Преподавание физики, химии, биологии без практики имеет мало смысла. Сухое теоретическое знание не сделает из человека высококвалифицированного специалиста. В XIX-м веке одержимые профессией ученые тратили значительные суммы на оснащение лабораторий и проведение экспериментов. В XX-м веке появилось массовое производство настольных наборов для обучения в школах, ВУЗах. В комплектацию пакета для химии входили реактивы для смешивания в соответствии с заданным алгоритмом с целью получения нужного состава. Эксперимент продемонстрирует действие законов природы на практике, наглядно представит теорию.
Оснащение школ и ВУЗов осуществляется централизованно государством и зачастую недостаточно. Полноценное укомплектование научной лаборатории требует значительно больше финансовых средств. Для передовых ВУЗов издержки оправданы, в отличие от затрат на рядовые учебные заведения. Уровень развития компьютерной техники сделал возможным моделирование процессов на микро и макроуровнях. Появилась идея создания виртуальных наборов для проведения экспериментов. Сфера применения: от средних и высших образовательных учреждений до крупных лабораторий.
Положительные стороны виртуальных экспериментов:
- отсутствие физического износа оборудования;
- нет потребности в постоянной покупке расходных материалов.
Разработанный программный комплекс модульный и рассчитан на использование в разных областях науки. Выполнена задача моделирования законов природы в виде тестов и лабораторных опытов, применяющихся для обучения и научных исследований. Визуализация эксперимента осуществляется через разработанный интерфейс с компонентами, находящимися как в ядре системы, так и в дополнительных модулях. Для описания процессов управления и взаимодействия между вычислительным ядром, визуальными компонентами и сценарием теста используется метаязык. Реализована среда, позволяющая разработку персональных опытов и рассчитанная на рядового пользователя без знаний в области программирования. Возможность добавления собственных методических пояснений для учащихся.
Среда подготовки опыта подразумевает редактор для моделирования сцен исследования. По окончанию работы эксперимент сохраняется в виде файла для добавления в исполнительную среду. Для каждого курса можно компоновать набор обучающих опытов.
Результаты работы ученика фиксируются и просматриваются преподавателем. Прилагается подробная документация для разъяснения алгоритма создания собственных модулей.
Установив программу, учащиеся и преподаватели могут:
- ставить эксперименты, недоступные по финансовым причинам;
- осуществлять опыты в лаборатории и дома;
- безопасно проводить эксперименты;
- повысить уровень подготовки за счет количества опытов;
- расширить ассортимент испытаний;
- подобрать эксперименты для курса обучения.
Для образовательных заведений и лабораторий использование приложения дает:
- экономию средств на покупку материалов и оборудования;
- увеличение ассортимента опытов;
- своевременное и экономное обновление методологического материала;
- повышение качества образования выпускников и специалистов.
2002–2024