ВІРТУАЛЬНІ ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ ПО МЕХАНІЦІ
Бірюков Сергій Володимирович, Гуськов Дмитро Миколайович
Московський педагогічний державний університет (МПГУ)
Обговорюються можливості застосування вітчизняної безкоштовної системи чисельного рішення систем алгебро-диференціальних рівнянь і тривимірного моделювання Model Vision Free при створенні віртуальних лабораторних робіт по курсу фізики. Наведені приклади віртуальних лабораторних робіт з механіки, використовуваних при дистанційному навчанні курсу загальної фізики.
обговорити на форумі 
задати питання автору
При дистанційному навчанні курсу фізики співвідношення між лабораторними роботами, які виконуються з реальним обладнанням і віртуальними лабораторними роботами з моделями реального обладнання на комп'ютері різко зміщується в бік останніх. При створенні віртуальних лабораторних робіт потрібні пакети, які дозволили б забезпечити максимальну наочність, точність відповідності моделі реальної установці з урахуванням систематичних і випадкових похибок, а також процесів тієї ж або іншої фізичної природи не підлягають дослідженню в лабораторній роботі. Забезпечення останнього вимоги дозволяє використовувати одну віртуальну установку для проведення декількох лабораторних робіт. Це істотно полегшує роботу учня так як економить час на вивчення установки, і що дуже важливо, створює «ефект впізнавання» вже вивченого обладнання. Крім того, складна віртуальна модель дозволяє викладачеві ставити додаткові питання відповідно до рівня знань учня, а допитливий учень має можливість провести на представленої установці додаткові непередбачені завданням дослідження.
Реалізація віртуальної установки може бути як у вигляді аплета, так і у вигляді вихідного або виконуваного коду. На наш погляд для створення віртуальних лабораторних робіт з механіки добре підходить вітчизняна безкоштовна програма моделювання Model Vision Free ( www.softline.ru ). Вона дозволяє вирішувати системи алгебро-диференціальних рівнянь з розривами і створювати тривимірні аніміруемие моделі. У цій системі нами створено ряд лабораторних робіт з розділу механіка курсу загальної фізики ( www.openedu.ministry.ru ). Віртуальні лабораторні установки (<100 Кб кожна) можуть функціонувати як на самій MVF, яку учень повинен завантажити (~ 10 Мб) і встановити на своєму ПК, так і у вигляді відкомпільованого виконуваного модуля розміром близько 1 Мб. По розділах кінематика і динаміка точки створені такі віртуальні лабораторні роботи, описані в [1]: «Найпростіші вимірювання і їх обробка», «Вивчення прямолінійного руху за допомогою машини Атвуда», «Вимірювання швидкості руху кулі», «Складання гармонійних коливань». Кожна лабораторна робота має: теоретичне введення, опис лабораторної установки, виконуваний файл лабораторної установки, опис експериментальних завдань і контрольні запитання та вправи. Лабораторна робота по темі коливання «Вивчення вільних коливань фізичного маятника» створена в двох варіантах: в MVF і у вигляді аплета. Робота з експериментальною установкою полягає в: виборі початкових установок відповідними моторної регуляторами, включення / вимикання ряду віртуальних приладів, управлінні ходом часу (зупинити / продовжити), зняття показань з приладів і виключенні установки після закінчення вимірювань. Обробка результатів експерименту може проводиться в таких доступних учню додатках як науковий калькулятор, Maxima, Аналітик, Derive, MathCad і ін.
література:
- Лабораторний практикум з загальної та експериментальної фізики: Уч.пос. для студ. вищ. пед. уч. закладів / Александров В.М., Бірюков С.В., Васильєва І.А. ін. Під ред. Гершензона Е.М. і Мансурова Н.А. - М. «Академія», 2004. - 464 с.
