Как тратить минимум сил на подготовку и
проведение уроков?
Как быстро и объективно проверять
знания учащихся?
Как сделать изучение нового материала
максимально понятным?
Как избавить себя от подбора заданий и
их проверки после уроков?
Как наладить дисциплину на своих
уроках?
Как получить возможность работать
творчески?
Просмотр содержимого документа
«Виртуальные имитационные лаборатории»
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ М. Е. ЕВСЕВЬЕВА»
Физико-математический факультет
Кафедра информатики и вычислительной техники
РЕФЕРАТ
Виртуальные имитационные лаборатории
Выполнила:
студентка группы МДИ-117
Пронина О. В
Реферат проверила:
кандидат физико-математических наук, доцент
Кормилицына Т. В
Саранск 2020
Содержание
Введение 3
1 Виртуальные имитационные лаборатории 5
2 Виртуальные лаборатории. Примеры 7
Заключение 10
Список использованных источников 11
Введение
В XXI веке, все большее внимание уделяется разработке и использованию в учебном процессе электронных образовательных ресурсов (ЭОР). Учителю предоставляется широкий спектр обучающих программ, электронных энциклопедий и справочников и т.п. При разработке ЭОРов уделяется особое внимание на мультимедиа, которое в значительной степени способствует повышению наглядности ресурсов и эффективности их использования в учебном процессе. ЭОРы с высокой степенью интерактивности, реализующие полноценный режим общения обучающегося с компьютером, способствуют развитию интереса ребенка к освоению нового материала и формированию познавательной и творческой активности.
Примером использования таких ресурсов в учебном процессе могут служить виртуальные лаборатории, позволяющие моделировать объекты и процессы окружающего мира, а также организовывать компьютерный доступ к реальному лабораторному оборудованию. Для того, что бы проводить аналогию между виртуальными лабораториями, нужно понять, что это такое, это и будет являться целью реферата.
Виртуальная лаборатория представляет собой программно-аппаратный комплекс, позволяющий проводить опыты без непосредственного контакта с реальной установкой или при полном отсутствии таковой. В первом случае мы имеем дело с так называемой лабораторной установкой с удаленным доступом, в состав которой входит реальная лаборатория, программно-аппаратное обеспечение для управления установкой и оцифровки полученных данных, а также средства коммуникации. Во втором случае все процессы моделируются при помощи компьютера» (по определению В.В. Трухина).
Итак, виртуальные лаборатории понимаются как два типа программно-аппаратных комплексов:
1)Лабораторная установка с удаленным доступом – назовем такие комплексы дистанционные лаборатории
2)Программное обеспечение, позволяющее моделировать лабораторные опыты – виртуальные лаборатории (в узком смысле)
1 Виртуальные имитационные лаборатории
Виртуальные лабораторные работы представляют собой обучающие системы, моделирующие поведение объектов реального мира в компьютерной образовательной среде. Теоретические сведения, условия задач, контрольные вопросы и прочее имеют графический интерфейс с удобной навигацией. Иллюстрации гораздо качественнее, чем в обычной книге. Специальная система виртуальных переключателей, окон для задания параметров эксперимента и манипуляции мышью позволяют студенту оперативно менять условия эксперимента и производить расчеты или строить графики.
Для того, чтобы перейти к основным видам виртуальных лабораторий, выделим их основные преимущества:
Во - первых отсутствует необходимость в дорогостоящем оборудовании и покупки реактивов, т.к во многих лабораториях из - за недостаточного финансирования установлены старые оборудования, которые могут искажать результаты опытов, и могут служить источником опасного обучения школьников. Но компьютерное оборудование стоит недешево, однако универсальность компьютерной техники могут компенсировать этот недостаток.
Во – вторых возможность моделирования процессов, протекание которых невозможно в лабораторных условиях. Но зато моделирование процессов, возможно, визуализировать наглядно на экране компьютера. Сегодня компьютерные технологии позволяют пронаблюдать все виртуальные процессы, не использую дополнительную технику.
В – третьих возможность наблюдения происходящего в другом масштабе времени, это очень актуально для тех процессов, которые протекают за доли секунды.
В - четвертых, главным преимуществом является безопасность. Это немаловажный факт, который позволяет избежать несчастных случаев, например, если работа идет с высоким напряжением или активными химическими веществами.
В - пятых, в связи с тем, что управлением виртуального процесса занимается компьютер, появляется возможность быстрого проведения серии опытов с различными значениями входных параметров, что часто необходимо для определения зависимостей выходных параметров от входных.
В - шестых, сильная экономия время и возможность вывода результата в электронном виде. Определенные эксперименты требуют последующей обработки больших значений, которые выполняются на компьютере после проведении серии экспериментов. В виртуальной лаборатории, в отличие от обычной, где слабым местом является ввод полученной информации в компьютер, отсутствует этот шаг, так как данные могут заноситься в электронную таблицу результатов непосредственно при выполнении опытов экспериментатором или автоматически. Таким образом, экономится время и значительно уменьшается процент возможных ошибок.
В – седьмых, виртуальную лабораторию можно использовать при дистанционном обучении.
2 Виртуальные лаборатории. Примеры
Виртуальные лаборатории Vi rtuLab
VirtualLab – проект по разработке виртуальных лабораторных работ для учащихся по физике, химии, биологии, экологии. Виртуальные лабораторные работы реализованы при помощи технологии Flash. Отличаются узкой специализацией, в большинстве случаев линейностью опыта (вся последовательность действий и результаты опыта заданы заранее). Продукты VirtualLab имеют познавательную ценность и решают задачу проведения лабораторных работ при отсутствии необходимого оборудования.
Сайт проекта VirtuLab: http://www.virtulab.net/
LabVIEW
LabVIEW среда графического программирования, которую используют технические специалисты, инженеры, преподаватели и ученые по всему миру для быстрого создания комплексных приложений в задачах измерения, тестирования, управления, автоматизации научного эксперимента и образования. В основе LabVIEW лежит концепция графического программирования - функциональных блоков на блок-диаграмме.
Algodoo
Algodoo – программа предназначенная для физических 2D симуляций. Имеет очень богатый инструментарий для создания различных объектов, механизмов и систем с целью моделирования их физического взаимодействия и свойств. Например, можно создать модель работающих часов, модель планетохода или пневматической винтовки.
Программа способна симулировать не только механические процессы, но и оптические, а возможность программирования при помощи скриптового языка Thyme позволяет создавать объекты с оригинальными физическими свойствами, различные функции, эффекты и явления. Также имеется возможность загружать рисунки: рисунок становится объектом симуляции и ему можно задать любые физические свойства. Программа бесплатна.
Официальный сайт: http://www.algodoo.com/
PhET
PhET – проект разработанный Университетом Колорадо. Проект включает большое множество виртуальных лабораторий, демонстрирующих различные явлений в области физики, биологии, химии, математики, наук о Земле. Опыты имеют высокую познавательную ценность и при этом очень увлекательны.
Wolfram Demonstrations Project.
Wolfram Demonstrations Project – наглядная демонстрация концепций современной науки и техники. Wolfram претендует на роль единой платформы, позволяющей создать объединенный каталог онлайновых интерактивных лабораторий. Это, по мнению его разработчиков, позволит пользователям избежать проблем, связанных с применением разнородных обучающих ресурсов и платформ разработки. Для просмотра демонстраций понадобится скачать и установить специальный Wolfram CDF Player
Wolfram Demonstrations Project обладает внушительным каталогом - примерно 8900 интерактивных демонстраций. Каталог проекта состоит из 11 основных разделов, относящихся к различным отраслям знания и человеческой деятельности. Здесь есть крупные физические, химические и математические разделы, а также посвященные технике, инженерному делу, социальным наукам.
The ChemCollective
Проект The ChemCollective, посвящен изучению химии. Отличительной особенностью этой лаборатории является то, что отсутствуют какие-либо задания, пользователю предоставлена свобода действий.
Виртуальные лаборатории teachmen.ru
Проект teachmen.ru разработан специалистами Челябинского государственного университета и полностью посвящен физике. Помимо собственно лабораторных работ, здесь можно также найти лекции с наглядными интерактивными элементами.
Late Nite Labs
Это серия платных виртуальных лабораторий по химии, биологии и микробиологии. Виртуальная лаборатории оформлены в виде 3D мира.
Адрес: Latenitelabs.com
Заключение
Мы рассмотрели виды виртуальных лабораторий: «виртуальные лабораторные работы представляют собой обучающие системы, моделирующие поведение объектов реального мира в компьютерной образовательной среде», рассмотрели виды этих лабораторий, выяснили основные преимущества виртуально имитационных лабораторий, цели поставленные вначале реферата были достигнуты.
Список использованных источников
Князева Е.М. Лабораторные работы нового поколения// Фундаментальные исследования. – 2012 – № 6–3. – С. 587-590.
Троицкий Д. И. Виртуальные лабораторные работы в инженерном образовании // Открытая всероссийская конференция «Преподавание информационных технологий в России-2007» // Электронный ресурс: www.it-education.ru/2007/reports/Troickiy.htm.
Трухин А.В. Об использовании виртуальных лабораторий в образовании //Открытое и дистанционное образование. – 2002 – № 4 (8)
