В начало   Дистрибутивы  Публикации  Лабораторные работы  Слайды  Награды 
  Лабораторный практикум в Интернет

 

Виртуальный лабораторный практикум по физике для дистанционного обучения с использованием Интернет

Измайлов А.С., Тарасов И.А., Терещенко А.С.

Рассматривается реализация виртуального лабораторного практикума по курсу физики для использования в процессе дистанционного обучения с использованием глобальной сети Интернет. Практикум разработан на основе Java – технологии.

Лабораторный практикум представляет собой набор программ (java-апплеты) и гипертекстов в формате HTML. Теоретические сведения, условия задач, контрольные вопросы, в общем, все то, что содержится в книжке, здесь выполнено в виде гипертекста с удобной навигацией по ним. Иллюстрации выполнены гораздо качественнее, чем в обычной книге. В электронном виде нет проблем сделать картинку больших размеров и с любым количеством цветом, в то время как в бумажном варианте такой возможности нет. Есть только один недостаток - не все могут воспринимать информацию с экрана монитора. Однако, как нам кажется, все зависит от количества и типа информации. Например, воспринимать математику, содержащую массу трехэтажных формул, с экрана монитора достаточно сложно, а хорошо иллюстрированный, структурированный и интерактивный материал лучше воспринимается и усваивается с экрана. Реализация виртуального лабораторного практикума позволяет любому студенту через Интернет прочитать все, что надо не выходя из дома. Благодаря гипертексту навигация значительно удобнее, нежели при чтении бумажного варианта. При чтении учебного материала доступны все справочники, таблицы и прочие сопутствующие вещи. Теперь, что касается, непосредственно практикума. Для большей наглядности и восприимчивости в гипертексты встроены интерактивные программы. При работе с ними можно покрутить ручки экспериментальной установки и увидеть как реагируют другие приборы. Конечно, паяльник в руках так держать вряд ли научишься, но осциллограф представлять будешь лучше себе, чем по описанию в книжке. Тут надо правильно понимать - лабораторный практикум в Интернет не является альтернативой занятиям в лаборатории. Это скорее просто другой вариант распространения книг и необходимость иметь лекции преподавателей. Также надо отметить возможность сделать те опыты, которые невозможно сделать в учебной лаборатории. Например, по распаду атомного ядра.

Перед нами была поставлена задача, максимально приблизить происходящее на экране монитора к тому, что можно увидеть в лаборатории. Поэтому наши апплеты являются не просто демонстрациями, а отображениями физических явлений, которые мы можем наблюдать в реальной жизни. То есть в каждом апплете используются реальные расчетные формулы, которые отображают поведение тел при данных условиях. Конечно, формулы являются идеализированными, поскольку в реальной жизни, проведению эксперимента всегда мешают какие-либо условия (трение, сопротивление воздуха и т.д.), которые отклоняют результаты экспериментов от расчетных, и из-за которых результаты эксперимента отличаются друг от друга. В связи с этим нам пришлось реализовывать в апплетах приближение к реальному эксперименту за счет добавления погрешности к результату. Например, в работе по нахождению физических параметров тела (длина, ширина, высота, диаметр) использовалось гауссово распределение ошибок, а в работах, связанных с измерением времени мы предоставили пользователю возможность самому запускать и останавливать секундомер, поскольку достаточно сложно получить одинаковое значение времен в двух экспериментах, делая это вручную.

Мы разработали цикл виртуальных лабораторных работ по физике за первый семестр. Всего было сделано семь лабораторных работ по механике и одна по молекулярной физике. Первая посвящена общим вопросам проведения лабораторных работ, подробно разобрано получение результатов и оценка погрешностей. Лабораторная работа “гироскоп” работает в трехмерном пространстве. Для Интернета это новшество. Анимация в Интернет есть, но она, как правило, не является интерактивной и обычно выполнена в виде gif-файла. У такого рода апплетов, на мой взгляд, большие перспективы. Эту технологию можно использовать при разработке дизайна сайтов. В лабораторной работе по вязкости жидкости использован эффект прозрачности. В общем, OpenGL предоставляет неограниченные возможности для творчества.

Лабораторный практикум был опробован на студентах первого курса факультета прикладной математики. Впечатления у студентов неоднозначные, однако они довольны тем, что остается больше времени на защиту лабораторных работ и тем, что их можно делать дома. Литература
  • Программирование в Web для профессионалов - Крис Джамса, Сулейман Лалани и Стив Уикли - ООО “Попурри” - 1997 г.
  • Программирование на Microsoft Visual Java ++ - Стивен Р. Дэвис - “Русская редакция” - 1997 г.
  • Секреты программирования для Internet на Java - Майкл Томас, Пратик Пател, Алан Хадсон, Дональд Болл (мл.) - Издательство “Питер” - 1997 г.
  • “OpenGL для начинающих” - Игорь Тарасов - Издательство “ ITSoft ” при непосредственном участии МГИЭМ - 1999 г.
  • “Официальное руководство по языку гипертекстовой разметки HTML версии 4.0” - World Wide Web Consortium (W3C ) – 1999 г.
  • “Официальное руководство по языку форматирования CSS версии 2” - World Wide Web Consortium (W3C ) – 1999 г.
 
[an error occurred while processing this directive]
© 1999-2000 ITSoft. Оформление Игорь Тарасов и Александр Терещенко.