В помощь школьникам и педагогам: как работают виртуальные лаборатории МЭШ
Сегодня проводить различные эксперименты, изучать физические законы и языки программирования, и даже конструировать роботов можно в удобном месте и в любое время. Для этого не нужно скачивать специальные программы и изучать инструкции или читать одновременно несколько методичек. Чтобы дети могли безо всяких препятствий погрузиться в содержание по предметам, закрепить свои знания, а учителя имели возможность дополнительно проиллюстрировать тему во время уроков, в «Московской электронной школе» разработали виртуальные лаборатории. Чем они могут быть полезны в материале редакции.
Моделируем параметры окружающей среды и измеряем длину волны света
В библиотеке МЭШ доступно пять виртуальных лабораторий по физике. В них содержится большой каталог различного оборудования, с помощью которого можно проводить эксперименты по оптике, механике, термо- и электродинамике. Также для удобства разработчики сделали систему подсказок. Наблюдать за физическими процессами и явлениями будет интересно и тем, кто далек от мира науки.
В этом году для учеников 8–11 классов появилась новая виртуальная лаборатория «Электромагнитное поле. Фарадей». Здесь юные экспериментаторы могут использовать широкий набор оборудования для проведения экспериментов по электростатике, магнитостатике и электромагнетизму. Сам процесс и результаты работы можно сохранить в лаборатории для дальнейшего использования или обсуждения.
Для углубленного изучения основных законов геометрической и волновой оптики подходит лаборатория «Оптика». С помощью нее, например, можно попробовать определить оптические свойства линз и зеркал или измерить длину волны света в спектре видимого диапазона или лазера. А смоделировать различные эксперименты по статике, гидростатике, кинематике, динамике и законам сохранения позволит виртуальная лаборатория «Механика». Кстати, можно изменять свойства или состояния объектов, например, увеличивать или уменьшать длину маятника.
В «шкафу» виртуальной лаборатории «Молекулярная физика и термодинамика» есть все необходимое оборудование для того, чтобы изучить тепловые явления и даже моделировать параметры окружающей среды. При проведении опытов можно активировать некоторые объекты, например, включить горелку или кондиционер.
С помощью лаборатории «Электродинамика» у ребят есть возможность не только проводить эксперименты, но и готовиться к олимпиадам и государственным экзаменам по физике. Но ключевая особенность этой виртуальной лаборатории – создание «черных ящиков», экспериментальных задач. Это отличный вариант для проверки знаний школьников. Только с последним нужно быть аккуратными при выполнении работ: несмотря на то, что весь эксперимент – симуляция, существует вероятность «поломки» приборов.
Учим пять языков программирования и тестируем роботов
Для ребят, увлекающихся программированием, в этом году открылась новая лаборатория по информатике, в которой опубликовано более девяти тысяч заданий для проверки знаний. Для школьников 7–11 классов доступны 254 курса по программированию. В частности, они могут самостоятельно изучить языки программирования, такие как C#, С++, Python, Java, Pascal, или подготовиться к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам. В лаборатории можно сохранить работу целиком или на определенном этапе, чтобы потом ее продолжить.
Среди виртуальных лабораторий по предмету «Технология» – «Построение логических схем», «Моделирование роботов», «Использование микроконтроллеров» и «Логитариум».
Используя ресурсы первой лаборатории, школьники знакомятся с современной электронной техникой и схемотехникой, изучают основы дискретной математики, алгебры логики и цифровой электроники. Полезна эта виртуальная среда и педагогам, которые ведут занятия в предпрофессиональных классах.
Сделать первые шаги в робототехнике, сконструировать и запрограммировать собственного робота, а также провести увлекательные эксперименты работая с ним, школьники могут в лаборатории «Моделирование роботов». Ее уникальность заключается в возможности создания своего испытательного полигона для тестирования роботов в условиях, приближенных к реально проводимым чемпионатам и олимпиадам.
Виртуальная лаборатория «Использование микроконтроллеров» дает возможность подготовиться к Олимпиаде Кружкового движения НТИ и чемпионатам профессионального мастерства. Здесь ребята могут освоить базовые принципы построения электронных схем на базе программируемого микроконтроллера. Лаборатория идеально подходит и для организации проектной и исследовательской деятельности школьников.
«Логитариум» – это пространство, где ребята в форме игры знакомятся со сложнейшими механизмами и учатся разбираться в принципах взаимодействия между объектами. Решая головоломки по аналогии с тестами Беннета, школьники развивают логику и технические способности. Виртуальная лаборатория может использоваться учителями, чтобы объяснить тему урока и продемонстрировать устройства из мира техники и механики. Здесь также можно проводить различные интеллектуальные соревнования.
Учитель информатики «Цифровой школы» Владислав Попов считает, что такая интерактивная образовательная среда позволяет организовать практико-ориентированное обучение школьников. На своих уроках информатики он использует виртуальные лаборатории не только по своему предмету, но и по технологии.
«При изучении логики на уроках информатики мы используем виртуальные лаборатории для построения логических схем и понимания основ цифровой схемотехники. Здесь можно не только показать работу простейших логических вентилей, но и изучить структуру более сложных устройств, например, дешифратора или полусумматора. Виртуальные лаборатории по технологии позволяют не только создавать цифровые схемотехнические решения на уроках информатики, но и учиться программированию устройств на уроках робототехники или работе с платформой Ардуино на уроках схемотехники», – отмечает Владислав Попов.
Рассматриваем жизненные циклы клеток
Изучать строение, функции и жизненные циклы растительной, животной или бактериальной клетки школьники могут с помощью десяти виртуальных лабораторий по разделу биологии «Цитология». Использование 3D-визуализации и виртуальных микроскопов дает возможность лучше рассмотреть отдельные клетки. Для закрепления пройденного материала можно решить интерактивные задачи или ответить на вопросы викторины.
Делаем чертежи
Школьники также могут в интерактивном формате освоить азы черчения. Эта лаборатория ориентирована на учеников 7–11 классов. Ее материалы позволяют развить навыки анализа и построения чертежей различной сложности. В работе используются те же инструменты, что и во время черчения на бумаге: карандаш, циркуль, транспортир. Ребята могут не бояться совершать ошибки: в этом случае можно воспользоваться виртуальным ластиком. Итогом работы станет чертеж детали выбранного формата от А4 до А0, содержащий всю необходимую информацию.
А что еще?
Учитель школы № 37 Наталья Рощина вместе со своими учениками работает в виртуальных лабораториях по математике, в числе которых «Планиметрия», «Стереометрия» и «Графики функций». Здесь ребята знакомятся с основными геометрическими объектами, учатся создавать интерактивные чертежи, строить графики функций. По мнению педагога, это отличный инструмент, который помогает разнообразить образовательный процесс, сделать предмет интересным для учащихся. А еще виртуальные лаборатории позволяют наглядно продемонстрировать применение математики в реальной жизни.
Например, ученики 9–10 классов нашей школы с помощью виртуальной лаборатории выполнили мини-исследование, посвященное прогулкам по Москве. Они решали задачу и выясняли, какой путь от станции метро «Маяковская» до станции «Курская» короче: по Садовому кольцу или через центр, через Красную площадь? С помощью инструментов виртуальной лаборатории ребята выполняли построения, находили необходимые величины, делали выводы
рассказывает Наталья Рощина
Для того чтобы начать работать в виртуальной лаборатории, необходимо авторизоваться на school.mos.ru, выбрать сервис «Библиотека», перейти в раздел «Каталог», открыть вкладку «Лаборатории» и среди предложенных материалов выбрать интересующий вариант.