Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Другое / Другие методич. материалы / Использование виртуальных лабораторных работ как средство повышения эффективности обучения

Использование виртуальных лабораторных работ как средство повышения эффективности обучения

  • Другое

Поделитесь материалом с коллегами:

Использование виртуальных лабораторных работ как средство повышения эффективности обучения


Лабораторный практикум является обязательным компонентом обучения многих дисциплин, принимаемых в обучении. В связи с динамическим изменением элементной базы электроники, измерительной аппаратуры, все компоненты должны своевременно обновляться и совершенствоваться. Дело это трудоемкое и достаточно дорогое, особенно в сегодняшних условиях.

При всех несомненных достоинствах существующего практикума имеется довольно много замечаний, которые в силу объективных и субъективных трудностей практической реализации не решены на сегодня:

1) Дорогая технологическая оснастка для реальной работы.

2) Современная аппаратура сложна, требует высокой квалификации исследователя и мало приспособлена для студенческого практикума.

3) Целый ряд исследований невозможно выполнить из-за уникальности необходимой аппаратуры.

Перечисленные замечания, конечно, не полностью описывают проблему. Поэтому поиск альтернативных методических направлений обучения является актуальным.

Одно из таких направлений - использование в лабораторном практикуме компьютерного моделирования или так называемые виртуальные лаборатории. Виртуальная лаборатория представляет собой программно-аппаратный комплекс, позволяющий проводить опыты без непосредственного контакта с реальной установкой или при полном отсутствии таковой.

Основными преимуществами виртуальных лабораторий являются:

  1. Отсутствие необходимости приобретения дорогостоящего оборудования и реактивов. Из-за недостаточного финансирования во многих лабораториях установлено старое оборудование, которое может искажать результаты опытов и служить потенциальным источником опасности для обучающихся. Кроме того, в таких областях как, например, химия, кроме оборудования требуются также расходные материалы (реактивы), стоимость которых достаточно высока. Разумеется, компьютерное оборудование и программное обеспечение также стоит недешево, однако универсальность компьютерной техники и ее широкая распространенность компенсируют этот недостаток.

  2. Возможность моделирования процессов, протекание которых принципиально невозможно в лабораторных условиях. Современные компьютерные технологии позволят пронаблюдать процессы, трудноразличимые в реальных условиях без применения дополнительной техники, например, из-за малых размеров наблюдаемых частиц, наблюдения происходящего в другом масштабе времени, что актуально для процессов, протекающих за доли секунды или, напротив, длящихся в течение нескольких лет.

  3. Безопасность. Безопасность является немаловажным плюсом использования виртуальных лабораторий в случаях, где идет работа, например, с высокими напряжениями или химическими веществами.

  4. Экономия времени и ресурсов для ввода результатов в электронный формат. Некоторые работы требуют последующей обработки достаточно больших массивов полученных цифровых данных, которые выполняются на компьютере после проведения серии экспериментов. В виртуальной лаборатории этот шаг отсутствует, так как данные могут заноситься в электронную таблицу результатов непосредственно при выполнении опытов экспериментатором или автоматически. Таким образом, экономится время и значительно уменьшается процент возможных ошибок.

  5. И, наконец, отдельное и важное преимущество заключается в возможности использования виртуальной лаборатории в дистанционном обучении, когда в принципе отсутствует возможность работы в лабораториях техникума.

Существует огромное количество различных виртуальных лабораторий: STAR, VirtualLab, ChemLab, LabVIEW и другие.

Оптимальная программа для создания виртуальных лабораторных работ LabVIEW. Мощная среда графического программирования этой технологии позволяет реализовать требуемые модели объектов исследования, а также использовать широчайший ряд аппаратного обеспечения (причем различных производителей) и набор средств, идеально подходящий для создания серьезных лабораторных комплексов при изучения различных дисциплин.

Использование виртуальных лабораторных работ в процессе обучения является важным новшеством. Сравнение виртуального лабораторного практикума с традиционным оборудованием - лабораторными стендами следующее:

  • один компьютер способен заменить несколько стендов с разной тематикой работ;

  • качество обучения также повысится за счёт большей, чем у стендов, наглядности, за счёт того, что перестанут выходить из строя исследуемые и вспомогательные компоненты, и за счет приобретения студентами дополнительных навыков работы на компьютере.

Пример использования. Тема Л/Р: Свободны колебания системы с двумя степенями свободы

Цель виртуальной лабораторной работы:

Теоретически и экспериментально определить параметры колеблющейся системы с двумя степенями свободы;

Теоретически и экспериментально изучить влияние начальных условий на результирующее движение колеблющейся системы.


ИСПЫТАНИЕ ОБРАЗЦОВ НА СЖАТИЕ


Повышение качества обучения при использовании имитаторов складывается из наличия следующего комплекса факторов:

  • Проведение большего количества работ за тоже время;

  • Обеспечение индивидуальной работы студентов;

  • Возможность визуального наблюдения внутренней структуры изучаемого оборудования, микро- и макрообъектов и процессов, быстрых или медленных технологических и природных процессов или явлений;

  • Возможность изменения конфигурации оборудования и параметров среды;

  • Оценка возможных последствий альтернативных условий и направлений деятельности;

  • Интерес к ВЛР, отсутствие опасности, наличие возможности «экспериментировать»;

  • Возможность использования ВЛР при самостоятельной работе студентов;

  • Возможность объективного контроля качества обучения.



Выберите курс повышения квалификации со скидкой 50%:

Краткое описание документа:

Лабораторный практикум является обязательным компонентом обучения многих дисциплин, принимаемых в обучении. В связи с динамическим изменением элементной базы электроники, измерительной аппаратуры, все компоненты должны своевременно обновляться и совершенствоваться. Дело это трудоемкое и достаточно дорогое, особенно в сегодняшних условиях.

При всех несомненных достоинствах существующего практикума имеется довольно много замечаний, которые в силу объективных и субъективных трудностей практической реализации не решены на сегодня:

1) Дорогая технологическая оснастка для реальной работы.

2) Современная аппаратура сложна, требует высокой квалификации исследователя и мало приспособлена для студенческого практикума.

 

3) Целый ряд исследований невозможно выполнить из-за уникальности необходимой аппаратуры.

Автор
Дата добавления 10.06.2015
Раздел Другое
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров620
Номер материала 561478
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх