В Пермском Политехе создадут виртуальную физическую лабораторию
Проведение лабораторных работ способствует развитию навыков взаимодействия с различным оборудованием, сбору и анализу данных, а также умению проводить эксперименты и делать умозаключения. В процессе выполнения таких работ ученики наблюдают проявления физических законов на практике, вникают в суть изучаемых явлений и их влияния на реальный мир. Но далеко не все школы оснащены необходимыми оборудованием и помещениями для проведения экспериментов по физике и химии. Ученые ПНИПУ создают виртуальную лабораторию, которая позволит решить эту проблему. С помощью разработки станет возможным проводить физические эксперименты на компьютере или смартфоне без затрат на дополнительные человеческие и финансовые ресурсы.
Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Дороговизна закупки и последующее обновление оборудования каждые несколько лет не позволяют учебным заведениям эффективно снабжать обучающихся необходимым инвентарем.
Ученые ПНИПУ для решения этих проблем предлагают программное обеспечение для персонального компьютера, которое представляет из себя симулятор проведения физических опытов в трехмерном пространстве. Симулятор позволяет проводить эксперименты в виртуальной реальности, тем самым расширяет возможности для обучения без дополнительных затрат на оборудование.
В то время как конкуренты используют двухмерное пространство, лишая эксперименты наглядности, подход политехников переносит учеников в 3D. В такой среде опыты станут реалистичными и обеспечат глубокий уровень погружения. Еще одно преимущество разработки – кроссплатформенность. С помощью движка Unity становится возможным перенести проект, например, с компьютера с Windows на мобильный телефон с Android. Приложение можно будет запускать без выхода в интернет.
На текущем этапе приложение запущено в тестовом режиме на русском языке: разработана компьютерная лаборатория, по которой можно «походить», также реализована установка – математический маятник. Ученик сможет собрать маятник, указать его длину, измерить период колебаний и проводить расчеты. Следующим этапом политехники планируют сделать работу по геометрической оптике на преломление луча при прохождении через линзы. По словам разработчиков, количество лабораторных работ в приложении будет постоянно увеличиваться.
«Помимо экспериментальных установок мы также планируем сделать две доски: на одной из них будут выведены основные формулы и задачи, которые требуют выполнения пользователем, а на второй – место для введения своих результатов и изложения выводов по лабораторной работе. Далее программа автоматически должна считывать написанное учеником, проверять и подводить итог: сдана работа или нет», – поделился руководитель проекта, магистрант кафедры «Математическое моделирование систем и процессов» ПНИПУ Павел Гладких.
«Для учеников Политехнической школы виртуальная лаборатория станет отличным помощником: приложение всегда под рукой, есть возможность повторять эксперименты и вникать в сущность явлений. Учащиеся смогут скачивать приложение, самостоятельно выбирать и проводить эксперименты в 3D пространстве, получать подробный разбор и анализ результатов с подведением итогов выполнения», – дополнила кандидат физико-математических наук, директор Политехнической школы ПНИПУ Татьяна Останина.
Разработка ученых Пермского Политеха позволит тратить минимум ресурсов на выполнение лабораторных работ и станет удобным тренажером для учащихся школ и вузов.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Ученые МИЭМ ВШЭ предложили математическую модель, которая позволяет понять, как взаимодействие между сообществами влияет на их устойчивость. Работа основана на классической теории эволюционных игр и демонстрирует неожиданный эффект: даже небольшое информационное воздействие одного сообщества на другое может привести к тому, что одно из них сохранит внешнюю стабильность, а в другом начнутся хаотические изменения на уровне отдельных участников.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно