virtulab.net Статьи Образование Описание виртуального лабораторного практикума

Виртуальная лаборатория ВиртуЛаб

Меняя параметры, пользователь видит изменения в 3D среде как результат своих действий.

Описание виртуального лабораторного практикума

Виртуальный лабораторный практикум представляет собой интерактивный программный модуль, призванный реализовать переход от информационно-иллюстративной функции цифровых источников к функции инструментально-деятельностной и поисковой, как способствующей развитию критического мышления, выработке навыков и умений практического использования получаемой информации. Примеры виртуальных лабораторных работ и практикумов есть как на дисках некоторых фирм-разработчиков образовательного ПО, так и в сети Интернет.

Их можно классифицировать по ряду признаков: среда разработки; реалистичность виртуальных лабораторий; способ взаимодействия с моделью (характер интерактивности); очевидность математической (физической, другой) основы моделирования объекта или явления; наличие автоматической проверки полученных результатов и др. В основу классификации лабораторных работ в системе отношений «учитель - виртуальная лаборатория - ученик» рационально положить характер модели (терминология позаимствована из химического анализа), который во многом определяет подходы к использованию:

  • Качественная – явление или опыт, обычно сложные или невыполнимые в условиях учебного заведения, воспроизводится на экране при управлении пользователем.
  • Полуколичественная – в виртуальной лаборатории моделируется опыт, и реалистичное изменение отдельных характеристик (например, положение ползунка реостата в электрической цепи) вызывает изменения в работе установки, схемы, устройства.
  • Количественная (параметрическая) – в модели численно заданные параметры изменяют зависящие от них характеристики или моделируют явления.

В рамках проекта планируется создание работ всех трех типов, но основной упор будет сделан на реалистичные полуколичественные лабораторные работы, обеспечивающие высокую педагогическую эффективность их применения. Существенной особенностью предлагаемого подхода является возможность отрабатывать навыки экспериментальной работы в реалистичных полуколичественных моделях. Кроме того, в них реализована вариабельность проведения опытов и получаемых значений, что увеличивает эффективность использования практикума при сетевой работе в компьютерном классе.

Отличительной особенностью планируемой разработки является высокая реалистичность экспериментов в виртуальных лабораториях, точность воспроизведения физических законов мира и сущности опытов и явлений, а также уникально высокая интерактивность. В отличие от реализованных виртуальных лабораторных работ, в которых отрабатываются не те умения и навыки, что в реальных работах, при создании реалистичных полуколичественных моделей будет сделан упор на формирование навыков экспериментальной работы, что актуально и целесообразно. Кроме того, в таких работах будет реализована высокая вариабельность проведения опытов и получаемых значений, что увеличит эффективность использования лабораторного практикума при сетевой работе в компьютерном классе.

Исследование полуколичественной модели (с неявной математической основой) представляет собой нетривиальную задачу, в которую вовлекаются разнообразные умения: планировать эксперимент, выдвигать или выбирать наиболее разумные гипотезы о связи явлений, свойств, параметров, делать выводы на основе экспериментальных данных,  формулировать задачи. Особенно важным и целесообразным является умение указывать границы (область, условия) применимости научных моделей, включая изучение того, какие аспекты реального явления компьютерная модель воспроизводит удачно, а какие оказываются за гранью моделируемого.