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 Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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