CC BY
10
Scientific journal ISSN 2413-158X (online)
PHYSICAL AND MATHEMATICAL EDUCATION ISSN 2413 1571 (Print)
Has been issued since 2013.
Науковий журнал
Ф1ЗИКО-МАТЕМАТИЧНА ОСВ1ТА
Видаеться з 2013.
https://fmo-journal.org/
Кудш А.П. Органiзацiя самостшно! роботи cmydeHmie на 6a3i симуля^йного лабораторного практикуму з основ цифровоI електронки. Ф'вико-математична осв'та. 2021. Випуск 4(30). С. 61-67.
Kudin A. Organization of the independent work of students with help of a simulation laboratory workshop on the basics of digital electronics. Physical and Mathematical Education. 2021. Issue 4(30). Р. 61-67.
DOI 10.31110/2413-1571-2021-030-4-009 УДК 378.146
А.П. Кудш
Нацональний педагогiчний унверситет iменi М.П. Драгоманова, Украша
kudin @npu. edu.ua ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6907-644X
ОРГАН1ЗАЦ1Я САМОСПЙНОТ РОБОТИ СТУДЕНТ1В НА БАЗ! СИМУЛЯЦ1ЙНОГО ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМУ З ОСНОВ ЦИФРОВОТ ЕЛЕКТРОН1КИ
АНОТАЦЯ
Формулювання проблеми. «Ф'зика (eu6paHi роздли)» е нормативною дисциплiною навчальних планiв спец'юльностей 121,122 i 126 галузi знань «lнформацiйнi технологи» i вивчае фiзичнi основи роботи пристрою цифровоiелектронки в комп'ютерi. Використання iнформацiйних технологй в органiзацi'i'i забезпеченн самостюно!роботи студент'в призвели до появи у ЗВО такого рiзновиду лабораторного практикуму як симуляцюний. Анал'в снуючих в iнтернетi симуляцйних лабораторних практикумв показав, що вони не в'дпов'дають змсту вказано'(вище дисциплiни.
Метою досл/'дження е розробка в'ртуального симуляцйного лабораторного практикуму «Основи цифровоi' електронки» i органiзацiя самостйно/ роботи студент 'т спец 'юльностей 121, 122 i 126 на його основi.
Методи та iнструменти. Компонентами фронтенд розробки були HTML5, CSS, Java Script та С#. Для бекенда - фреймворки Laravel, Node.js i Django, як мова програмування Python. Основною методикою педагог'чного досл'дження було мережеве тестування. Статистичн данi були отримат iз тестуючого модуля LMS MOODLE.
Результати. Лабораторний практикум складаеться з 18 симуляцйних лабораторних робт. В основу проектування iнтерфейсу осв'ттх симуляцй покладено важливий дидактичний принцип: в'дпов'дати за навчальнi потреби студент'в. Уа симуляцП ан'товаш, iнтерактивнi, деяк мають гров': середовища, в яких можна вивчати роботу пристров через досл'дження. Показано, якими проектними рiшеннями досягаеться оптимальний людино-машинний iнтерфейс осв'ттх симуляцй в лабораторному практикум'!. У статт '1 описано сценарiй органiзацi'i' самост 'шноi роботи студент'в з дисциплiни «Ф'вика (вибранi роздли)» на баз': розробленого лабораторного практикуму з використанням засоб'в комункац/'й LMS MOODLE.
Висновки. Використання симуляцйного лабораторного практикуму «Основи цифрово'i' електронки» в органiзацi'i' самостйного навчання сприяе пдвищенню мотивацП студент'в до вивчення курсу «Ф'зика (вибранi роздли)». Подальшого досл 'дження потребуе питання розробки i використання навчальних гор для самоосвти студент'в.
КЛЮЧОВ1 СЛОВА: лабораторний практикум, цифрова електронiка, симуляц'!я, самостiйна робота.
ВСТУП
Необхщысть пошуку нових пiдходiв щодо оргаызацп самостшно!' роботи студенев у сучасних умовах (дистанцшне, змшане навчання) пов'язана з розв'язанням головно!' проблеми вщдаленого навчання - формуванням у студенев мотивацшних чинни^в до самоосвiти. Психологи (Гилюн,2012) стверджують, що в навчанн мотив у 3 рази важливший за штелект, мотива^я — це спонукання людини до скоення усвщомлених або неусвщомлених дш. Вплинути на виконання студентом усвщомлених дм у сферi самоосвти за умови вщдаленого навчання практично неможливо. Це пояснюеться уже сформованими особиспсними рисами характеру (цтеспрямоваыстю, наполегливктю) студента. А от спонукати до скоення неусвщомлених дш пщ час самоосвти можна, використовуючи дiяльнiсний особистiсно-орiентований диференцшований тдхщ у навчаннк В сучасних умовах реалiзацiя цього тдходу вщбуваеться в процес людино-машинно!' взаемодп, яка побудована на особливостях людського сприйняття, мислення й пам'ятГ
Найбтьший вщсоток у сприйнятт (до 80%) i запам'ятовуванн (до 50%) шформацп (Втенко, 2008) мають мультимедшы штерактивы засоби навчання, в яких шформащя представлена у виглядi тексту, вщео, аымацп, звуку, моушендизайну. Такими е симуляцшы моделк Симуля^я забезпечуе навчання дiею (Манюкова&Никонова, 2017).
© А.П. Кудш, 2021.
Осктьки комп'ютерн симуляцп', як правило, використовують в процесi шдивщуально''' роботи, студенти мають можливкть працювати в зручному для них темт, зупиняючись на складних етапах i домагаючись повного розумiння cyri дослщжуваного процесу, що важливо при самоосвт.
Гiпотеза даного доcлiдження: для пщвищення мотивацп у cтyдентiв до навчання за дистанцмними технологiями необхiдно розробити штерактивы засоби навчання з високими показниками сприйняття iнформацií, до яких належить симуляцмний лабораторний практикум.
Необхщно вiдзначити, що розробка cимyляцiйних моделей навчального призначення набула бурхливого розвитку впродовж останых 5-и ро^в у зв'язку з переходом освти Укра'ни на використання диcтанцiйних технологiй у навчальному процеа, складовою якого е лабораторнi заняття.
Аналiз лiтературних джерел. Як вщомо, оcвiтня cимyляцiйна модель iмiтyе реальнi ситуацГ'' для навчання або отримання оцшки виконано'' роботи. В оcновi оcвiтньоí симуляцп лежить спе^ально розроблений cценарiй зi своею системою навчальних правил i завдань, метою якого е формування компетенцш, необхщних для ycпiшноí дiяльноcтi в реальшй дiйcноcтi. Першими, хто зацтавився таким засобом навчання, були медичн оcвiтнi заклади, якi i зараз е лщерами в 'х розробцк Так, у 2019 роцi на базi програмного продукту «Апарат штучного кровооб^у SORIN C5» авторами Л.Сyховiрcькою та iн. був розроблений цикл симуляцмних лабораторних робiт з бiофiзики для медикiв (Сухов'рська, 2019).
Авторами С. Мисловською, К. Добровольською, В. Ревенок на першш мiжнароднiй науково-практичнш конференцп «SCIENCE. INNOVATION. QUALITY - 2020» був представлений лабораторний практикум з дисциплши «Медична i бюлопчна фiзика» для навчання cтyдентiв-медикiв (Мисловська&Добровольська&Ревенок, 2020). Пщвищений iнтереc до цього виду штерактивних заcобiв у медичнш оcвiтi обумовлений можливicтю «зробити помилку у дiях лiкаря без наслщмв».
Можливicть експериментувати в симуляцп', не турбуючись про наcлiдки, спонукае економiчнi yнiверcитети i бiзнеc-школи до розробки i впровадження в навчальний процес комп'ютерних cимyляцiй (Кравчук &Шевчук, 2019).
У зв'язку з пандемiею Covid-19 активiзyвалиcь розробники iнтернет-платформ iз cимyляцiйними доcлiдами для шкiльного курсу фiзики, з якими можна ознайомитись на сайт (www.naurok.com.ua, 2021). Серед них видтяеться високим рiвнем виконання фронтенду розробка уыверситету з штату Колорадо (симуляцп PhET).
Особливо цтавим виглядае проект iз залучення студенев до створення вiдкритого банку фiзичних cимyляцiй для ЗВО Укра'ни (www. simpop.org, 2021).
Змкт дисциплши «Фiзика (вибранi роздiли)», яка входить до обов'язкового компоненту оcвiтнiх програм циклу загально' пiдготовки трьох спе^альностей галyзi знань 12 «lнформацiйнi технологи» (121 «lнженерiя програмного забезпечення», 122 «Комп'ютерн науки», 126 «lнформацiйнi системи та технологи»), складають питання вивчення фiзичних основ роботи елементiв цифрово' електронiки. Аналiз icнyючих в штернет yнiверcитетcьких cимyляцiйних практикyмiв (www.sunspire.ru/products/physics2d; www.virtulab.net; www.mospolytech.ru/science, 2021; Веселова&Штейн, 2017; Мамулуй, 2013) показав, що вони розроблен для вивчення вибраних питань курсу «Загально''' фiзики», як не вщповщають програмi вищезгадано' диcциплiни.
^м того, згiдно iз сучасними вимогами, у навчальних планах спе^альностей 121, 122 i 126 галyзi знань «1нформацшы технологГ''» на вивчення дисциплши <^зика (вибранi роздiли)» е 4 кредити, з них 1,2 на лабораторно-практичн заняття i 2,3 на самоспйну роботу, яка на шженерних cпецiальноcтях мае носити виключно практичний характер. Тому для забезпечення лабораторно-практично''' частини навчального плану була поставлена мета - розробити вiртyальний симуляцмний лабораторний практикум «Основи цифрово' електронiки» i на його базi удосконалити органiзацiю cамоcтiйноí роботи студенев трьох cпецiальноcтей.
МАТЕР1АЛИ I МЕТОДИ
Компонентами фронтенд-розробки були HTML5, CSS i Java Script. lнодi використовувалася мова С#. Для бекенда -фреймворки Laravel, Node.js i Django, як мова програмування Python.
Педагопчним експериментом були охопленi студенти факультету шформатики трьох cпецiальноcтей 121 «lнженерiя програмного забезпечення» (82 особи), 122 «Комп'ютерн науки» (30) i 126 «1нформацмы системи i технологи» (12). Основними методами дослщження були мережеве комп'ютерне тестування, статистичн методи обрахунку та письмове анкетування. Статиcтичнi дан були отриманi iз тестуючого модуля LMS MOODLE.
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ
Середовищем для оргаызацп cамоcтiйноí роботи була вибрана LMS MOODLE, тому лабораторний практикум з симулящями - «^ртуальна лабораторiя фiзичних доcлiдiв» був розмщений у нiй (https://moodle.fi.npu.edu.ua/course/view.php?id=391). Там же знаходились yci iнcтрyкцií до 18-и лабораторних робп-(Таблиця 1.). yci виготовлен симуляцп' е сайтами з вщкритим кодом. СимуляцГ'' аымоваы, iнтерактивнi, деякi мають iгровi середовища.
yci симуляцшы роботи подiляютьcя на «без експериментально'' установки» (№1-№3, №18) i «з експериментальною установкою» (№4 - №17). У першому типi робп- завдання студента полягае у вiзyальномy cпоcтереженнi на екранi (без письмового фтсування, без керування приладами) налаштованих cимyляцiй показiв приладiв.
Проектування нтерфейсу навчальноi симуляцп.
В основу проектування iнтерфейcy навчально'' симуляцГ'' покладений важливий принцип сучасно' дидактики: штерфейс навчального засобу повинен вiдповiдати ттьки навчальним потребам cтyдентiв.
Якi це потреби?
Таблиця 1
Список лабораторних робгг
№ Назва Що можна
1 Електронна структура кристалу Спостер^ати окремо рiзнi типи власно' провщносп чистого германiю.
герман1ю Змiнюючи температуру, спостер^ати змiни рухiв атомiв фатки.
2 Дом1шкова провщысть Спостер^ати модель утворення ковалентного зв'язку у Се i два типи домшково' провiдностi.
3 Утворення п-р-переходу Спостерiгати явища, якi вщбуваються у Гратках Се п-типу i Се р-типу при з'еднаннi двох натвпровщниюв в приконтактнiй областi.
4 Дослщження рiзних титв включення Змшювати вхiдну напругу i спостерiгати за змшами характеристик
п-р-переходу: пряме i зворотне приконтактно' областi, отримати ВАХ
5 Однонапiвперiодне випрямлення Змшюючи вхiдну напругу, спостер^ати випрямлення змiнного струму
зм1нного електричного струму на дюд! дюдом.
6 Двонапiвперiодне випрямлення Змшюючи вхiдну змiнну напругу, спостерiгати випрямлення з
зм!нного електричного струму на дюд| допомогою моста з 4 дюдах.
7 1нтерактивна демонстрац1я роботи Змiнюючи вхiдну напругу, спостер^ати явища в приконтактнiй зонi п-р-
вар|капа на дюд| переходу, зм1ни сили струму, ширини 1 емност1 п-р-переходу.
8 1нтерактивна демонстрац1я роботи Отримали вольтамперну характеристику затрного включення дiода
фотодюда при рiзних типах освiтлення.
9 Польовий транзистор з !зольованим Провести три дослщи; отримати залежнiсть струму у колi СТОК-БАЗА
затвором в^д напруги у колi БАЗА-ВИТОК.
10 Польовий транзистор з плаваючим Зафiксувати напругу на ЗАТВОР1, коли електрони iз каналу «тунелюють»
затвором в плаваючий ЗАТВОР.
11 Польовий транзистор з керованим п-р-переходом Отримати ВАХ транзистора
12 Бтолярний транзистор Отримати ВАХ транзистора; спостер^ати демонстращю роботи ключа.
13 Досл1дження магн1тного пстерезису у Побудувати по експериментальних точках петлю магытного
феромагнетиках пстерезису феромагнетика. Спостер^ати перебудови структури домеыв.
14 Симулятор роботи ком1рки пам'ят1 Змiнюючи вхiдну напругу, спостер^ати явище дiелектричного
DRAM гiстерезису та процеси перебудови структури у комiрцi пам'ятк
15 Симулятор роботи ком1рки пам'ят1 Спостерiгати процес програмування та перепрограмування лопчного
SRAM «0» i «1» у тригерi SR - ефект пам'ят
16 Симулятор роботи системи Спостерiгати явища, що вiдбування в трубках системи охолодження
охолодження ноутбука при робот процесора i кулера.
17 Симулятор «ефект Фредер1ксена» у Спостерiгати явище поляризацп свiтла, явище керування площиною
LED поляризацп за допомогою зм1ни напруги на рщкому кристал!
18 Симуляц1йна 3D-модель внутр1шнього Спостерiгати вплив: температури на утворення диполя в елементаршй
структури сегнетоелектрика ком1рц| сегнетоелектрика; зовн1шнього електричного поля на перебудову атомiв в елементарнш комiрцi сегнетоелектрика i на доменну структуру сегнетоелектрика.
1.Наявысть програм для вирiшення ильки сво'х завдань, при цьому головним е зручнiсть i потрiбний результат. Тому на екран освiтнiй штерфейс виглядае мiнiмалiстично. Тiльки те, що студентовi необхiдно: експериментальна установка, екран мтроскопа, кнопки керування вхiдноí напруги i у вiкнi, що випливае, теоретичне пояснення баченого.
Зручною для навчання симуля^я буде тодi, коли нав^ацмна схема мае лише ктька переходiв, якi треба зробити користувачевi в рамках одного сценарiю. Тому в лабораторному практикумi використовували до 5 закладок рiзних екранiв. Кожен екран мае оптимально скомпоновану кшьмсть функцш: у бiльшостi лабораторних Ух не бтьше 4.
Блоки одного типу розмЩеы на рiзних екранах в одному мкцг наприклад, блок кнопок для керування вхщною характеристикою розташовано лiворуч, а блок пристро'в вихiдного сигналу - праворуч. Блок екраыв мiкроскопiв - пiд експериментальною установкою. Блок додатково' iнформацií - справа зверху у вты, що випливае.
2. Готовнсть студента розум'ти запропонований штерфейс. Часто розробники програмного забезпечення дтять користувачiв за групами: непщготовлений користувач, комп'ютерно-освiчений i просунутий. У випадку освiтнього симулятора такого не повинно бути: незалежно вщ того, насктьки складною е задача, що розв'язуеться, складовi частини ще'( задачi однаково повиннi бути простими i пiзнаваними. Тому для кнопок, графЫв використовувались традицiйнi позначення i форми.
3. Лог'!стика сценарiю, яка задаеться структурою штерфейсу: кiлькiстю i призначенням екранних форм, встановлення зв'язку мiж формами. Так, у лабораторшй роботi №9 «Польовий транзистор з iзольованим затвором» iнтерфейс складаеться з трьох екранних форм (слайдiв) (рис.1). На першому i другому слайдi показана експериментальна установка без «затвору» з пщключенням до «стоку» рiзноí полярностi батаре'; на третьому слайдi експериментальна установка iз затвором, стоком i витоком. Така послiдовнiсть дозволяе зрозумти, що незалежно в^д напрямку тдключення батаре' до стоку струму не буде; струм з'являеться ттьки в тому випадку, коли на затвор пщключена «+» полярнiсть додаткового керуючого джерела напруги.
4. Динамiчнi об'екти (моушен). Як засвщчують психологи, рухомi об'екти привертають бтьшу увагу, тому в експериментальних установках аымований електричний струм, змЫа розмiрiв певних зон i т.п. (рис.2).
5. Спонукання до дй. На екранi розмiщенi закладки, повзунки, кнопки, тонки, втна, що спливають - активнi елементи штерфейсу, якi спонукають до дiй. Ознакою хорошого iнтерфейсу е вiдчуття в користувача, що саме вЫ керуе програмним забезпеченням, а не програмне забезпечення керуе ним.
Рис. 1. Демонстрацгя зв'язку мгж екранними формами в лабораторнiй po6oTi №9
Рис. 2. Лабораторна робота №4. «Дослгдження рiзних типiв включення п-р-переходу». Спостереження за рухом електронiв i розмiрами зони збгднено'' на носи зарядiв Лх.
Так, в лабораторнiй po6oTi №18 «Симуляцшна 3D-модель внутрiшньоï структури сегнетоелектрика» (рис.3) для задання напрямних косинусiв при рiзних напрямках дм зовнiшнього електричного поля передбаченi повзунки та екран (знизу лiворуч) з демонстра^ею напрямних ортiв декартовоï системи координат.
Рис. 3. Закладка «Дослгд 2» з лабораторной' роботи №18. Спостереження явища поляризацГ'' (вгдносне змгщення атомгв) елементарно' комгрки кристалгчно' гратки BaTiO4.
6. Можлив'!сть спостер'гати за тим, що неможливо зафiксувати без спе^ально'!' апаратури. Наприклад, (на рис.4) змши в доменнiй структурi кристалу п^д час накладання силових лшм магнiтноï iндукцiï у вiкнi мтроскопа (знизу лiворуч), характер розповсюдження лшм магнiтноï iндукцiï навколо соленоïда (навколо котушки), модель руху електричних зарядiв по провiднику, ефект Холла у натвпровщниковому кристалi в формi паралептеда (зверху).
7. Зняття показ'в прилад'!в i ïx обробка на основi формул як навчальна задача традицшного лабораторного практикуму. Симуляцшна лабораторна робота мае традицшну частину фiзичного експерименту: в iнструкцiï до лабораторноï роботи е формули, на основi яких проводиться обрахунок експериментально отриманих даних.
Органзац'я самост'шно'iробити студент'в.
Налаштування доступу студенев до певних лабораторних робгг може бути встановлено зпдно з графтом навчального процесу. Отримавши завдання виконати вiдповiдну кшьшсть лабораторних робiт, студент спочатку
завантажуе шструкщю до виконання лабораторно! роботи з курсу в LMS MOODLE за посилання «1нструкщя до ЛП-роботи». Прочитавши ii, ознайомлюеться з симуляцмною установкою за посиланням «^ртуальна лабораторiя фiзичних дослiдiв».
Феромагштний пстерезис
Рис. 4. Лабораторна робота №13: воображено ашмащею рух електронiв у трьох електричних колах, розповсюдження лшш iндукцГí магштного поля i орieнтацíí домешв пiд мжроскопом в магштному полi
Пiсля цього проходить допуск до лабораторно! роботи, складаючи вщповщний тест у модулi тестування LMS MOODLE. Склавши успiшно, може приступати до виконання лабораторного експерименту на симуляцмый установцi. Виконавши всi завдання з шструкцп до лабораторно! роботи, вш складае протокол виконання лабораторно! роботи, який вщправляе викладачевi i складае контрольний тест в LMS MOODLE. Завдяки модулю статистики у LMS MOODLE, викладач може отримати дан про час роботи студента на сайт «^ртуальна лабораторiя фiзичних дослiдiв», а також результати тестування: допуск i контрольний тест.
Педагог'мний експеримент
Дослщжувавався параметр, який може свщчити про вмотивованiсть студентiв вивчати фiзику на базi симуляцiйного лабораторного практикуму - це юльтсть комушкацш м'жучасниками навчального процесу. У програмнш оболонц MOODLE для його фшсацм можна використати сервк «чат», який дозволяе комунтувавтися всiм учасникам навчального процесу. У навчальному процес студенти користуються ним, як правило, для обговорення матерiалiв електронного курсу i домашнього завдання, а також для спткування з викладачем. В оболонц MOODLE е можливiсть робити пщрахунок повiдомлень - комунiкацiй, вщправлених через сервiс «чат». На рис. 5 показана ктьккть зафiксованих в оболонц курсу комунiкацiй мiж студентами одые! групи протягом 19 тижыв (семестр).
100
Рис. 5. Щотижнева кiлькiсть комушкацш, якi зафiксованi в електронному курсi, мiж студентами протягом 19 тижшв 20/21 навчального року
Видно, що в окремi дн мкяця активнiсть спiлкування зростала. Щоб зрозумiти, з чим це пов'язано, достатньо подивитись на дидактичну карту курсу. Встановлено, що «спалахи» спткування припадають на тижы, коли проходили лабораторно-практичн заняття на базi симуляцмного лабораторного практикуму: це 5,10,15,18 тижн семестру. Якщо проаналiзвати змiни даних за чотири мкящ, то видно, що ордината максимумiв «спалахiв» комушкацм зростае, тобто кiлькiсть комунiкацiй протягом семестру збтьшуеться. Отже, використання у навчанн симуляцiйного лабораторного практикуму приводить до зростання позаудиторного групового спткування мiж учасниками навчального процесу з питань навчального характеру.
ВИСНОВКИ
Розроблений симуляцшний лабораторний практикум «Основи цифрово! електронiки» повнiстю забезпечуе викладання лабораторно-практично! частини навчально! програми вказано! дисциплши: спостерiгати, якi фiзичнi процеси i явища лежать в основi роботи пристро!в комп'ютера.
Дан педагопчного експерименту показали, що використання симуляцмного лабораторного практикуму «Основи цифрово''' електронти» в оргаызацп самостiйного навчання сприяе пiдвищенню мотивацп студентiв до вивчення курсу <^зика (вибранi роздти)». Включення студентiв в штерактивы технологи навчання i3 продуктивною самоспйною дiяльнiстю дозволяють iстотно пщвищити рiвень професiйноí пiдготовки майбутнього фахiвця в IТ-галузi.
Розробленi вiртуальнi симуляцп можуть використовувались як для оргаызацп самостiйноí роботи студентiв, так i для демонстрацп викладачем динамiчних рисун^в на сенсорних дошках пiд час аудиторних теоретичних i фронтальних лабораторних занять. Подальшого дослiдження потребуе вивчення питання розробки i використання навчальних ^ор на базi симуляцiй для самоосвти студентiв.
Список використаних джерел
1. Веселова С.В., Штейн Б.М. Дистанционное обучение: лабораторный практикум по физике: дома и на природе. Международный научный журнал «Мир науки, культуры, образования». 2017. № 1 (62). С. 187-191.
2. Використання симуляцш при викладанн нового матерiалу URL: https://naurok.com.ua/vikoristannya-simulyaci-pri-vikladanni-novogo-materialu-rozv-yazuvanni-zadach-ta-provedenni-laboratornih-robit-z-fiziki-206501.html (Дата звернення 2.06.2021).
3. Втенко 1.С., Втенко Т.1. Основи психологИ Видання друге, перероблене i доповнене /1.С. Втенко, Т.1. Вiтенко. -Вiнниця: НОВА КНИГА, 2008. 256 с.
4. Гилюн О. В. Освiтнi мотивацп студентсько'' молодi. Гранi: наук.- теорет. i громад.-полiт. альманах / Днтропетровський нац. ун-т iм. О. Гончара;. Д., Центр соц.-полп\ дослiдж. 2012. - № 1 (81). - С. 102-104.
5. Загальна фiзика. Лабораторний практикум: навч. поаб. Квантова механта. Фiзика атомiв i молекул. Фiзика твердого тiла. Фiзика атомного ядра та елементарних частинок / А. О. Мамалуй та ш.; за заг. ред. А. О. Мамалуя Хар^в, Ч. 3. 2013. 172 с.
6. Колтунов И.И., Акимов А.В., Липай Б.Р. Лабораторные работы для дистанционного обучения студентов: Материалы 77-й международной научно-технической конференцыии ААИ «Автомобиле-и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров» URL: http://mospolytech.ru/science/aai77/scientific/article/s14/s14_11.pdf (Дата звернення: 30.11.2020).
7. Кравчук Г.Т., Шевчук Т.В. Симуля^я як Ытерактивний метод навчання майбутых фахiвцiв-економiстiв. Фiзико-математична освта. 2019. Випуск 2(20). С. 59-65.
8. Манюкова Н.В., Никонова Е.З. Организация интерактивного обучения с помощью MS EXCEL в качестве инструмента компьютерной симуляции. Современные исследования социальных проблем, 2017. Том 8, № 4. С.101-112.
9. Мисловська С., Добровольська К., Ревенок В. laboratory workshop on the subject "Medical and Biological Physics" for teaching medical student. Science. Innovation. Quality: 1st International Scientific-Practical Conference SIQ (SCIENCE. INNOVATION. QUALITY)- 2020, December 17-18th, 2020: Book of Papers. - Berdyansk : BSPU, 2020. С.49-50.
10. Сайт^ртуальна лабораторiя загально'' фiзики ЗВО URL: https://www.sunspire.ru/products/physics2d/(Дата звернення 2.06.2021).
11. Сайт^ртуальна освпн лабораторiя VirtuLab/ URL:http://www.virtulab.net/index.php?option=com_ content&view =section&layout=blog&id=5&Itemid=94/ (Дата звернення 2.06.2021).
12. Сайт SimPop: Симулятори фiзики та ^ри. URL: https://simpop.org/physics.htm (Дата звернення 2.06.2021).
13. Суховiрська Л.П. та ш. Система вiртуальних лабораторних робп- з бiофiзики як засоби реалiзацií принципу профеайно''' спрямованост навчання студенев . lнформацiйнi технологиi засоби навчання, 2019, Том 70, №2, С.141-151.
References
1. Veselova S.V.& Shtejn B.M. (2017). Distancionnoe obuchenie: laboratornyjpraktikum po fizike: doma i na prirode. Mezhdunarodnyjnauchnyjzhurnal «Mir nauki, kul'tury, obrazovanija». 1 (62), 187-191. [in Russian].
2. Vykorystannia symuliatsii pry vykladanni novoho materialu. Retrieved from https://naurok.com.ua/vikoristannya-simulyaci-pri-vikladanni-novogo-materialu-rozv-yazuvanni-zadach-ta-provedenni-laboratornih-robit-z-fiziki-206501.html [in Ukrainian].
3. Vitenko I.S. & Vitenko T.I. (2008) Osnovypsykholohii. [Vydannia druhe, pereroblene i dopovnene /I.S. Vitenko, T.I. Vitenko]. - Vinnytsia: NOVA KNYHA. [in Ukrainian].
4. Hyliun O. V. (2012) Osvitni motyvatsii studentskoi molodi. Hrani: nauk.-teoret. ihromad.-polit. almanakh/Dnipropetrovskyi nats. un-t im. O. Honchara;. D., Tsentr sots.-polit. Doslidzh. 1 (81),102-104. [in Ukrainian]
5. Mamalui О.А. et al (2013) Zahalna fizyka. Laboratornyi praktykum : navch. posib. Kvantova mekhanika. Fizyka atomiv i molekul. Fizyka tverdoho tila. Fizyka atomnoho yadra ta elementarnykh chastynok. Kharkiv: 3. [in Ukrainian].
6. Koltunov I.I.& Akimov A.V.& Lipaj B.R. Laboratornye raboty dlja distancionnogo obuchenija studentov. [Materialy 77-j mezhdunarodnoj nauchno-tehnicheskoj konferencyii AAI «Avtomobile-i traktorostroenie v Rossii: prioritety razvitija i podgotovka kadrov»] Retrieved from http://mospolytech.ru/science/aai77/scientific/article/s14/s14_11.pdf. [in Russian].
7. Kravchuk H.T. & Shevchuk T.V. (2019) Symuliatsiia yak interaktyvnyi metod navchannia maibutnikh fakhivtsiv-ekonomistiv. Fizyko-matematychna osvita. 2(20), 59-65. [in Ukrainian].
8. Manjukova N.V. & Nikonova E.Z. (2017) Organizacija interaktivnogo obuchenija s pomoshh'ju MS EXCEL v kachestve instrumenta komp'juternoj simuljacii. Sovremennye issledovanija social'nyh problem, 8 (4), 101-112. [in Russian].
9. Myslovska S. & Dobrovolska K. & Revenok V. (2020) laboratory workshop on the subject "Medical and Biological Physics" for teaching medical student. Science. Innovation. Quality: 1st International Scientific-Practical Conference SIQ (SCIENCE. INNOVATION. QUALITY)- 2020, December 17-18th, 2020: Book of Papers. - Berdyansk : BSPU, 49-50.
10. Sait.Virtualna laboratoriia zahalnoi fizyky ZVO. Retrieved from https://www.sunspire.ru/products/physics2d /[in Ukrainian].
11. Sait.Virtualna osvitnia laboratoriia VirtuLab. Retrieved from http://www.virtulab.net/index.php ?option =com_content&view =section&layout=blog&id=5&Itemid=94/ [in Ukrainian]
12. Sait SimPop: Symuliatory fizyky ta ihry. Retrieved from https://simpop.org/physics.html [in Ukrainian].
13. Sukhovirska L.P. (2019) Systema virtualnykh laboratornykh robit z biofizyky yak zasoby realizatsii pryntsypu profesiinoi spriamovanosti navchannia studentiv . Informatsiini tekhnolohii i zasoby navchannia, 70 (2), 141-151. [in Ukrainian].
ORGANIZATION OF THE INDEPENDENT WORK OF STUDENTS WITH HELP OF A SIMULATION LABORATORY WORKSHOP ON
THE BASICS OF DIGITAL ELECTRONICS A.P. Kudin
Drahomanov National Pedagogical University, Ukraine
Abstract.
Formulation Problem. "Physics (selected sections)" is a normative discipline of the curricula of specialties 121, 122 and 126 in the field of knowledge "Information Technology" and studies the physical foundations of digital electronics in computers. Providing information technology in the organization of independent work became a reason of developing a simulation laboratory workshop. An analysis of the existing simulation laboratory workshops on the Internet showed that they do not correspond to the content of the discipline.
The aim of studying of the development of a virtual simulation laboratory workshop "Fundamentals of Digital Electronics" and the organization of independent work of students specialty 121, 122 and 126 on its basis.
Methods and tools.The frontend development components were HTML5, CSS, JavaScript, and C #. For the backend - Laravel, Node.js, and Django frameworks, as a Python programming language. The main method of pedagogical research was network testing. Statistics were obtained from the LMS MOODLE test module.
Results. The laboratory workshop consists of 18 simulation laboratory works. The design of the interface of educational simulations is based on an important didactic principle: to be responsible for the educational needs of students. All simulations are animated, interactive, some have game environments in which you can learn how devices work through research. It is shown which design solutions achieve the optimal human-machine interface of educational simulations in the laboratory workshop. The article describes the scenario of organization of independent student's work during studying of the discipline "Physics (selected sections)" based on the developed laboratory workshop using the means of communication LMS MOODLE.
Conclusions. Providing simulation laboratory workshop "Fundamentals of Digital Electronics" in the organization of self-study helps to increase students' motivation to study the course "Physics (selected sections)". The studying of educational games for students' self-education is needed for further research.
Key words: laboratory workshop, digital electronics, simulation, independent work.
This work is licensed under Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
