Применение компьютера в физической лаборатории

Ôèçè÷åñêîå îáðàçîâàíèå â âóçàõ. лаборатории Ò. 9, ¹ 1, 2003 Применение компьтера в физической

155

Применение компьютера в физической лаборатории М.Б. Шапочкин, Ю.Б. Панкрашкин Московский энергетический институт (ТУ) 111250, Москва, Красноказарменная, д.14, тел. (095) 362!77!55 Описан один из возможных вариантов применений компьютеров в учебной лаборатории практикума общего курса физики ! программа методической поддержки (ПМП) лабораторых работ, выполняемых студентами на реальных лабораторных стендах. ПМП лабораторной работы по разделу “Молекулярная Физика”. “Определение коэффициента внутреннего трения жидкости по методу Стокса” представлена на сайте кафедры физики МЭИ им. В.А. Фабриканта по адресу: http://phf.mpei.ac.ru/stocks/laba6.htm.

Стремительное увеличение количества компьютеров на кафедрах физики при незначительных темпах развития натурного эксперимента, создает предпосылки для замещения реального физического эксперимента лабораторными работами на компьютерах. При изучении общего курса физики в технических вузах, такая негативная тенденция влияет на концепцию общего курса физики как науки, в основе которой лежит эксперимент. Однако, нельзя игнорировать такие уникльные возможности применения компьютеров при проведении и подготовки физического эксперимента как: автоматизация измерений, сбор и обработка больших массивов экспреиментальных данных, создание математических моделей и проведение численного моделирования для опрделения оптимальных условий работы установки и т.д. Таким образом, концепция применения компьютеров в учебной лаборатори должна зеркально отражать сложившиеся потребности научной физической лаборатории в использовании компьютеров. Одним из возможных применений компьютеров в учебной лаборатории практикума общего курса физики является создание программ методической поддержки (ПМП) лабораторых работ, выполняемых студентами на реальных лабораторных стендах. Создана ПМП лабораторных работ по разделу курса общей физики “Молекулярная физика”. ПМП позволяет студенту работать с компьютером в диалоговом режиме и не требует предварительного обучения или знания алгоритмических языков. Она позволяет: ! ознакомиться с описанием лабораторной работы, которое включает теоретические основы эксперимента, описание лабораторного стенда и методики выполнения работы; ! моделировать проведение эксперимента на компьютере с учетом конструктивных особенностей реальной лабораторной установки;

156

М.Б. Шапочкин, Ю.Б. Панкрашкин

! редактировать протокол лабораторной работы и распечатывать его на принтере; ! вопросы для проверки знаний студента. ПМП в первую очередь нужна для домашней подготовки студента к выполнению лабораторной работы в лаборатории кафедры. Поэтому нами созданное ПМП лабораторной работы “Определение коэффициента внутреннего трения жидкости по методу Стокса”, представлено на сайте кафедры физики МЭИ имени В.А. Фабриканта по адресу: http://phf.mpei.ac.ru/stocks/laba6.htm. В настоящее время имеется свободный доступ к сайту, поэтому все желающие могут пользоваться ПМП. Внедрение такого рода ПМП на первых семестрах обучения студента в лаборатории оправдано, поскольку студент, сидя дома за своим компьютером, ознакомится в интерактивном режиме не только с устройством реальной лабораторной установки и принципом ее работы, но и получает протокол численного моделирования эксперимента. Можно ожидать, что такой студент аккуратнее и быстрее будет работать на дорогостоящей реальной установке при выполнеии эксперимента на лабораторном занятии. Применение ПМП в учебном процессе позволяет: ! проверить домашнюю подготовку студента в режиме интерактивного моделирования, повысить ответственность студентов к подготовке и выполнению лабораторных работ; ! освободить преподавателя от большого объема проверки вычислений в отчетах студентов, что дает возможность уделить больше внимания на обучение физики исследуемых явлений; ! индивидуализировать обучение студентов введением в программу различных вариантов выполнения работ и расчетных заданий; ! увеличить объем полезной работы для изучения физики за счет уменьшения выполняемых “вручную” расчетов.