • 금속의 몰열량 비교.

가상 실험실 "기계 현상"에는 다음과 같은 실험실 작업이 포함됩니다.

  • 장거리 총;
  • 뉴턴의 제2법칙 연구;
  • 신체 충돌 중 운동량 보존 법칙을 연구합니다.

자유 진동과 강제 진동에 대한 연구.

2.4.3 "기계적 현상" 섹션의 가상 실험실에 대한 설명

실험실 작업 No. 1 "장거리 총". 가상 실험실 작업인 "Long-Range Gun"은 그림 11에 나와 있습니다. 총에 대한 초기 데이터를 설정한 후 사격을 시뮬레이션하고 커서로 빨간색 수직선을 드래그하여 속도 값을 결정합니다. 선택한 궤적 지점.

그림 11 - 가상 실험실

"장거리 대포"

소스 데이터 창에서 발사체의 초기 속도와 수평선에 대한 각도를 설정한 후 발사를 시작하고 결과를 분석할 수 있습니다.

실험실 작업 No. 2 "뉴턴의 제2법칙 연구" 가상 실험실 작업 "뉴턴의 제2법칙 연구"가 그림 12에 나와 있습니다. 이 작업의 목적은 신체에 대한 충격의 결과로 신체가 획득한 가속도가 다음에 정비례한다는 뉴턴의 기본 법칙을 보여주는 것입니다. 이 충격의 힘 또는 결과적인 힘은 물체의 질량에 반비례합니다.

그림 13 - 가상 실험실

"뉴턴의 제2법칙을 탐구하다"

이 실험실 작업을 수행할 때 매개변수(균형추의 높이, 하중의 무게)를 변경하면 신체가 획득하는 가속도의 변화가 관찰됩니다.

실험실 작업 No. 3 "자유 및 강제 진동 연구" 가상 실험실 작업 "자유 및 강제 진동 연구"가 그림 14에 나와 있습니다. 이 작업에서는 주기적으로 변화하는 외부 힘의 영향을 받는 신체의 진동을 연구합니다.

그림 14 - 가상 실험실

"자유 진동과 강제 진동에 대한 연구"

우리가 얻고자 하는 것, 진동 시스템의 진폭 또는 진폭-주파수 응답에 따라 매개변수 중 하나를 선택하고 시스템의 모든 매개변수를 설정하여 작업을 시작할 수 있습니다.

실험실 작업 번호 4 "신체 충돌 중 운동량 보존 법칙 연구" 가상 실험실 작업 "신체 충돌 중 운동량 보존 법칙 연구"가 그림 15에 나와 있습니다. 운동량 보존 법칙은 폐쇄 시스템, 즉 모든 상호 작용하는 신체를 포함하는 시스템에 대해 충족되므로 외부 힘이 없습니다. 시스템의 모든 몸체에 작용합니다. 그러나 많은 물리적 문제를 해결할 때 개방형 시스템의 경우 추진력이 일정하게 유지될 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 사실, 이 경우 운동량은 대략적으로만 보존됩니다.

그림 15 - 가상 실험실

“신체가 충돌하는 동안 운동량 보존 법칙에 대한 연구”

시스템의 초기 매개변수(총알 질량, 막대 길이, 실린더 질량)를 설정하고 시작 버튼을 누르면 작업 결과를 볼 수 있습니다. 다양한 시작 값을 선택하면 실험실 작업의 동작과 결과가 어떻게 변하는 지 확인할 수 있습니다.

2.4.4 "열 현상" 섹션의 가상 실험실에 대한 설명

실험실 연구 No. 1 “이상적인 카르노 열기관에 대한 연구.” 가상 실험실 작업 "이상적인 카르노 열 엔진 연구"가 그림 16에 나와 있습니다.

그림 16 - 가상 실험실

"카르노의 이상열기관 연구"

카르노 사이클에 따라 열기관 작동을 시작한 후 "일시 중지" 버튼을 사용하여 프로세스를 중지하고 시스템에서 판독값을 가져옵니다. "속도" 버튼을 사용하여 열 엔진의 작동 속도를 변경합니다.

실험실 작업 번호 2 "얼음 녹는 비열 결정" 가상 실험실 작업 "얼음 녹는 비열 결정"이 그림 17에 나와 있습니다.

그림 17 - 가상 실험실

"얼음이 녹는 비열 결정"

얼음은 세 가지 비정질 변종과 15가지 결정 변형으로 존재할 수 있습니다. 오른쪽 그림의 상태 다이어그램은 이러한 변형 중 일부가 어떤 온도와 압력에서 존재하는지 보여줍니다.

실험실 작업 No. 3 "4행정 엔진 작동, 오토 사이클 애니메이션." 가상 실험실 작업 "4행정 엔진의 작동, Otto 사이클 애니메이션"이 그림 18에 나와 있습니다. 이 작업은 정보 제공의 목적으로만 제공됩니다.

그림 18 - 가상 실험실

"4행정 엔진 작동, 오토 사이클 애니메이션"

피스톤이 겪는 4개의 사이클 또는 행정(흡입, 압축, 점화 및 가스 배출)을 4행정 또는 오토 엔진이라고 합니다.

실험실 작업 번호 4 "금속의 몰 열용량 비교" 가상 실험실 작업인 "금속의 몰 열용량 비교"는 그림 19에 나와 있습니다. 금속 중 하나를 선택하고 작업을 실행하면 열용량에 대한 자세한 정보를 얻을 수 있습니다.

그림 19 - 가상 실험실

"금속의 몰 열용량 비교"

이 작업의 목적은 제시된 금속의 열용량을 비교하는 것입니다. 작업을 수행하려면 금속을 선택하고 온도를 설정한 다음 판독값을 기록해야 합니다.

2.4.5 "Virtual Physics Laboratory" 소프트웨어 패키지 생성 기능 시연

전기 회로 조립 블록 main.html은 별도로 개발되었으며 크게 다르지 않습니다. 과정을 자세히 살펴보겠습니다.

  • 단계. 첫 번째 단계는 애플리케이션 모델을 쉽게 생성하고 미리 보고 공유할 수 있는 온라인 도구인 http://gomockingbird.com/을 사용하여 프로토타입을 생성하는 것이었습니다. 미래 창의 모습은 그림 20에 나와 있습니다.

그림 20 - "전기 회로 조립" 창의 프로토타입

창 왼쪽에 전기 요소가 있는 패널을 배치하고 상단 부분에 기본 버튼(열기, 저장, 지우기, 확인)을 배치하기로 결정했으며 나머지 부분은 전기 회로 조립을 위해 예약됩니다. 프로토타입을 디자인하기 위해 부트스트랩 베이스를 선택했습니다. 이는 디자인을 위한 보편적인 스타일과 비슷하며, 예는 여기 http://getbootstrap.com/getting-started/#examples에서 찾을 수 있습니다.

  • 단계. 다이어그램 템플릿으로 저는 그래프를 작성할 수 있는 가장 간단한 라이브러리 중 하나인 http://raphaeljs.com/을 선택했습니다(예: http://raphaeljs.com/graffle.html)(그림 21).

그림 21 - "전기 회로 조립" 창의 설계 및 다이어그램

전기 회로 구성을 위한 템플릿으로 그래프 구성을 위한 라이브러리가 사용되었으며 적합한 회로가 선택되었으며 이는 나중에 우리의 요구 사항에 맞게 수정 및 적용됩니다.

  • 단계. 다음으로 몇 가지 기본 요소를 추가했습니다.

그래프에서 기하학적 모양은 그림으로 대체되었습니다. 선택한 라이브러리를 사용하면 모든 이미지를 사용할 수 있습니다(그림 22).

그림 22 - "전기 회로 조립" 창의 설계 및 다이어그램

이 단계에서 전기 회로 요소의 그림이 생성되고 요소 자체 목록이 확장되었으며 이제 전기 회로 구성 창에서 전기 요소를 연결할 수 있습니다.

4단계. 동일한 부트스트랩을 기반으로 팝업 창 모델을 만들었습니다. 이는 사용자 확인이 필요한 모든 작업에 사용되어야 했습니다(예: http://getbootstrap.com/javascript/#modals). 그림 23.

그림 23 - 팝업 창

앞으로는 이 팝업창에 작업을 배치하여 사용자가 선택할 수 있도록 할 계획이었습니다.

  • 단계. 이전 단계에서 생성된 팝업 창에 학생에게 제공될 작업에 대한 여러 옵션 목록을 추가했습니다. 저는 중학교 교육과정(8~9학년)을 기준으로 과제를 선택하기로 했습니다.

작업에는 제목, 설명, 그림이 포함됩니다(그림 24).

그림 24 - 작업 옵션 선택

따라서 이 단계에서는 작업을 선택할 수 있는 팝업 창이 표시됩니다. 작업 중 하나를 클릭하면 해당 작업이 활성화(강조 표시)됩니다.

  • 단계. 작업에 다양한 전기 요소를 사용하기 때문에 더 많은 요소를 추가해야 했습니다. 추가한 후 요소 간 연결이 어떻게 작동하는지 테스트해 보겠습니다(그림 25).

그림 25 - 전기 회로 요소 추가

모든 요소는 회로 구성 창에 배치할 수 있고 물리적인 연결도 가능하므로 다음 단계로 넘어갑시다.

  • 단계. 작업을 확인할 때 어떻게든 사용자에게 결과를 알려야 합니다.

그림 26 - 도구 설명

체인 조립 작업을 수행할 때 발생하는 주요 오류 유형은 표 1에 나와 있습니다.

표 1 - 주요 오류 유형.

  • 단계. 작업을 완료하면 "확인" 버튼을 사용할 수 있게 되어 스캔이 시작됩니다. 이 단계에서는 성공적인 구현을 위해 다이어그램에 반드시 있어야 하는 요소와 연결에 대한 설명이 추가되었습니다(그림 27).

그림 27 - 전기 회로 점검

작업이 성공적으로 완료되면 확인 후 작업이 성공적으로 완료되었음을 알리는 대화 상자가 나타납니다.

9 단계. 이 단계에서는 병렬 연결을 통해 더 복잡한 회로를 조립할 수 있는 연결 지점을 추가하기로 결정했습니다(그림 28).

그림 28 - 연결 지점

"연결점" 요소가 성공적으로 추가된 후에는 이 요소를 사용하여 작업을 추가해야 했습니다.

  • 단계. 장치와 함께 전기 회로를 조립하는 작업을 시작하고 확인합니다(그림 29).

그림 29 - 실행 결과

2.4.6 생성된 소프트웨어 패키지 "Virtual Laboratory for Physics" 사용에 대한 지침

2.4.7 "개발자 정보" 섹션에 대한 설명

"개발자 정보" 섹션에는 작성자에 대한 기본 정보와 소프트웨어 패키지를 현대 교육 프로세스에 도입할 때 예상되는 결과가 포함되어 있습니다(그림 31).

그림 31 - 개발자 정보

이 섹션은 "Virtual Physics Laboratory" 소프트웨어 패키지 개발자에 대한 간략한 정보를 제공하기 위해 작성되었습니다.

이 섹션에는 작성자에 대한 가장 기본적인 정보가 포함되어 있으며 예상되는 개발 결과를 간략하게 설명하고 소프트웨어 패키지 승인 인증서를 첨부하며 디플로마 프로젝트 책임자도 표시합니다.

결론

제시된 작업에서는 현대 교육 시스템의 가상 도구 사용에 관한 과학 및 교육학 문헌에 대한 검토가 수행되었습니다. 이를 바탕으로 학습 과정에서 가상 실험실을 사용하는 것의 특별한 중요성이 확인되었습니다.

이 논문에서는 교육 과정에서의 ICT 활용, 교육 가상화 문제, 실제 조건에서 연구하기 어려운 과정과 현상 연구에서 가상 실험실 작업의 가능성을 검토합니다.

현대 소프트웨어 제품 시장이 다양한 프로그램(셸)을 제공한다는 사실을 고려하여 가상 실험실 작업을 어려움 없이 수행할 수 있는 소프트웨어 패키지를 만들 필요성에 대한 의문이 제기되었습니다. 컴퓨터의 도움으로 학생은 필요한 작업을 매우 쉽고 빠르게 완료하고 구현 진행 상황을 모니터링할 수 있습니다.

소프트웨어 패키지 구현을 시작하기 전에 가상 물리 실험실의 일반화된 구조가 개발되었으며 이는 그림 1에 나와 있습니다.

그 후, "물리학을 위한 가상 실험실" 소프트웨어 패키지 개발을 위한 도구 환경 선택이 수행되었습니다.

그림 5와 같이 소프트웨어 컴플렉스의 특정 구조가 개발되었습니다.

소프트웨어 패키지를 생성하는 데 사용할 수 있는 기성 요소의 데이터베이스가 분석되었습니다.

가상 물리학 실험실을 만들기 위해 선택한 도구는 HTML 페이지를 쉽고 간단하게 만들고 편집할 수 있는 FrontPages 환경입니다.

작업 과정에서 "물리학을 위한 가상 실험실" 소프트웨어 제품이 만들어졌습니다. 개발된 실험실은 교사가 교육 및 교수법 과정을 수행하는 데 도움이 될 것입니다. 또한 복잡한 실험실 작업을 크게 단순화하고, 수행되는 경험을 시각적으로 표현하고, 교육 과정의 효율성을 높이고, 학생들에게 동기를 부여할 수 있습니다.

소프트웨어 패키지에는 세 개의 가상 실험실이 생성되었습니다.

  1. 전기 회로.
  2. 기계적 현상.
  3. 열 현상.

각 작업에서 학생들은 자신의 개별 지식을 테스트할 수 있습니다.

학생들과 소프트웨어 패키지의 상호 작용을 보장하기 위해 가상 실험실 수행을 쉽고 빠르게 시작할 수 있도록 방법론적 권장 사항이 개발되었습니다.

소프트웨어 패키지 "물리학을 위한 가상 실험실"은 카테고리 I 교사 O.S.에 의해 학교 수업에서 테스트되었습니다. (승인 인증서가 첨부되어 있습니다.) 소프트웨어 패키지는 "교육에서의 정보 기술" 컨퍼런스에서도 발표되었습니다.

소프트웨어 제품을 테스트한 결과 소프트웨어 제품이 설정된 목표와 목적을 충족하고 안정적으로 작동하며 실제로 사용할 수 있는 것으로 나타났습니다.

따라서 가상 실험실 작업은 자연적인 연구 대상을 (완전히 또는 특정 단계에서) 대체하여 보장된 실험 결과를 얻고 연구 중인 현상의 주요 측면에 주의를 집중하며 시간을 단축할 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 실험의.

작업을 수행할 때 가상 모델은 실제 프로세스와 현상을 다소 단순화되고 도식적인 형태로 표시한다는 점을 기억할 필요가 있으므로 모델에서 실제로 강조되는 부분과 장면 뒤에 남겨진 부분을 알아내는 것이 작업의 형태. 이러한 유형의 작업은 완전히 컴퓨터 버전으로 수행될 수도 있고, 자연 물체 및 실험실 장비를 사용한 작업을 포함하는 더 광범위한 작업의 단계 중 하나로 이루어질 수도 있습니다.

사용된 문헌 목록

  1. Abdrakhmanova, A. Kh. 기술 대학의 일반 물리학 교육을 위한 정보 기술 / A. Kh. Abdrakhmanova - M 교육 기술 및 사회 2010. T. 13. No. 3. 293-310페이지.
  2. Bayens D. Microsoft FrontPage2000/D를 사용한 효과적인 작업. 바이엔스 - 상트페테르부르크: 피터, 2000. - 720초. - ISBN 5-272-00125-7.
  3. 크라실니코바, V.A. 교육에서 정보통신기술의 활용: 교과서 / V.A. Krasilnikova. [전자 자원], RUN 09K121752011. - 접속 주소 http://artlib.osu.ru/site/.
  4. 크라실니코바, V.A. 컴퓨터 교구 개발 기술 / V.A. Krasilnikov, Moodle 시스템의 "컴퓨터 교구 개발 기술" 강의 과정 - El.resource - http://moodle.osu.ru
  5. Krasilnikova, V.A. 컴퓨터 교육 기술의 형성 및 개발 / V.A. 크라실니코프, 논문. -M .: RAO IIO, 2002. - 168p. - ISBN 5-94162-016-0.
  6. 교육 시스템의 새로운 교육학 및 정보 기술: 교과서 / Ed. E.S. 폴란드. -M .: 아카데미, 2001. - 272p. - ISBN 5-7695-0811-6.
  7. 노보셀체바 O.N. 교육 과정에서 현대 멀티미디어를 사용할 가능성 / O.N. Novoseltseva // 러시아 및 해외의 교육 과학 및 교육. - 타간로그: GOU NPO PU, 2006. - 2호.
  8. Uvarov A.Yu. 새로운 정보 기술과 교육 개혁 / A.Yu. Uvarov // 컴퓨터 과학 및 교육. - M.: 1994. - 3번.
  9. Shutilov F.V. 교육 분야의 현대 컴퓨터 기술. 과학 연구 / F.V. Shutilov // 교사 2000. - 2000. - 3번.
  10. 야쿠시나 E.V. 새로운 정보환경과 쌍방향 학습 / E.V. Yakushina // Lyceum 및 체육관 교육. - 2000. - 2번.
  11. E.S. Polat 교육 시스템의 새로운 교육학 및 정보 기술, M., 2000
  12. S.V. Simonovich, 컴퓨터 과학: 기본 과정, 상트페테르부르크, 2001.
  13. 베즈루코바, V.S. 교육학. 투영 교육학: 산업 교육 대학과 공학 및 교육학 전문 학생을 위한 교과서 / V.S. Bezrukova - Ekaterinburg: 비즈니스 서적, 1999.
  14. 애니메이션의 물리학. [전자자원]. - URL: http://physics.nad.ru.
  15. 나노기술 장비 생산을 위한 러시아 회사 "NT-MDT"의 웹사이트. [전자자원]. - URL: http://www.ntmdt.ru/spm-principles.
  16. 열 및 기계적 현상의 플래시 모델. [전자자원]. - URL: http://www.virtulab.net.
  17. 야신스키, V.B. 전자 학습 자원 제작 경험 // "교육학에서 현대 정보 통신 기술의 사용" Karaganda, 2008. pp. 16-37.
  18. 아들, T.E. 물리학 실습 수업을 위한 멀티미디어 훈련 프로그램 // "교육 교육 시스템의 물리학". M.: /I.E. 물리학 실습을 위한 수면 멀티미디어 교육 프로그램입니다. VVIA의 이름을 따서 명명되었습니다. 교수 아니다. Zhukovsky, 2008. pp. 307-308.
  19. Nuzhdin, V.N., Kadamtseva, G.G., Panteleev, E.R., Tikhonov, A.I. 교육 품질 관리 전략 및 전술 - Ivanovo: 2003./ V.N. 카담체바, E.R. 판텔레예프, A.I. 티코노프. 교육의 질 관리 전략과 전술.
  20. Starodubtsev, V. A., Fedorov, A. F. 가상 실험실 작업 및 컴퓨터 워크샵의 혁신적인 역할 // 전 러시아 컨퍼런스 "EOIS-2003"./V.A. Starodubtsev, A.F. Fedorov, 가상 실험실 작업 및 컴퓨터 워크샵의 혁신적인 역할.
  21. Kopysov, S.P., Rychkov V.N. 병렬 분산 컴퓨팅을 위한 유한 요소법 계산 모델 구축을 위한 소프트웨어 환경 / S.P. 코피소프, V.N. Rychkov 정보 기술. - 2008. - 3호. - P. 75-82.
  22. Kartasheva, E. L., Bagdasarov, G. A. 가상 실험실의 3D 모델링 분야의 계산 실험 데이터 시각화 / E.L. 카르타셰바, G.A. Bagdasarov, 과학적 시각화. — 2010.
  23. Medinov, O. Dreamweaver / O. Medinov - 상트페테르부르크: Peter, 2009.
  24. Midhra, M. Dreamweaver MX/ M. Midhra - M.: AST, 2005. - 398c. - ISBN 5-17-028901-4.
  25. Bayens D. Microsoft FrontPage2000/D를 사용한 효과적인 작업. 바이엔스 상트페테르부르크: 피터, 2000. - 720초. - ISBN 5-272-00125-7.
  26. Matthews, M., Cronan D., Pulsen E. Microsoft Office: FrontPage2003 / M. Matthews, D. Cronan, E. Pulsen - M.: NT Press, 2006. - 288 p. - ISBN 5-477-00206-9.
  27. Plotkin, D. FrontPage2002 / D. Plotkin - M.: AST, 2006. - 558 p. - ISBN 5-17-027191-3.
  28. Morev, I. A. 교육 정보 기술. 2부. 교육학적 측정: 교과서. / I. A. Morev - 블라디보스토크: Dalnevost 출판사. 대학, 2004. - 174 페이지.
  29. 데민 I.S. 교육 및 연구 활동에 정보 기술을 사용 / I.S. Demin // 학교 기술. - 2001. 5호.
  30. Kodzhaspirova G.M. 기술 교육 자료 및 사용 방법. 교과서 / G.M. 코자스피로바, K.V. Petrov. -M .: 아카데미, 2001.
  31. Kupriyanov M. 새로운 교육 기술의 교훈적인 도구 / M. Kupriyanov // 러시아의 고등 교육. - 2001. - 3호.
  32. 학사 베렌펠트, K.L. Butyagina, ICT 도구를 사용한 차세대 혁신적인 교육 제품, 교육 문제, 3-2005.
  33. 주제 분야의 ICT. 파트 V. 물리학: 방법론적 권장사항: Ed. V.E. Fradkina. - 상트페테르부르크, 추가 전문 교육을 위한 주립 교육 기관 TsPKS 상트페테르부르크 “교육 및 정보 기술 품질 평가를 위한 지역 센터”, 2010년.
  34. V.I. Elkin "원래 물리학 수업 및 교육 방법" "학교에서의 물리학", No. 24/2001.
  35. Randall N., Jones D. Microsoft FrontPage 특별판 사용 / N. Randall, D. Jones - M.: Williams, 2002. - 848쪽. - ISBN 5-8459-0257-6.
  36. 탈리지나, N.F. 교육 심리학 : 교과서. 학생들을 위한 지원 평균 ped. 교과서 시설 / N.F. Talyzina - M.: 출판 센터 "Academy", 1998. - 288 p. - ISBN 5-7695-0183-9.
  37. Thorndike E. 심리학에 기초한 학습 원리 / E. Thorndike. - 2판. -M.: 1929.
  38. Windows/N용 Hester N. FrontPage2002. 헤스터 - M.: DMK Press, 2002. - 448쪽 - ISBN 5-94074-117-7.

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시각 물리학은 교사에게 가장 흥미롭고 효과적인 교육 방법을 찾을 수 있는 기회를 제공하여 수업을 더욱 흥미롭고 집중적으로 만듭니다.

시각물리학의 가장 큰 장점은 물리적 현상을 더 넓은 관점에서 보여주고 종합적으로 연구할 수 있는 능력입니다. 각 작업은 다양한 물리학 분야를 포함하여 많은 양의 교육 자료를 다루고 있습니다. 이는 학제간 연결을 통합하고 이론적 지식을 일반화하고 체계화할 수 있는 충분한 기회를 제공합니다.

새로운 자료를 설명하거나 특정 주제에 대한 연구를 완료할 때 물리학의 대화형 작업은 워크숍 형태로 수업에서 수행되어야 합니다. 또 다른 옵션은 학교 시간 외에 선택적인 개별 수업에서 작업을 수행하는 것입니다.

가상 물리학(또는 물리학 온라인)는 교육 시스템의 새롭고 독특한 방향입니다. 정보의 90%가 시신경을 통해 우리 뇌에 들어간다는 것은 비밀이 아닙니다. 그리고 사람이 직접 볼 때까지 특정 물리적 현상의 본질을 명확하게 이해할 수 없다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 따라서 학습 과정은 시각적 자료로 뒷받침되어야 합니다. 그리고 물리적 현상을 묘사하는 정적인 그림을 볼 수 있을 뿐만 아니라 움직이는 현상도 볼 수 있다는 것은 정말 멋진 일입니다. 이 자료를 통해 교사는 쉽고 편안하게 물리학의 기본 법칙의 작동을 명확하게 보여줄 수 있을 뿐만 아니라 일반 교육 커리큘럼의 대부분 섹션에서 물리학의 온라인 실험실 작업을 수행하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, pn 접합의 작동 원리를 어떻게 말로 설명할 수 있습니까? 이 과정을 애니메이션으로 보여줌으로써만 아이는 모든 것을 즉시 이해할 수 있습니다. 또는 유리가 실크에 닿을 때 전자 전달 과정을 명확하게 보여줄 수 있으며 그 후에 어린이는 이 현상의 본질에 대해 더 적은 질문을 갖게 될 것입니다. 또한 시각 자료는 물리학의 거의 모든 부분을 다룹니다. 예를 들어 메커니즘을 설명하고 싶나요? 뉴턴의 제2법칙, 물체가 충돌할 때 운동량 보존의 법칙, 중력과 탄성의 영향을 받아 원을 그리는 물체의 운동 등을 보여주는 애니메이션을 시청해 보세요. 광학 분야를 공부하고 싶다면 이보다 더 쉬울 수는 없습니다! 회절 격자를 이용한 빛의 파장 측정 실험, 연속 및 선 방출 스펙트럼 관찰, 빛의 간섭 및 회절 관찰 등 많은 실험이 명확하게 표시됩니다. 전기는 어떻습니까? 그리고 이 섹션에는 꽤 많은 시각 자료가 제공됩니다. 예를 들어 옴의 법칙을 연구하기 위한 실험완전한 회로, 혼합 도체 연결 연구, 전자기 유도 등을 위한 것입니다.

따라서 우리 모두에게 익숙한 "의무 과제"의 학습 과정이 게임으로 바뀔 것입니다. 아이가 물리적 현상의 애니메이션을 보는 것은 흥미롭고 재미있을 것이며, 이는 학습 과정을 단순화할 뿐만 아니라 속도도 높일 것입니다. 무엇보다도, 아이가 일반적인 형태의 교육에서 받을 수 있는 것보다 훨씬 더 많은 정보를 주는 것이 가능할 수도 있습니다. 또한 많은 애니메이션이 특정 애니메이션을 완전히 대체할 수 있습니다. 실험실 장비따라서 불행하게도 브라운 전위계조차 항상 사용할 수 없는 많은 시골 학교에 이상적입니다. 대도시의 일반 학교에도 없는 장치가 많다고 할 수 있습니다. 아마도 의무 교육 프로그램에 이러한 시각 보조 자료를 도입함으로써 학교를 졸업한 후 사람들이 물리학에 관심을 갖게 될 것이며, 그 사람들은 결국 젊은 과학자가 될 것이며 그들 중 일부는 위대한 발견을 할 수 있을 것입니다! 이렇게 하여 국내의 위대한 과학자들의 과학시대가 되살아나고 우리나라도 소련시대와 마찬가지로 시대를 앞서가는 독특한 기술을 다시 창조하게 될 것입니다. 따라서 이러한 자료를 최대한 대중화하여 교사뿐만 아니라 학생 자신에게도 알리는 것이 필요하다고 생각합니다. 많은 학생들이 공부에 관심을 가질 것이기 때문입니다. 물리적 현상학교 수업뿐만 아니라 집에서도 자유 시간을 보낼 수 있으며 이 사이트는 그들에게 그러한 기회를 제공합니다! 물리학 온라인흥미롭고 교육적이며 시각적이며 쉽게 접근할 수 있습니다!