ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВИРТУАЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРИЙ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК

для успешной интеграции AR в образовательный процесс необходимо проводить дополнительные исследования и разрабатывать новые методы и подходы, а также обеспечивать доступность и совместимость AR-технологий с различными устройствами и платформами.

© Лешкова О.В., Лунëв К.А., 2023

УДК 62

Лешкова О.В., Лунёв К.А.

студент,

Благовещенский государственный педагогический университет ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВИРТУАЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРИЙ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК

Аннотация

В статье рассматриваются возможности и преимущества использования виртуальных лабораторий для изучения естественных наук, а также их влияние на образовательный процесс. Описываются успешные примеры виртуальных лабораторий и предлагаются концепции для создания новых лабораторий. Рассмотрены особенности виртуальных лабораторий, такие как безопасность, экономия ресурсов, гибкость и индивидуализация обучения.

Ключевые слова:

виртуальные лаборатории, естественные науки, образование, безопасность, экономия ресурсов, гибкость, индивидуализация обучения, междисциплинарность.

Keywords:

virtual laboratories, natural sciences, education, safety, resource efficiency, flexibility, individualized learning, interdisciplinarity.

В современном образовании естественные науки занимают важное место, и инновационные методы обучения неизбежно должны включать их изучение. Виртуальные лаборатории стали одним из ключевых инструментов для обучения студентов естественным наукам. Они обеспечивают доступ к качественному образованию для всех, предоставляя возможность проводить эксперименты и изучать природные явления в безопасной и контролируемой среде.

В данной статье мы рассмотрим особенности использования виртуальных лабораторий для изучения естественных наук, приведем примеры успешных проектов и предложим несколько концепций для создания новых лабораторий.

Особенности использования виртуальных лабораторий:

• Безопасность: виртуальные лаборатории позволяют студентам проводить опасные эксперименты, не подвергая себя риску. Это особенно важно при работе с химическими реакциями, радиоактивными материалами или биологическими образцами.

• Экономия ресурсов: виртуальные лаборатории снижают расходы на оборудование, реагенты и обслуживание, делая образование более доступным и экологичным.

issn 2410-6070

международный научный журнал «инновационная наука»

№ 5-2 / 2023

• Гибкость и масштабируемость: виртуальные лаборатории обеспечивают доступ к образовательным ресурсам в любое время и с любого устройства, что позволяет студентам учиться в удобном для них темпе.

• Индивидуализация обучения: виртуальные лаборатории позволяют преподавателям адаптировать обучение под нужды каждого студента, учитывая его знания и предпочтения.

• Междисциплинарность: виртуальные лаборатории способствуют интеграции знаний из различных научных дисциплин, помогая студентам увидеть связь между разными явлениями и концепциями.

Примеры успешных проектов виртуальных лабораторий:

• "PhET Interactive Simulations" (ФЕТ Интерактивные симуляции) - это проект, разработанный Университетом Колорадо в Боулдере. Он предлагает множество интерактивных симуляций, связанных с физикой, химией, биологией, землеведением и математикой. Симуляции позволяют студентам исследовать различные явления, проводить эксперименты и наблюдать изменения в реальном времени. Этот проект получил множество наград и признаний за свою инновационность и эффективность в образовательном процессе.

Рисунок 1 - Список симуляций PhET Interactive Simulations

• "Labster" - это компания, предлагающая виртуальные лаборатории для студентов, изучающих естественные науки. Она предоставляет платформу для проведения виртуальных экспериментов, моделирования процессов и анализа данных. Labster сотрудничает с университетами и школами по всему миру, предоставляя свои услуги для улучшения качества образования и уровня подготовки студентов.

• "The Virtual Genetics Lab" (Виртуальная генетическая лаборатория) - это проект, созданный Британским генетическим обществом. Он предоставляет студентам возможность изучать генетику и молекулярную биологию через интерактивные симуляции и виртуальные эксперименты. Студенты могут изучать генетические концепции, такие как наследственность, мутации и генетический инжиниринг, в контролируемой и безопасной среде.

Рисунок 2 - Список симуляций The Virtual Genetics Lab

Концепции виртуальных лабораторий для будущего:

• Виртуальная астрономическая лаборатория: создание платформы для изучения астрономии и космических исследований. Студенты могут проводить наблюдения за звездами, планетами и галактиками, используя виртуальные телескопы и инструменты. Также они могут проводить симуляции движения небесных тел и изучать физические явления, такие как гравитация и космические столкновения.

• Виртуальная экологическая лаборатория: платформа для изучения экосистем и взаимодействия между организмами и окружающей средой. Студенты могут изучать разнообразные экосистемы, от тропических джунглей до полярных ледников, наблюдать за поведением животных и растений, а также анализировать влияние человеческой деятельности на окружающую среду. Эта концепция может также включать симуляции климатических изменений и их последствий.

• Виртуальная нейронаука лаборатория: интерактивная платформа для изучения мозга и нервной системы. Студенты могут проводить виртуальные эксперименты по изучению структуры и функций мозга, наблюдать за работой нейронов и проводить мозговые исследования с использованием виртуальных инструментов, таких как фМРТ или электроэнцефалография.

• Виртуальная квантовая лаборатория: платформа для изучения квантовой физики и теории относительности. Студенты могут проводить эксперименты, связанные с квантовыми явлениями, такими как суперпозиция, запутанность и туннельный эффект, а также изучать основы теории относительности и ее применение в космических исследованиях.

• Виртуальная геологическая лаборатория: платформа для изучения геологии, минералогии и петрографии. Студенты могут изучать различные виды пород и минералов, проводить виртуальные эксперименты на определение их свойств и применять полученные знания для понимания геологических процессов, таких как вулканизм, землетрясения и эрозия.

Виртуальные лаборатории представляют собой мощный инструмент для изучения естественных наук, который обладает рядом преимуществ, таких как безопасность, экономия ресурсов, гибкость и индивидуализация обучения. Успешные примеры виртуальных лабораторий, такие как PhET Interactive Simulations, Labster и The Virtual Genetics Lab, показывают, что такие технологии могут существенно улучшить качество образования и сделать его более доступным для студентов по всему миру.

Концепции виртуальных лабораторий, представленные в этой статье, такие как астрономическая, экологическая, нейронаука, квантовая и геологическая лаборатории, могут стать отправной точкой для разработки новых образовательных проектов. Важно продолжать интегрировать виртуальные лаборатории в учебные программы, чтобы студенты могли получать современное и практическое образование, которое поможет им развиваться в профессиональной и академической сфере.

Внедрение виртуальных лабораторий также способствует междисциплинарному подходу к обучению, что позволяет студентам увидеть связь между различными научными дисциплинами и использовать полученные знания для решения сложных проблем. В долгосрочной перспективе, использование виртуальных лабораторий может стимулировать развитие новых исследовательских проектов и научных открытий, а также внести значительный вклад в образование и науку в целом.

В заключение, виртуальные лаборатории являются мощным инструментом для обучения естественных наук, и их потенциал еще далеко не исчерпан. Учитывая стремительное развитие технологий и постоянно меняющиеся потребности образования, виртуальные лаборатории продолжат развиваться и адаптироваться, чтобы обеспечить студентам лучшие возможности для получения знаний и опыта, который будет им необходим в XXI веке.

© Лешкова О.В., Лунёв К.А., 2023

УДК 62

Максутов Т.А.

инженер-конструктор, АО «НИИ командных приборов»,

г. Санкт-Петербург, РФ Пономарева Ю.А.

инженер 1 категории, АО «НИИ командных приборов»,

г. Санкт-Петербург, РФ

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОДЕРНИЗАЦИИ ГИРОИНТЕГРАТОРОВ ДЛЯ РАБОТЫ В СОСТАВЕ КОМПЛЕКСА КОМАНДНЫХ ПРИБОРОВ. ПУТИ ДОСТИЖЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Аннотация

Основной темой доклада является разработка малогабаритного гироинтегратора с улучшенной стойкостью к вибро- и ударным нагрузкам и увеличенным ресурсом.

Представлены способы улучшения стойкости к вибро- и ударным нагрузкам, представлены пути увеличения ресурса прибора, приведены предварительные результаты конструирования, макетирования и испытаний новых решений. Рассмотрены возможности улучшения точностей гироинтегратора.

Ключевые слова

Гироинтеграторы, модернизация, характеристики, датчики, прибор, вибронагрузки.

1.Введение

В связи с тем, что в современном приборостроении требуются всё более и более стойкие к высоким перегрузкам приборы, обладающие, в то же время, высокими точностными характеристиками, малыми габаритами и высокой износостойкостью деталей и узлов, в разработках необходимо применять инновационные технологические решения.

В статье представлены предварительные результаты работ, целью которых является создание гироинтегратора (ГИ), обеспечивающего требования по точностным, динамическим, габаритно-массовым характеристикам и обладающего повышенным ресурсом.

1.1 Назначение и область применения гироинтегратора

ГИ предназначен для измерения приращений составляющей кажущейся скорости по направлению