Научная статья на тему 'ВИРТУАЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ФИЗИКЕ В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ'

ВИРТУАЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ФИЗИКЕ В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

CC BY
987
131
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОБЩАЯ ФИЗИКА / ВИРТУАЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ / ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ / СМЕШАННОЕ ОБУЧЕНИЕ / ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УМЕНИЯ / ИНТЕРАКТИВНЫЕ ТЕСТЫ / РАСЧЕТНЫЕ ТАБЛИЦЫ EXCEL

Аннотация научной статьи по наукам об образовании, автор научной работы — Машиньян Александр Анатольевич, Кочергина Нина Васильевна, Бирюкова Ольга Витальевна, Бабаев Джамиль Джониевич

Введение. В постпандемийный период, когда все вузы переходят на очное обучение, по-новому встала проблема о значении и месте виртуальных лабораторных работ (далее - ВЛР) по физике в техническом университете. Стали актуальными вопросы: о частоте применения ВЛР разных типов в вузах России и за рубежом; об эффективности их применения для формирования практических и интеллектуальных экспериментальных умений; о методах и средствах обучения, позволяющих повысить эффективность формирования экспериментальных умений при выполнении ВЛР по физике. Материалы и методы. В основе нашего исследования находится методология проведения физического эксперимента и требования цифрового обучения. Использовались методы анализа современных источников по проблеме применения ВЛР по физике, анкетирование преподавателей и тестирование студентов по проблеме сформированности экспериментальных умений при проведении ВЛР по физике в технических вузах. В анкетировании принимали участие преподаватели физики МГУПП и Национального исследовательского университета «МЭИ». Тестирование проводилось среди студентов 1-2 курсов названных университетов. Результаты. Выяснены наиболее распространенные типы ВЛР - это ВЛР-анимации и ВЛР-видеофильмы и частота их использования в технических вузах. Было установлено, что частота применения ВРЛ-анимаций - 24%, а ВРЛ-видеофильмов - 53%. Обосновано, что ВЛР-анимации с интерактивной составляющей позволяют эффективно формировать практические и интеллектуальные умения студентов на лабораторных занятиях. Для усиления самостоятельности студентов при выполнении ВЛР предложены методы применения интерактивных тестов и использования расчетных таблиц Excel. В среде Moodle разработаны тесты для 15 ВЛР, приведен пример теста для ВЛР «Интерференция света». Созданы 10 расчетных таблиц Excel для контроля результатов выполнения лабораторных работ студентами. Такие таблицы для ВЛР «Закон Ома» и «Определение коэффициента Пуассона методом Рейхардта» приведены в статье. Заключение. К перспективам дальнейших исследований мы относим создание электронных конспектов лекций и включение их вместе с интерактивными тестами и расчетными таблицами в демонстрационно-информационный комплекс по общей физике.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам об образовании , автор научной работы — Машиньян Александр Анатольевич, Кочергина Нина Васильевна, Бирюкова Ольга Витальевна, Бабаев Джамиль Джониевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

VIRTUAL LABORATORY WORK IN PHYSICS AT A TECHNICAL UNIVERSITY

Introduction. In the post-pandemic period, when all universities are switching to full-time education, the problem of the meaning and place of virtual laboratory work (hereinafter referred to as VLR) in physics at a technical university has arisen in a new way. The following questions have become relevant: about the frequency of the use of different types of VLR in universities in Russia and abroad; about the effectiveness of their use for the formation of practical and intellectual experimental skills; about methods and means of training that allow to increase the effectiveness of the formation of experimental skills when performing VLR in physics. Materials and methods. Our research is based on the methodology of conducting a physical experiment and the requirements of digital learning. The methods of analysis of modern sources on the problem of the use of VLR in physics, questioning of teachers and testing of students on the problem of the formation of experimental skills when conducting VLR in physics in technical universities were used. The questionnaire was attended by physics teachers of MGUPP and the National Research University "MPEI". Testing was conducted among students of 1-2 courses of the named universities. Results. The most common types of VLR are VLR animations and VLR videos and the frequency of their use in technical universities. It was found that the frequency of using VRL animations is 24%, and VRL videos - 53%. It is proved that VLR animations with an interactive component make it possible to effectively form the practical and intellectual skills of students in laboratory classes. To strengthen the independence of students when performing VLR, methods of using interactive tests and using Excel calculation tables are proposed. In the Moodle environment, tests for 15 VLRs have been developed, an example of a test for VLR "Light Interference" is given. 10 Excel calculation tables have been created to monitor the results of laboratory work by students. Such tables for the VLR "Ohm's Law" and "Determination of the Poisson ratio by the Reichardt method" are given in the article. Conclusion. The prospects for further research include the creation of electronic lecture notes and their inclusion together with interactive tests and calculation tables in a demonstration and information complex on general physics.

Текст научной работы на тему «ВИРТУАЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ФИЗИКЕ В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ»

Перспективы Науки и Образования

Международный электронный научный журнал ISSN 2307-2334 (Онлайн)

Адрес выпуска: https://pnojournal.wordpress.com/2022-2/22-04/ Дата публикации: 31.08.2022 УДК 372.8

А. А. Мдшиньян, Н. В. Кочергина, О. В. Бирюкова, Д. Д. Бабаев

Виртуальные лабораторные работы по физике в техническом вузе

Введение. В постпандемийный период, когда все вузы переходят на очное обучение, по-новому встала проблема о значении и месте виртуальных лабораторных работ (далее - ВЛР) по физике в техническом университете. Стали актуальными вопросы: о частоте применения ВЛР разных типов в вузах России и за рубежом; об эффективности их применения для формирования практических и интеллектуальных экспериментальных умений; о методах и средствах обучения, позволяющих повысить эффективность формирования экспериментальных умений при выполнении ВЛР по физике.

Материалы и методы. В основе нашего исследования находится методология проведения физического эксперимента и требования цифрового обучения. Использовались методы анализа современных источников по проблеме применения ВЛР по физике, анкетирование преподавателей и тестирование студентов по проблеме сформированности экспериментальных умений при проведении ВЛР по физике в технических вузах. В анкетировании принимали участие преподаватели физики МГУПП и Национального исследовательского университета «МЭИ». Тестирование проводилось среди студентов 1-2 курсов названных университетов.

Результаты. Выяснены наиболее распространенные типы ВЛР - это ВЛР-анимации и ВЛР-видеофильмы и частота их использования в технических вузах. Было установлено, что частота применения ВРЛ-анимаций - 24%, а ВРЛ-видеофильмов - 53%. Обосновано, что ВЛР-анимации с интерактивной составляющей позволяют эффективно формировать практические и интеллектуальные умения студентов на лабораторных занятиях.

Для усиления самостоятельности студентов при выполнении ВЛР предложены методы применения интерактивных тестов и использования расчетных таблиц Excel. В среде Moodle разработаны тесты для 15 ВЛР, приведен пример теста для ВЛР «Интерференция света». Созданы 10 расчетных таблиц Excel для контроля результатов выполнения лабораторных работ студентами. Такие таблицы для ВЛР «Закон Ома» и «Определение коэффициента Пуассона методом Рейхардта» приведены в статье.

Заключение. К перспективам дальнейших исследований мы относим создание электронных конспектов лекций и включение их вместе с интерактивными тестами и расчетными таблицами в демонстрационно-информационный комплекс по общей физике.

Ключевые слова: общая физика, виртуальные лабораторные работы, технический университет, смешанное обучение, экспериментальные умения, интерактивные тесты, расчетные таблицы Excel

Ссылка для цитирования:

Машиньян А. А., Кочергина Н. В., Бирюкова О. В., Бабаев Д. Д. Виртуальные лабораторные работы по физике в техническом вузе // Перспективы науки и образования. 2022. № 4 (58). С. 209-224. doi: 10.32744^е.2022.4.13

Perspectives of Science & Education

International Scientific Electronic Journal ISSN 2307-2334 (Online)

Available: https://pnojournal.wordpress.com/2022-2/22-04/ Accepted: 21 April 2022 Published: 31 August 2022

A. A. Mashinyan, N. V. Kochergina, D. D. Babaev, O. V. Biriukova

Virtual laboratory work in physics at a technical university

Introduction. In the post-pandemic period, when all universities are switching to full-time education, the problem of the meaning and place of virtual laboratory work (hereinafter referred to as VLR) in physics at a technical university has arisen in a new way. The following questions have become relevant: about the frequency of the use of different types of VLR in universities in Russia and abroad; about the effectiveness of their use for the formation of practical and intellectual experimental skills; about methods and means of training that allow to increase the effectiveness of the formation of experimental skills when performing VLR in physics.

Materials and methods. Our research is based on the methodology of conducting a physical experiment and the requirements of digital learning. The methods of analysis of modern sources on the problem of the use of VLR in physics, questioning of teachers and testing of students on the problem of the formation of experimental skills when conducting VLR in physics in technical universities were used. The questionnaire was attended by physics teachers of MGUPP and the National Research University "MPEI". Testing was conducted among students of 1-2 courses of the named universities.

Results. The most common types of VLR are VLR animations and VLR videos and the frequency of their use in technical universities. It was found that the frequency of using VRL animations is 24%, and VRL videos - 53%. It is proved that VLR animations with an interactive component make it possible to effectively form the practical and intellectual skills of students in laboratory classes.

To strengthen the independence of students when performing VLR, methods of using interactive tests and using Excel calculation tables are proposed. In the Moodle environment, tests for 15 VLRs have been developed, an example of a test for VLR "Light Interference" is given. 10 Excel calculation tables have been created to monitor the results of laboratory work by students. Such tables for the VLR "Ohm's Law" and "Determination of the Poisson ratio by the Reichardt method" are given in the article.

Conclusion. The prospects for further research include the creation of electronic lecture notes and their inclusion together with interactive tests and calculation tables in a demonstration and information complex on general physics.

Keywords: general physics, virtual laboratory work, technical university, blended learning, experimental skills, interactive tests, Excel calculation tables

For Reference:

Mashinyan, A. A., Kochergina, N. V., Babaev, D. D., & Biriukova, O. V. (2022). Virtual laboratory work in physics at a technical university. Perspektivy nauki i obrazovania - Perspectives of Science and Education, 58 (4), 209-224. doi: 10.32744/pse.2022.4.13

_Введение

Vеждународная комиссия по перспективам образования ЮНЭСКО в докладе «Образование в мире, пережившем пандемию COVID-19» сформулировала 9 идей для коллективных действий, среди которых, в частности, указывается на предоставление всем участникам образовательного процесса свободного доступа к технологиям с открытым исходным кодом. Это означает необходимость разработки открытых образовательных ресурсов и цифровых инструментов. «Образование не может быть успешным, если используются готовые материалы, разработанные вне образовательного пространства и без учета взаимоотношений между преподавателем и учащимся» [12]. В этой связи, в технических университетах России и за рубежом создаются многочисленные цифровые ресурсы, как преподавателями, так и студентами вузов.

Особый интерес среди них вызывают виртуальные лабораторные работы по физике, их содержание и методика проведения. Для выяснения текущего состояния проблемы мы проанализировали многочисленные российские и зарубежные источники по проблемам дистанционного и электронного обучения в целом и по проблемам проведения ВЛР по физике в технических университетах, в частности.

История указанных выше вопросов имеет начало в 70-х годах 20 века, и связана с моментом появления анимационных моделей физических явлений на основе компьютерного моделирования. Уже тогда было доказано, что такие модели позволяют более точно показать физическое явление, и развивают у студентов навыки образного мышления и моделирования как важнейшего элемента теоретического мышления. Не останавливаясь подробно на этом историческом периоде, рассмотрим исследования, посвященные созданию и проведению ВЛР в технических вузах разной направленности в течение последних 10 лет, в том числе в период пандемии.

В рассматриваемый исторический период создавались ВЛР на основе компьютерного моделирования. Они представляли собой анимации, созданные в разных средах программирования и имеющие разную степень интерактивности. ВЛР-анимация представляет собой интерактивную модель реальной экспериментальной установки, воспроизводящей физическое явление. Такие лабораторные работы широко представлены в сети Интернет, как отдельными исследователями, так и целыми научными коллективами. Поэтому они отличаются по научному и методическому уровню материала и уровню предъявляемых к студентам требований.

В исследовании преподавателей из Донецкого национального технического университета рассмотрен опыт разработки таких ВЛР [9]. Авторы проанализировали существующие виртуальные лаборатории по физике по таким критериям, как режим доступа, среда исполнения, степень интерактивности, наглядность, наличие преподавательского контроля за результатами выполнения работ. Главным достижением этого исследования является разработка алгоритмов и проектирование графического пользовательского интерфейса. ВЛР создавались для дистанционного курса «Физика» для студентов очно-заочной формы обучения, пример такой лабораторной работы «Определение модуля кручения проволоки» показан в [2].

В исследовании преподавателей Санкт-Петербургского государственного института кино и телевидения выделены 3 типа лабораторных работ, которые можно применять

при дистанционном обучении: виртуальные лабораторные работы, моделирование физических процессов и лабораторный практикум в домашних условиях. Виртуальные лабораторные работы создавались ими с помощью языков программирования и специальных систем разработки виртуальных инструментов LabVIEW [20]. По-мнению этих авторов, «моделирование физических процессов на компьютере является самостоятельным и чрезвычайно важным разделом подготовки студентов, особенно технических направлений, т.к. позволяет глубже усвоить физические законы и их математическое описание». В данном исследовании моделирование физических процессов осуществлялось с помощью Microsoft Excel. Для студентов выпущены методические указания по моделированию в Excel разделов «Механика» и «Колебания» [20].

Среди представленных в открытом доступе лабораторных работ - работы-анимации по всем разделам курса общей физики Е.М.Девяткина [4]. Особенностью этих работ является интерактивность: можно вносить некоторые физические параметры, изменять их и фиксировать результаты измерения. Например, в работе «Определение удельной теплоемкости жидкости методом калориметра» указаны все начальные параметры. Есть возможность выбора вида жидкости, запуска таймера, фиксации значений конечных параметров, дана формула для расчета искомой физической величины. Описание своих лабораторных работ автор приводит в многочисленных публикациях, например в [5].

В зарубежной литературе показана эффективность виртуальной реальности в техническом и профессиональном образовании, ее привлекательность для технически подготовленных молодых учащихся сетевого поколения [24]. В исследовании [29] рассмотрено значение физических (реальных) и виртуальных лабораторий в научно-техническом образовании. «Студенты могут исследовать научные явления, используя инструменты, методы сбора данных, модели и теории науки в физических лабораториях, которые поддерживают взаимодействие с материальным миром, или в виртуальных лабораториях, которые используют преимущества моделирования» [29].

В исследовании [28] рассмотрено использование виртуального обучения для повышения ключевых лабораторных навыков и основных некогнитивных способностей. Авторы доказали, что обучение на основе моделирования является новым инструментом, который потенциально может заменить и усилить реальный опыт полностью интерактивным способом.

В исследовании [23] доказано, что применение виртуальных и лабораторных работ, предоставляющих доступ учащимся 24 часа 7 дней в неделю, при наличии педагогической поддержки приводит к более высоким результатам обучения.

В обзоре виртуальных лабораторий на курсах естественных и технических наук для студентов отмечались недостатки теоретических и методологических подходов в оценочных и ориентированных на изменения в индивидуальных знаниях студентов исследованиях [27]. Наиболее перспективными, по их мнению, является применение виртуальных лабораторий как обучающего подхода с учетом личностных характеристик студентов или среды, обеспечивающей социальное обучение.

Сравнительное исследование эффективности виртуальных лабораторий и практических занятий, проведенное в двух крупных университетах с участием 224 студентов, показало, что виртуальные лаборатории столь же эффективны, как и традиционные практические лаборатории физики [25].

В исследовании [26] студенты проводили виртуальную лабораторию, за которой следовала физическая лаборатория, или наоборот. Было обнаружено, что студенты,

которые только провели виртуальную лабораторию, показали лучшие результаты, чем студенты, выполняющие оба типа лабораторий независимо от последовательности.

Создание и внедрение виртуальных лабораторий в школах Саудовской Аравии рассмотрено в исследовании [22]. Указывается, что виртуальная научная лаборатория (веб-платформа) способна улучшить подходы к обучению, т.к. она безопасна, интерактивна, интересна, полезна и приятна. Являясь полноценной средой обучения, она позволяет пользователям проводить эксперименты индивидуально и повторять их несколько раз.

Значение виртуальной среды для формирования умения моделировать показано в нашем исследовании [10], посвященном динамическим средствам графической наглядности.

В период пандемии, вплоть до 2022 года, наряду с ВЛР-анимациями использовались многочисленные ВЛР-видеофильмы. Практически все вузы стали создавать свой банк данных с лабораторными работами такого плана, они снимали видеофильмы с демонстрациями экспериментальных установок и проведением опытов [7; 8; и др.]. Подробный анализ ВЛР по физике для этого периода отражен в исследовании Ю.В. Портнова и И.Л. Мальшаковой. В организации ВЛР они отметили трудности, связанные с проведением измерений физических величин по видеофильму, и предложили свой способ - четкое отображение измерительных шкал всех измерительных приборов [14].

В этот же период создавались современные компьютерные ВЛР для школы [21] и для вуза [16; 17; 18 и др.], которые представляли как платный, так и бесплатный доступ к своим ресурсам. Комплексы виртуальных лабораторных работ начали создаваться большими организациями, специализирующими на разработке средств обучения и имеющих целый штат программистов. Виртуальные лабораторные работы по школьной и общей физике предлагал ООО «Учебное и лабораторное оборудование» [19]. Компания Vizex, занимающая лидирующие позиции на рынке автоматизации визуализации информации в России, создала проект «Виртуальные лаборатории» [3]. Отметим, что в этом проекте есть возможность самим студентам подобрать оборудование и сконструировать виртуальную экспериментальную установку.

Из всего вышеизложенного, мы обнаружили противоречие между существованием большого числа разных ВЛР и отсутствием методических рекомендаций по их применению в процессе обучения физике в техническом вузе. Эти противоречия позволили сформулировать цель исследования.

Цель исследования: разработать методические рекомендации по формированию у студентов интеллектуальных и практических экспериментальных умений при выполнении ВЛР в курсе общей физики технического вуза в постпандемийный период.

Для достижения этой цели были сформулированы задачи: выяснить частоту использования ВЛР разных типов при обучении физике в вузе путем анкетирования преподавателей вузов; установить, какие экспериментальные умения эффективно формируются при выполнении ВЛР по физике методом тестирования; разработать методику применения расчетных таблиц в среде Excel для обработки результатов физического эксперимента и интерактивных тестов в среде Moodle для контроля за выполнением ВЛР.

_Материалы и методы

В нашем исследовании применялась методология проведения физического эксперимента и требования цифрового обучения. Согласно первой, учебный физический эксперимент по своей структуре соответствует научному физическому эксперименту,

и имеет в своем составе следующий перечень действий: постановка цели, формулировка гипотезы, планирование эксперимента, создание экспериментальной установки, проведение измерений, обработка и анализ результатов эксперимента.

Требования цифрового обучения отражены в Статье 16 закона «Об образовании в Российской Федерации» [18]. «Организации, осуществляющие образовательную деятельность, вправе применять электронное обучение, дистанционные образовательные технологии при реализации образовательных программ в порядке, установленном Правительством Российской Федерации» [18]. Это означает, что образовательная организация вправе сама решать каким образом и в каком объеме будут применяться электронное обучение и информационные образовательные технологии, что снимает целый ряд вопросов о необходимости и целесообразности этих видов обучения.

Анкетирование преподавателей проводилось авторами статьи среди преподавателей общей физики Национального исследовательского университета МЭИ и Московского государственного университета пищевых производств. Общее количество анкетируемых - 61 преподаватель. Анкета состояла из 10 вопросов, среди них: Возвращается ли физическое образование в университетах к своему допандемийному содержанию? Нужны ли в техническом вузе виртуальные лабораторные работы по физике? Какими они должны быть и какова методика их проведения?

Ответы на наиболее значимый вопрос о частоте применения разных типов лабораторных работ приведен на диаграмме 1.

Частота применения разных типов лабораторных работ в дистанционном обучении физике

ЕЛР-анимация-интерактив

Натурный эксперимент-текст^^

В Л Р- в иде офил ьм S3 %

ВЛР- анимация текст

24%

■ Кв. 1 ■ Кв_2 ■ Ке. 3 ■ Кв. 4 Диаграмма 1 Частота применения ВЛР разных типов

Как видно из диаграммы 1, наиболее распространены ВЛР-видеофильмы в виде видеофрагмента реального физического эксперимента, результаты которого студенты могут самостоятельно обработать и проанализировать (53%). ВЛР-видеофильм - это модернизированная лабораторная работа, которая выполняется по готовой инструкции из учебного пособия и видеофрагменту. Видеофрагмент может быть взят из свободных источников сети Интернет или создан самим преподавателем. Очень много таких лабораторных работ создано преподавателями вузов в период пандемии.

Далее по численности идут ВЛР-анимации, где студенты не могут самостоятельно задать параметры и получают результаты измерений физических величин в готовом виде, руководствуясь при этом обычной печатной инструкцией (24 %). Только 8 % респондентов выполняют ВЛР-анимации с интерактивной составляющей, т.е. они могут сами собрать экспериментальную установку и провести виртуальные измерения, подобные тем, что предлагается в [15].

15 % респондентов имели опыт дистанционного выполнения натурного эксперимента, который мы представили как ЛР «Натурный эксперимент - текст». В данном случае они выполняли адаптированную для домашних условий лабораторную работу. Понятно, что натурный эксперимент может быть представлен в малом объеме. В вузе, в основном, это лабораторные работы по изучению колебания маятника, определения плотности тел и изучению законов геометрической оптики.

Тестирование применялось для выяснения эффективности формирования экспериментальных умений при выполнении ВЛР разных типов и натурного эксперимента. Тестирование проводилось среди студентов двух крупных университетов Москвы. Общее число студентов превышало 300 человек. Четыре группы студентов выполняли 4 типа эксперимента, каждая группа - эксперимент одного типа в течение семестра. Это было возможно, т.к. некоторые университеты находились на дистанционном обучении, а некоторые - на очном. У студентов проверялась сформированность основных экспериментальных умений: постановка цели или выдвижение гипотезы, планирование эксперимента, создание экспериментальной установки, проведение измерений, проведение вычислений, формулировка выводов. Степень сформированности экспериментальных умений характеризовалась тремя уровнями: высокая (в), средняя (с) и низкая (н). Высокая степень свидетельствует о сформированности умения более чем у 70 % студентов, средняя - от 50% до 70 % студентов, низкая - менее чем у 50 % студентов (см. табл. 1).

Таблица 1

Степень сформированности экспериментальных умений при выполнении ВЛР

и натурного эксперимента

Экспериментальные умения Типы лабораторных работ

Натурный эксперимент-текст ВЛР-видеофильм ВЛР-анимация-текст ВЛР-анимация-интерактив

Постановка цели или выдвижение гипотезы в в в в

Планирование эксперимента в с с в

Создание экспериментальной установки в н н с

Проведение измерений в н н с

Проведение вычислений в в в в

Формулировка выводов в в в в

Как видно из таблицы 1, большинство тестируемых показало низкий уровень сформированности практических экспериментальных умений при выполнении ВЛР-анимаций и ВЛР-видеофильмов, а именно умений собирать экспериментальную установку и проводить измерения физических величин. В самом деле, в ВЛР-анимациях отсутствуют адекватные образы реальной экспериментальной установки и физиче-

ского оборудования, поэтому у студентов плохо формируются эти экспериментальные умения. Кроме того, студенты не могут самостоятельно работать с реальным оборудованием и экспериментальными установками.

Этого недостатка лишена ВЛР-анимация с интерактивной составляющей. Наиболее удачным, на наш взгляд, по содержанию и методике проведения являются ВЛР-анимации интерактивного характера из программного лабораторного комплекса SunSpire, созданного в Национальном исследовательском университете «ИТМО» (Институт информационных технологий, механики и оптики») [15]. Он включает в себя различные программы для имитационного выполнения лабораторных работ по основным разделам курсов общей физики. В этой программе показана методика выполнения пятнадцати лабораторных работ по общей физике с соответствующими описаниями и шести вариантов выполнения каждой лабораторной работы.

_Результаты

Программный лабораторный комплекс SunSpire, в котором предлагаются ВЛР-анимации интерактивного характера, применялся в МГУПП и МЭИ в период пандемии и применяется нами в дистанционном и очном обучении студентов в настоящее время. Было обнаружено, что при массовом проведении ВЛР в дистанционном формате студенты иногда несамостоятельно готовили отчеты по ВЛР. Эти негативные явления мы преодолевали, переводя работу студентов на индивидуальную траекторию. Для этого использовались два метода: метод расчетных таблиц и метод интерактивных тестов.

Такие таблицы создавались к лабораторным работам: «Изучение законов сохранения при соударении шаров», «Измерение показателя адиабаты у=Ср/С для воздуха методом Рейхардта», «Определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли», «Определение удельного заряда электрона методом магнитной фокусировки», «Изучение Закона Ома». Все эти ВЛР отличаются многозадачностью и большим количеством расчетов. Если нужно проверить работы всей бригады студентов в течение одного занятия, то это практически невозможно. Нужно не только самому преподавателю провести правильные расчеты, но и найти ошибки студентов. На помощь приходит программа, написанная средствами электронных таблиц, позволяющая внесением в соответствующие ячейки измеренных значений физических величин получить сразу все расчетные значения физических величин.

Рассмотрим расчетную таблицу для выполнения лабораторной работы «Закон Ома». В ней ставились цели: 1) знакомство с простейшими электрическими схемами и приобретение навыков работы с электронно-измерительными приборами; 2) экспериментальная проверка закона Ома для участка электрической цепи. На рис 1. Показана расчетная таблица для этой ВЛР.

Для каждого студента задавались значение сопротивления резистора, которое он устанавливал с помощью магазина сопротивлений, затем с помощью потенциометра устанавливал рекомендуемое напряжение и измерял силу тока - все эти величины заносились в таблицу. Студент самостоятельно считал сопротивление, абсолютные погрешности каждого измерения, инструментальную, случайную и полную погрешности, относительные погрешности измерения силы тока и напряжения. Преподаватель все эти погрешности определял с помощью расчетной таблицы.

А В с о | г с н 1 1

1 2,0 К|= 0,2 И = 0,2 п=

2 (Ом) 1075 (С) ио= 4,5 а= 0,35 5 1/11, Ом 4 1, МА

3 и, В 1, мА Я, Ом ДЯ, Ом Д1*г, Омг ДЯсл, Ом £(и) 0,000538 2,6

4 В 2,8 1071,4 2,8716 8,246 12,5717 0,02 0,000625 2,8

5 4 3,7 1081,1 -6,7809 45,981 ДЯинс,Ом Е(|) 0,000667 3,0

6 5 4,6 1087,0 12,656 160,18 21,5932 0,002 0,000714 3,2

7 6 5,6 1071,4 2,8716 8,246 ДИ, Ом ДИо, Ом 0,000769 3,4

8 7 6,6 1060,6 13,694 187,53 24,9362 2Д436 0,000833 3,8

9 среднее: 1074,3 сумма: 410,18 0,000909 4,1

10 К- Д[?< К, Ом < К + ДЯ 0,001 4,5

11 ДИполн, Ом: 1049 1075 1099

12 й(Ъ, Ом: 1072,2 1075 1076,4

13 ЛИсл, Ом: 1062 1075 1087

15 1 2 3 4 5 6 7 8

16 И, Ом 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

17 1, мА 4,5 4,1 3,8 3,4 3,2 3,0 2,8 2,6

18 Ом"1 0,001 0,00091 0,00083 0,00077 0,000714 0,00067 0,00063 0,00059

19 4,500 4,510 4,560 4,420 4,480 4,500 4,480 4,420

20 3 2,8 1071,4 2,8716 8,246 ДЯсл, Ом

21 4 3,7 1081,1 6,7809 45,981 12,5717

22 5 4,6 1087,0 -12,656 160,18 ДИинс,Ом

23 6 5,6 1071,4 2,8716 8,246 21,5932

24 7 6,6 1060,6 13,694 187,53 ДИ, Ом

25 среднее: 1074,3 сумма: 410,18 24,9362

26

/

/

/

----А /

/ 7

/

/

/

0.000000 0,000200 0,000400 0,000600 0.000000 0.001000 0.001200

1е(а) = 4,614

а = 77,772 (град)

Е = 2,540 (%)

Рисунок 1 Таблица для ВЛР «Закон Ома»

А & С 0 Ё Е в Н 1 1

1 2 3 4 60 = Цст} Я&16 =¡№1 1,4 = * п= 3

1 серия 2 серия 3 серия 3 серия

2,820 -0,020 3,300 -0,040 3,720 ■0,064 4,160 ■0,042

2,300 -0,040 3,340 0,000 3,760 ■0,024 4Д30 ■0,022

3 6 7 3 9 2,380 0,040 3,320 -0,020 3,520 0,036 4,230 0,023

2,340 0,000 3,3 80 0,040 3,790 0,006 4,160 -0,042

2,360 0,020 3,360 0,020 3,330 0,046 4,230 0,073

2,34 0,9467 3,34 1,1133 3,784 1,2613 4,202 1,4007

1,6 = □ (ст) 1,6 = И (ст) 1,6 = 0{ст) 1,6 =0(ст}

10 9,0 = V (л) 9,0 = V (л} 8,5 =У{Л} 8,5 = V (л)

п 15,0 =т(г} 20,0 = т (г) 15,2 = т (С) 19,0 = т (г}

12 13 14 15 16 17 1020 = Ро(мбар) 1000 = Рс(мбар) 1018 = Ро(мбар) 1050 = Ро(мбар)

0,01 = ЛЭ (см) 0,05 = ДУ(л} 0,05 = Дт (г} 0,01 = ДТинс (с)

корень йТ ел корень йТсл корень ДТ сл корень ДТсл

0,014142 ого!зоеь 0,014142 0,013086 0,020149 0,018645 0,023324 0,021582

суммарная 0,016 суммарная 0,016 суммарная 0,02115? суммарная 0,023786

0,015 масса 0,02 масса 0,0152 масса 0,019 масса

13 0,000201 площадь 0,000201 площадь 0,000201 площадь 0,000201 площадь

19 0,009 объем 0,009 объем 0,0085 объем 0,0085 объем

20 102732,2 давление 100976,3 да&ление 102542 давление 105927,5 давление

21

22 1,43 = ¥ 1,40 = У 0,77 =¥ 0,76

23 ± 1,4 ± 1,4 ± 1г4 ± 1,4

24 0,06 = йУ 0,06 = 0,03 = Д V 0,03 =

25 26 а>,иг0, аудита ф.и.о, студент

0,039259 =Шел 0,039259 пА*сл 0,055935 с л 0,064747 =ДЮ1

27 0,040512 =й1сум 0,040512 =Шсум 0,056522 =й!сум 0,065515 =Д1сум

25 0,013504 =йТ 0,013504 =йТ 0,018941 =ДТ 0,021838 =ДТ

29

Рисунок 2 Расчетная таблица для ВЛР «Измерение показателя адиабаты»

Во второй части эксперимента значение сопротивления устанавливались с помощью магазина сопротивлений, измерялась сила тока и строилась зависимость I(1/R). После проведения сглаживающей прямой через начало координат и экспериментальные точки, на ней выбирались две точки и по тангенсу угла наклона прямой, рассчитывалось напряжение U.

Приведем пример еще одной расчетной таблицы к ВЛР «Измерение показателя адиабаты Y=Cp/Cv для воздуха методом Рейхардта» (см. рис. 2).

В этой ВЛР число измерений равно 9, а число вычислений с учетом погрешностей доходило до 20. По расчетной таблице преподавателю сразу была понятна корректность измерений и вычислений. Первая проверка связана со значениями показателя адиабаты: если они равны 1,3-1,5, то значения времени измерены правильно. Вторая проверка касалась расчетов других физических величин, например давления, погрешностей измерений и вычислений. В таблице можно изменять число колебаний, и даже выяснять, сколько колебаний измерил студент. По расчетной таблице можно найти ошибки измерений и вычислений.

Расчетные таблицы в среде Excel создавались для проведения ВЛР в дистанционном формате, но в настоящее время мы используем их для контроля очной лабораторной работы, проведенной с помощью натурного эксперимента. В ВЛР каждому звену студентов задаются свои начальные параметры физической установки. При использовании метода расчетных таблиц самостоятельность студентов при выполнении ВЛР резко возрастала.

Еще один способ сделать выполнение ВЛР более самостоятельным. Это проведение отчета по ВЛР в виде интерактивного теста. В самом деле, фиксированное время выполнения теста и возможность варьирования параметров в разных вариантах теста практически исключают списывание работы. В самом деле, студенты выполняли свой вариант теста в течение 40-60 минут, где случайным образом выдаются вопросы по всему объему выполненной работы. Начиная с этого момента, работа студентов становилась индивидуальной.

В период дистанционного обучения мы проводили ВЛР-видеофильмы и ВЛР-анимации с интерактивной составляющей. При этом студенты сдавали письменные отчеты, а устные отчеты заменялись тестами. Причем в тестах были вопросы о составе оборудования к ВЛР, данных измерения и вычисления физических величин. Все теоретические вопросы к отчету по ВЛР тоже находились в интерактивном тесте. Среди них вопросы на формулировку определений основных понятий, выяснение смысла применяемых в ВЛР физических понятий и законов. При дистанционном выполнении таких работ студентами из теста можно было взять недостающие экспериментальные данные.

В нашей работе [11] мы приводили основные типы вопросов теста для отчета по ВЛР: 1) формулировки основных понятий целесообразно давать в форме выбора слов; 2) выяснения состава оборудования в форме вопроса множественного выбора; 3) схему (рисунок экспериментальной установки) чертить в форме эссе; 4) запись результатов измерений и вычислений физических величин в форме вопроса на соответствие; 5) результаты вычисления физических величин с учетом погрешностей целесообразно отражать в виде короткого ответа.

В таблице 2 приведен пример такого теста для выполнения ВЛР «Изучение интерференции света. Метод Юнга»

Таблица 2

Содержание интерактивного теста для ВЛР «Изучение интерференции света»

№ Вопрос Ответы

1 Измеряемые и вычисляемые физические величины. Приведите в соответствие физические величины и их наименования 1 ширина интерференционной полосы

с1 расстояние между щелями

0 расстояние от щелей до экрана

N число интерференционных максимумов

Л длина волны

2 Экспериментальная установка. Назовите оборудование, входящее в состав экспериментальной установки Газовый лазер, дифракционная решетка, пластинка со щелями, экран, штативы, регулировочные винты, лампа накаливания, линейка

3 Исторический опыт. Какой исторический опыт послужил основой для данной лабораторной работы? Френеля, Юнга, Ньютона, Гюйгенса.

4 Расчетная формула. Назовите основную расчетную формулу для данной лабораторной работы N^10, N0/^, ЭС^и ^/N0

5 Результаты измерений. Приведите в соответствие результаты измерений в опытах d=0,103 мм, D=200 мм [=10 мм, N=9

d=0,131 мм, D=200 мм [=11 мм, N=11

d=0,135 мм, D= 200 мм [=12мм, N=13

6 Среднее значение длины волны в нанометрах. Запишите среднее значение длины волны в нанометрах без указания единиц измерения. Ответ округлите до целых. 616, 617, 618

7 Интерференция света. Интерференция света - это явление [[1]] двух или нескольких [[2]] волн, при котором наблюдается [[3]] картина распределения [[4]] света. сложения, когерентных, устойчивая, интенсивностей, распределения, монохроматических, четкая, минимумов, максимумов

8 Основные части газового лазера. Назовите основные части газового лазера. блок питания, возбужденный уровень, газоразрядная трубка, перенаселенный уровень, отражающее зеркало, полупрозрачное зеркало, электроды, водяная рубашка охлаждения, баллоны с газом, насос для прокачки газа, постоянный магнит

9 Результаты вычислений. Приведите в соответствие результаты вычислений в опытах [./N=1,11 мм 572 нм

L/N=1 мм 655 нм

[/N=0,923 мм 623

10 Принцип работы лазера. Принцип работы лазера основан на явлении [[1]] излучения. [[2]] атом способен [[3]] фотон под действием другого фотона без [[4]], если энергия [[5]] равняется разности энергии [[6]] атома до и после излучения. Индуцированного, возбужденный, излучить, поглощение, последнего, уровней, интенсивного, поглощенный, поглотить, излучения, первого, орбиталей.

Такие тесты были созданы в среде Moodle и размещены в Электронной образовательной среде вузов. Они активно применялись в дистанционном формате, а в настоящее время и в очном формате, в том случае, когда соответствующую ВЛР-анимацию с интерактивной составляющей мы применяем как дополнительную к натурному физическому эксперименту.

_Обсуждение результатов

Применяя ВЛР-анимации с интерактивной составляющей, мы пришли к выводу, что от них совсем отказываться нельзя. Отечественные и зарубежные исследования показали преимущества виртуальных лабораторий по сравнению с физическими в отношении ненаблюдаемых явлений, таких как термодинамика, химические реакции или электричество. Студенты университета, которые «исследовали моделируемые электрические цепи, показывающие движущиеся электроны, приобрели больше теоретических знаний, чем те, которые выполнялись физической лабораторией» [28]. Такие же выводы были сформулированы при использовании студентами материалов виртуальной оптики, отображающих световые лучи. Они показали гораздо лучшие результаты по сравнению со студентами, которые использовали физические материалы.

Мы согласны с авторами [1; 6; 29], о том, что смешанное обучение эффективнее очного и заочного. В самом деле, при выполнении ВЛР у студентов эффективно формируются умения моделировать физические явления, а, выполняя реальные лабораторные работы, они учатся работать с оборудованием, создавать экспериментальные установки и измерять физические величины.

Полученные нами данные согласуются с мнением [13] о том, что ВЛР - важный компонент в создании Электронной образовательной среды университета. Все цифровые образовательные ресурсы - материальные и идеальные - должны быть продублированы в материальном и цифровом формате. Мы придерживаемся мнения о том, что ВЛР - эффективное средство для формирования интеллектуальных экспериментальных умений [20], но они не могут быть использованы как единственно возможные средства в обучении, без реального физического эксперимента.

На сайте [16] достаточно точно указано место ВРЛ в системе физического эксперимента: «категорически запрещается использовать виртуальные лабораторные работы вместо реальных, виртуальная работа служит лишь для отработки действий в реальной обстановке». Именно этой точки зрения мы придерживаемся в отношении ВЛР при обучении общей физике студентов технических вузов.

Мы не согласны с мнением [20] о возможности проведения домашнего физического практикума в технических вузах. Домашний эксперимент в технических вузах невозможен, т.к. приводит к необоснованному упрощению ЛР, нужны специальные физические приборы, в том числе измерительные. Мы поддерживаем мнение [13] о том, что ВЛР - важное средство индивидуализации обучения, вплоть до создания индивидуальных траекторий обучения. Решающую роль в этом играют тесты.

Мы придерживаемся мнения о том, что ВЛР могут применяться не только в случае дистанционного обучения физике, но и при реализации заочной и очно-заочной форм обучения в вузе. Кроме того, они отчасти решают проблемы отсутствия оборудования или являются дополнительным к натурному физическому эксперименту.

Наше исследование внесло свой вклад в процесс обучения физике студентов технического вуза с помощью ВЛР, а именно мы обосновали самый эффективный тип таких лабораторных работ - ВЛР-анимации с интерактивной составляющей, показали их возможность в формировании практических и интеллектуальных экспериментальных умений. Рассмотрели и обосновали методы индивидуализации обучения, а именно:

использования расчетных таблиц Excel для проведения проверки трудоемких расчетов при обработке результатов физического эксперимента; и использования интерактивных тестов для отчета студентов по ВЛР.

Заключение

Установлено, что ВЛР имеют свое значимое место в системе высшего технического образования, которое определяется доказанной эффективностью смешанного обучения над дистанционным и очным обучением. ВЛР - важный компонент в создании Электронной образовательной среды университета, требующей цифрового представления всех образовательных ресурсов. ВЛР являются важным элементом индивидуализации обучения, вплоть до создания индивидуальных траекторий обучения, однако они не могут быть использованы как единственно возможные средства в обучении, т.е. без реального физического эксперимента. ВЛР не могут применяться в качестве домашнего эксперимента с реальным оборудованием, которое приводит к необоснованному упрощению лабораторных работ.

Что особенно важно для студентов технических специальностей, ВЛР-анимации являются эффективным средством в формировании умений моделировать физические и технологические процессы, а ВЛР-анимации с интерактивной составляющей еще и для формирования умений собирать экспериментальные установки и производить измерения физических величин. Для индивидуализации работы студентов и контроля их самостоятельности в выполнении каждого этапа лабораторной работы нами созданы расчетные таблицы Excel и интерактивные тесты в среде Moodle. Они позволяют преподавателю преодолеть все трудности, связанные с проверкой и контролем выполнения студентами ВЛР.

_Благодарности

Выражаем благодарность научному редактору журнала «Перспективы науки и образования»

ЛИТЕРАТУРА

1. Ахмедов М.Б. Дистанционное обучение в Китае // Современное образование. Узбекистан, 2014. № 10. [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.rU/article/n/distantsionnoe-obuchenie-v-kitae. (дата обращения 1.04.2022).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. Виртуальная лабораторная работа «Определение модуля кручения проволоки». [Электронный ресурс]. URL: https://www.youtube.com/watch?v=YPUA-g_GldI. (дата обращения 1.04.2022).

3. Виртуальные лаборатории. [Электронный ресурс]. URL: https://vr-labs.ru/laboratories/ (дата обращения 1.04.2022).

4. Виртуальные лабораторные работы по физике. [Электронный ресурс]. URL: http://mediadidaktika.ru/ (дата обращения 1.04.2022).

5. Девяткин Е.М. Использование цифровых образовательных ресурсов по физике // Электронный научный журнал «Дневник науки», 2021, № 8. [Электронный ресурс]. URL: http://dnevniknauki.ru/images/ publications/2021/5/pedagogics/Devyatkin.pdf. (дата обращения 1.04.2022).

6. Кукина Е.А., Кулинская Е.В., Шиманская Г.С. Сравнительная характеристика проведения лабораторных и практических занятий по физике при очном и дистанционном обучении на основе их анализа студентами и преподавателями // Мир науки, культуры, образования. 2021. № 3. С. 301-305.

7. Лабораторная работа «Определение вязкости жидкости методом Стокса» [Электронный ресурс]. URL: https://www.youtube.com/watch?v=fC-1PBJCAi0 (дата обращения 1.04.2022).

8. Лабораторные работы для дистанционного обучения. Курс физики ВСГУТУ. [Электронный ресурс]. URL: http://www.курс-физики-всгуту.рф/labs_distant.html (дата обращения 1.04.2022).

9. Лукьяненко В.В., Порфиров П.А., Дацун Н.Н. Опыт разработки виртуальных лабораторных работ по физике // в сборнике конференции Информатика и компьютерные технологии, Москва, 2012. С. 281-288.

10. Машиньян А.А., Кочергина Н.В. Динамические средства графической наглядности // в сборнике Международной научно-практической конференции «Образовательное пространство в информационную эпоху» Москва, 2019. С. 930-942.

11. Машиньян А.А., Кочергина Н.В., Бею В.В. Цифровые лабораторные работы по общей физике // в сборнике Международной научно-практической конференции «Развитие науки и практики в глобально меняющемся мире в условиях рисков. Москва, 2022. С. 23-27.

12. Образование в мире, пережившим пандемию «COVID-19». URL: https://unesdoc.unesco.org/arlc/48223/ pf0000373717_rus.

13. Попов Ф.А., Ануфриева Н.Ю. Проблема электронного обучения в контексте комплексной информатизации вуза // в сборнике конференций «Актуальные проблемы и перспективы теории и практики современного образования». Горно-Алтайск, 2017. С. 184-186.

14. Портнов Ю.А., Мальшакова И.Л. Организация лабораторных работ в условиях дистанционного обучения // Проблемы современного образования. 2021. № 3. С. 218-226.

15. Программный лабораторный комплекс SunSpire. [Электронный ресурс]. URL: https://www.sunspire.ru/ products/physics2d/ (дата обращения 1.04.2022).

16. Сайт сверхзадача. [Электронный ресурс]. URL: http://sverh-zadacha.ucoz.ru/7/skrelin/models/11-8-2.html (дата обращения 1.04.2022).

17. Симуляторы по физике. [Электронный ресурс]. URL: https://phet.colorado.edu/en/simulations/filter?subjects= physics&type=html,prototype (дата обращения 1.04.2022).

18. Статья 16. Реализация образовательных программ с применением электронного обучения и дистанционных образовательных технологий. Закон «Об образовании в Российской Федерации» [Электронный ресурс]. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_140174/9ab9b85e5291f25d6986b5301ab79c23f0055 ca4/ (дата обращения 1.04.2022).

19. Учебное и лабораторное оборудование. [Электронный ресурс]. URL: http://uilomsk.ru/virtual_lab/physics/ (дата обращения 1.04.2022).

20. Штейн Б.М., Веселова С.В. Дистанционное обучение: Лабораторный практикум по физике. Дома и на природе // Мир науки, культуры, образования, 2017. №1. С. 188-190.

21. Электронное приложение к учебнику физики 7 класс. УМК по физике «Сферы». [Электронный ресурс]. URL: http://sfery.ru/physics/about/199/2205/ (дата обращения 1.04.2022).

22. Aljuhani K., Sonbul M., Althabiti M, Meccawy M. Creating a Virtual Science Lab (VSL): the adoption of virtual labs in Saudi schools. Smart Learning Environments, 2018, vol 5, n. 16. URL: https://link.springer.com/article/10.1186/ s40561-018-0067-9

23. Alkhaldi Т., Pranata I., Athauda R. A review of contemporary virtual and remote laboratory implementat ions: observations and findings. Journal of Computers in Education, 2016, vol. 3, pp. 329-351. URL: https://link.springer. com/article/10.1007/s40692-016-0068-z.

24. Ausburn L.J. Ausburn F.B. New desktor virtual reality technology in technical education. Journal of Educational Technology, 2008, vol. 4, no. 4, pp.48-61. URL: https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1097807.pdf

25. Darrah M., Humbert R., Finstein J., Simon M., Hopkins J. Are Virtual Labs as Effective as Hands-on Labs for Undergraduate Physics? A Comparative Study at Two Major Universities. Journal of Science Education and Technology, 2014, vol.23, pp. 803-814. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s10956-014-9513-9.

26. Gnesdilow D., Puntambekar S., Comparing Middle School Students' Science Explanations During Physical and Virtual Laboratories. Journal of Science Education and Technology, 2022, vol. 31, pp. 191-202. URL: https://link. springer.com/article/10.1007/s10956-021-09941-0

27. Reeves S.M., Crippen K.J. Virtual Laboratories in Undergraduate Science and Engineering Courses: a Systematic Review, 2009-2019. Journal of Science Education and Technology, 2021, vol. 30, pp. 16-30. URL: https://link. springer.com/article/10.1007/s10956-020-09866-0.

28. Seifan M., Robertson N., Berenjian A. Use of virtual learning to increase key laboratory skills and essential non-cognitive characteristics. Education for Chemical Engineers, 2020, vol. 33, pp. 66-75. URL: https://www. sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1749772820300440?via%3Dihub.

29. Ton de Jong, Linn M.C., Zacharia Z.C. Physical and virtual laboratories in science and engineering education. Science, 2013, vol. 340, Issue 6130, pp. 305-308. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23599479/.

REFERENCES

1. Akhmedov M.B. Distance learning in China. Modern education. Uzbekistan, 2014. no. 10. Available at: https:// cyberleninka.ru/article/n/distantsionnoe-obuchenie-v-kitae. (accessed 1.04.2022). (in Russ.)

2. Virtual laboratory work "Determination of the wire torsion module". Available at: https://www.youtube.com/ watch?v=YPUA-g_GldI. (accessed 1.04.2022). (in Russ.)

3. Virtual laboratories. Available at: https://vr-labs.ru/laboratories / (accessed 1.04.2022). (in Russ.)

4. Virtual laboratory work in physics. Available at: http://mediadidaktika.ru / (accessed 1.04.2022). (in Russ.)

5. Devyatkin E.M. The use of digital educational resources in physics. Electronic scientific journal "Diary of Science", 2021, no. 8. Available at: http://dnevniknauki.ru/images/publications/2021/5Zpedagogics/Devyatkin.pdf. (accessed 1.04.2022). (in Russ.)

6. Kukina E.A., Kulinskaya E.V., Shimanskaya G.S. Comparative characteristics of laboratory and practical classes in physics in full-time and distance learning based on their analysis by students and teachers. World of Science, culture, education, 2021, no. 3, pp. 301-305. (in Russ.)

7. Laboratory work "Determination of liquid viscosity by the Stokes method". Available at: https://www.youtube. com/watch?v=fC-1PBJCAi0 (accessed 1.04.2022). (in Russ.).

8. Laboratory work for distance learning. VSGUT physics course. [electronic resource]. Available at: http://www.Kypc-$M3MKM-Bcryiy .p$/labs_distant.html (accessed 1.04.2022). (in Russ.)

9. Lukyanenko V.V., Porfirov P. A., Datsun N.N. Experience in developing virtual laboratory work in physics. In the collection of the conference Informatics and Computer Technologies, Moscow, 2012. pp. 281-288. (in Russ.)

10. Mashinyan A.A., Kochergina N.V. Dynamic means of graphic. Collection of the International scientific and practical Conference "Educational space in the information age". Moscow, 2019. pp. 930-942. (in Russ.)

11. Mashinyan A.A., Kochergina N.V., Beyu V.V. Digital laboratory work on general physics. In the collection of the International scientific and practical conference "Development of science and practice in a globally changing world under conditions of risks. Moscow, 2022. (in Russ.)

12. Education in the world that survived the COVID-19 pandemic. Available at: https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/ pf0000373717_rus. (in Russ.)

13. Popov F.A., Anufrieva N.Yu. The problem of e-learning in the context of complex informatization of the university. In the collection of conferences "Actual problems and prospects of theory and practice of modern education". Gorno-Altaysk, 2017. pp. 184-186. (in Russ.)

14. Portnov Yu.A., Malshakova I.L. Organization of laboratory work in the conditions of distance learning. Problems of modern education, 2021, no. 3, pp. 218-226. (in Russ.)

15. SunSpire Software Laboratory complex. Available at: https://www.sunspire.ru/products/physics2d / (accessed 1.04.2022). (in Russ.)

16. The super task site. Available at: http://sverh-zadacha.ucoz.ru/7/skrelin/models/11-8-2.html (accessed 1.04.2022). (in Russ.)

17. Physics simulators. Available at: https://phet.colorado.edu/en/simulations/filter?subjects=physics&type=html,pro totype (accessed 1.04.2022).

18. Article 16. Implementation of educational programs using e-learning and distance learning technologies. The Law "On Education in the Russian Federation". Available at: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_140 174/9ab9b85e5291f25d6986b5301ab79c23f0055ca4 / (accessed 1.04.2022). (in Russ.)

19. Educational and laboratory equipment. Available at: http://uilomsk.ru/virtual_lab/physics/ (accessed 1.04.2022). (in Russ.)

20. Stein B.M., Veselova S.V. Distance learning: Laboratory workshop in physics. At home and in nature. World of Science, Culture, Education, 2017, no. 1. pp. 188-190. (in Russ.)

21. Electronic appendix to the physics textbook 7th grade. UMK in physics "Spheres". Available at: http://sfery.ru/ physics/about/199/2205 / (accessed 1.04.2022). (in Russ.)

22. Aljuhani K., Sonbul M., Althabiti M, Meccawy M. Creating a Virtual Science Lab (VSL): the adoption of virtual labs in Saudi schools. Smart Learning Environments, 2018, vol 5, no. 16. DOI: 10.1186/s40561-018-0067-9

23. Alkhaldi T., Pranata I., Athauda R. A review of contemporary virtual and remote laboratory implementat ions: observations and findings. Journal of Computers in Education, 2016, vol. 3, pp. 329-351. DOI: 10.1007/s40692-016-0068-z.

24. Ausburn L.J. Ausburn F.B. New desktor virtual reality technology in technical education. Journal of Educational Technology, 2008, vol. 4, no. 4, pp.48-61. Available at: https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1097807.pdf

25. Darrah M., Humbert R., Finstein J., Simon M., Hopkins J. Are Virtual Labs as Effective as Hands-on Labs for Undergraduate Physics? A Comparative Study at Two Major Universities. Journal of Science Education and Technology, 2014, vol. 23, pp. 803-814. DOI: 10.1007/s10956-014-9513-9

26. Gnesdilow D., Puntambekar S., Comparing Middle School Students' Science Explanations During Physical and Virtual Laboratories. Journal of Science Education and Technology, 2022, vol. 31, pp. 191-202. Available at: https:// link.springer.com/article/10.1007/s10956-021-09941-0

27. Reeves S.M., Crippen K.J. Virtual Laboratories in Undergraduate Science and Engineering Courses: a Systematic Review, 2009-2019. Journal of Science Education and Technology, 2021, vol. 30, pp. 16-30. Available at: https:// link.springer.com/article/10.1007/s10956-020-09866-0.

28. Seifan M., Robertson N., Berenjian A. Use of virtual learning to increase key laboratory skills and essential non-cognitive characteristics. Education for Chemical Engineers, 2020, vol. 33, pp. 66-75. Available at: https://www. sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1749772820300440?via%3Dihub

29. Ton de Jong, Linn M.C., Zacharia Z.C. Physical and virtual laboratories in science and engineering education. Science, 2013, vol. 340, Issue 6130, pp. 305-308. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23599479/

Информация об авторах Машиньян Александр Анатольевич

(Россия, г. Москва) Профессор, доктор педагогических наук, профессор кафедры физики им. В.А.Фабриканта Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт» E-mail: mash404@mail.ru ORCID ID: 0000-0001-5937-9367 Scopus AuthorID: 57211061596 ResearcherlD: AAW-8504-2021

Кочергина Нина Васильевна

(Россия, г. Москва) Профессор, доктор педагогических наук, профессор

кафедры физико-математических дисциплин Московский государственный университет пищевых производств E-mail: kachergina@mail.ru ORCID ID: 0000-0001-6841-6369 Scopus AuthorID:57211059901 ResearcherID: AAW-8448-2021

Бирюкова Ольга Витальевна

(Россия, г. Москва) Старший преподаватель кафедры физики им.

В.А.Фабриканта Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт» E-mail: BiriukovaOV@yandex.ru Scopus AuthorID: 57203129027

Бабаев Джамиль Джониевич

(Россия, г. Москва) Доцент, кандидат технических наук, доцент кафедры физики им. В.А.Фабриканта Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт» E-mail: Docent1970mei@gmail.com ORCID ID: 0000-0001-8378-8726

Information about the authors

Alexander A. Mashinyan

(Russia, Moscow) Professor, Dr. Sci. (Educ.), Professor of the Department of Physics named after V. A. Fabrikant Moscow Power Engineering Institute (MPEI) E-mail: mash404@mail.ru ORCID ID: 0000-0001-5937-9367 Scopus Author ID: 57211061596 ResearcherID: AAW-8504-2021

Nina V. Kochergina

(Russia, Moscow) Professor, Dr. Sci. (Educ.), Professor of Physics and Mathematics Department Moscow State University of Food Production E-mail: kachergina@mail.ru ORCID ID: 0000-0001-6841-6369 Scopus Author ID: 57211059901 ResearcherID: AAW-8448-2021

Olga V. Biryukova

(Russia, Moscow) Senior Lecturer, Department of Physics named after V. A. Fabrikant Moscow Power Engineering Institute (MPEI) E-mail: BiriukovaOV@yandex.ru Scopus Author ID: 57203129027

Dzhamil Dzh. Babayev

(Russia, Moscow) Associate Professor, Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the Department of Physics named

after V. A. Fabrikant Moscow Power Engineering Institute (MPEI) E-mail: Docent1970mei@gmail.com ORCID ID: 0000-0001-8378-8726

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.