Искандеров, Н. Ф. Методические возможности физического симулятора Algodoo как помощника в изучении раздела «Механика» школьного курса физики / Н. Ф. Искандеров, О. Г. Бойчук. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 39 (277). — С. 240-244. — URL: https://moluch.ru/archive/277/62600/ (дата обращения: 26.05.2023).
В статье рассматривается пример использования новых информационных технологий, а конкретно физического симулятора Algodoo при изучении раздела «Механика» школьного курса физики.
Ключевые слова: Algodoo, физический симулятор, цифровые интерактивные модели, новые информационные технологии в образовании, информационные ресурсы образовательного назначения.
Основной формой организации учебной деятельности является урок. Исходя из данной формулировки, наблюдается множество самых разных методических рекомендаций по построению урока.
Согласно Федерального государственного образовательного стандарта среднего (полного) общего образования (далее — ФГОС) [5], перед каждой школой ставится задача, воспитать гражданина, который будет соответствовать требованиям современного общества. Будет общителен, целеустремлен, неординарен в своих умственных способностях и способен правильно ориентироваться в предоставляемой ему информации.
Algodoo — Tutorial — The Basics
Определяющим звеном ФГОС являются требования к результатам освоения образовательной программы. Стандарт ориентируется на личностные, предметные и метапредметные результаты обучающегося. В федеральном государственном образовательном стандарте делается акцент на необходимость использования более современных и более эффективных образовательных технологий. Исходя из применения подобных технологий на уроках, лучше всего демонстрируется деятельность обучающихся. Исходя из требований ФГОС, урок физики должен быть:
− личностно развивающим (быть направленным на развитие личностных качеств обучающихся);
− метапредметным (быть интегрированным с другими предметами) [4].
Если урок физики является компетентностно ориентированным, то в него должны быть включены следующие функции:
− обучение должно проводиться так, чтобы возможно было применять эти знания в повседневной жизни;
− должны вырабатываться универсальные способы деятельности, применимые к самым различным предметным областям;
− предусматривается выработка у учащихся способов работы с приобретенными знаниями [2].
Исходя из требований ФГОС, современный урок должен быть не только предметом передачи знаний, но и должен являться инструментом воспитания личных качеств учащихся. На успешность подобного урока влияет сам учитель, его способность применять современные методики, индивидуально подходить к каждому из учащихся, грамотно и творчески использовать новые информационные технологии.
Урок физики с применением новых информационных технологий является уроком новым и уроком, сохраняющим связи с традиционными методиками. Процесс подготовки урока с использованием новых информационных технологий основан на общепринятых этапах урока:
− определение целей и задач урока;
− выбор подходящего материала к уроку (определение технологической карты).
Уровень качества усвоенного материала на уроке физики зависит от содержания, атмосферы урока и его методической наполненности. Согласно требованиям ФГОС, урок физики должен проходить в рамках деятельностного метода. Основной задачей при таком методе является подведение учащихся к самостоятельному «открытию» знания, которое для них еще ново.
Создавая атмосферу «открытия», у учащихся развивается умение к самостоятельному мышлению. Предлагая творческие, например, с неизвестным ответом, задания, учитель физики направляет учащихся на получение предметных, метапредметных и личностных результатов. На современном этапе обучения ученик не должен получать знания в готовом виде, деятельность на уроке физики должна быть организованна таким образом, чтобы было приложено некоторое усилие, осуществлен некий поиск решения, для которого потребуется думать и размышлять.
При разработке урока физики с применением новых информационных технологий учитель должен точно определить цель, которую он планирует достичь, применяя данные технологии и решить ряд задач, в процессе решения которых будет выявлен инструмент, применимый для проведения урока с использованием новых информационных технологий. Одним из элементов новых информационных технологий применяемым на уроках физики является применение цифровых интерактивных моделей (далее — ЦИМ), то есть идеализированных моделей реальных объектов или ситуаций, созданных с помощью специализированного программного обеспечения.
Источниками ЦИМ могут являться:
− программно-педагогические средства 1-го уровня, предназначенные для первичного усвоения учебного материала на уроке физики (1С: Образование. Физика. Библиотека наглядных пособий, Физика в школе. Электронные уроки и тесты, Открытая физика. Версия 2.5 и т. д.);
− программно-педагогические средства 2-го уровня, предназначенные для формирования и закрепления экспериментальных и практических умений (1С: Репетитор. Физика, Виртуальная физическая лаборатория «Новый диск», Экспресс-подготовка к экзамену. Физика и т. д.);
− сервисы цифровых интерактивных моделей. В первую очередь, это сайты, являющиеся банками ЦИМ, в которых представлены бесплатные и платные модели:
Algodoo — игра-симулятор физики в виде «2D песочницы»
Игра представляет собой графический анимационный редактор, основанный на технологии XML, который позволяет создавать объекты «на лету» — они сразу начинают подчиняться законам физики.
Algodoo — второе рождение симулятора Phun, который разрабатывался шведским студентом Эмилем Эрнерфельдтом в рамках его работы на получение титула магистра наук при факультете информатики университета Умео. Сейчас права на разработку и распространение игры принадлежат фирме Algoryx Simulation, основанной сотрудниками факультета.
У игры небольшие системные требования, и работает она на трех платформах: Win, Linux и Mac.
Игра доступна в демо-режиме на официальном сайте. Там же можно ее и купить всего за 29 € (1 пользователь) и за 190 € (до 10 пользователей).
Помимо этого на сайте представлены уроки.
Источник: habr.com
Algodoo что за программа
Введите имя пользователя, чьи записи вы хотите найти
Нет аккаунта? Зарегистрироваться
твоя виртуальная лаборатория
Algodoo — бесплатная виртуальная лаборатория!
- May. 12th, 2013 at 5:41 PM
Оригинал взят у mntc в Algodoo — бесплатная виртуальная лаборатория!
На одном из сайтов написано так: скачайте эту полезную и развивающую программу для детей. Но предупреждаем — она затягивает и вы сами будете в нее долго играть. Так и вышло.
Речь идет о Algodoo — бесплатной программе, где можно нарисовать всякие механизмы и системы, а потом включить моделирование — и они придут во взаимодействие в соответствии с законами физики в реальном времени. Программа двухмерная (но со многими слоями), зато весьма быстрая и имеет интерфейс типа Paint, позволяющий рисовать и перемещать фигуры без особых затруднений.
Вот исходная составленная мною на скорую руку сцена. Тут есть лазер, шестеренки из стекла, сквозь которые он проходит по законам оптики, немного воды, всякая всячина и Ragdoll — что переводится как тряпичная кукла — персонаж, предназначенный по-видимому, для пилотирования наших экспериментальных машин и механизмов.
Нажимаем кнопочку «Start simulation», и. все приходит в движение!
Вода течет, проволока слева сминается под собственным весом, гири и пружины ведут себя как гири и пружины, луч искривляется, кукла падает. Вот снимок еще через несколько секунд:
В движении все это выглядит куда более динамично и интересно. Я бы снял видео, но при этом программа на моем несовременном компьютере притормаживает, и получается не красиво, лучше все это вы увидите сами установив Algodoo.
При всей видимой простоте, физика моделируется на очень хорошем уровне. Возьмем, например деревянный и стальной шары (можно присваивать объектам материалы) и уроним их в емкости с водой (о да, там довольно реалистично моделируется вода в больших количествах!).
Стальной шар (справа) падает чуть быстрее — потому что у нас включена опция учета сопротивления воздуха. Можно ее отключить, а можно настроить, изменив линейную и квадратичную компоненты. Итак. шары достигают воды и с разгону плюхаются в нее:
Стальной шар прорезает толщу воды до дна сосуда, и отскакивает от него, создавая большое количество брызг, в то время как деревянный своим падением вызывает лишь небольшой всплеск. После того как вода более-менее успокоилась, сцена приняла следующий вид, в полном соответствии с законами Архимеда:
Все это позволяет быстро создавать и моделировать различные механизмы, например работающие часы:
На объект можно добавить трассер — элемент, оставляющий за собой след для отслеживания траектории, а также выводить графики, цифровые значения, векторные стрелки и т.п. Это позволяет проверять многие изобретательские идеи «на лету». Я, например, сразу же воспользовался трассером для проверки своей идеи про фрактальные опоры качения — способ соединения многих подшипников, позволяющий сгладить неровности направляющей самодельного станка с ЧПУ. Трассер показал, что башня, установленная на каретке движется по гораздо более плавной кривой, чем та, что описывает форму местности:
Так можно быстро виртуально прототипировать свои изобретения прежде чем приступать к трехмерному проектированию и изготовлению их «в металле». Вот, например, кто-то сделал красивый, управляемый с клавиатуры планетоход:
Вот ссылка на файл сцены этого планетохода, расположенный в Algobox — огромном онлайн-хранилище десятков тысяч созданных пользователями сцен и конструкций. Чего там только не напридумывали! Вот, например, трехногий и четырехногий шагающие роботы, преодолевающие разные препятствия.
А вот пневматическая винтовка, способная стрелять как в одиночном, так и автоматическом режиме в зависимости от положения переключателя (файл):
А вот футуристическая чудо-пушка, которая не только автоматически выбрасывает гильзы и подает патроны, но и сама меняет обоймы по мере необходимости (файл):
Много там моделей разных двигателей, насосов, механизмов, передач, автоматических линий и т.п.:
Программа рассчитывает геометрическую оптику с учетом показателей преломления, углов, дисперсии и всего такого. Вот например, в папке примеров есть такая сценка:
Давайте удалим овальную линзу посередине — тут же получим результат:
А что если изменить цвет лазерного луча? Часть спектра исчезнет:
Теперь увеличим показатель преломления материала призмы — получим интересный эффект многократного внутреннего отражения (можно двигать курсором регулятор показателя преломления и наблюдать как меняется картина):
Можно ставить сложные и удивительные оптические эксперименты. Оказывается, если сложить кучу прозрачных шариков и слегка ворошить, то лазерный луч, проходящий через эту конструкцию очень напоминает извивающиеся зигзаги молнии:
А еще лазеры могут резать объекты. Жили-были шестеренки:
После лазерной резки нижние половинки отпали, а верхние провернулись в положение с наименьшей потенциальной энергией:
Кто-то моделирует там походку животных, кто-то — полеты самолетов, а кто-то нарисовал детали конструктора Лего:
В программе есть простой скриптовый язык программирования Thyme, позволяющим создавать разные хитрые объекты, явления и физические эффекты, а потом пользоваться ими в моделях (cм. русскоязычное введение в Thyme ). Например, на следующей картинке слева представлен набор созданных кем-то при помощи скриптов футуристических видов оружия, выстрелом одного из которых , обозначенного автором как «Тяжелая протонная пушка» разрушается башня справа. Быстро летящий светлый комочек перед одним из блоков башни и есть, по-видимому сгусток протонов.
Скрипты помогают добавить разные функции — логику, плавление объектов лазером, или например. химию:
Данная сцена позволяет работать с 11 веществами состоящими из разноцветных крупинок. При соприкосновении крупинки определенного цвета соединяются в крупинки другого цвета, в общем, реагируют. Может выделиться газ — крупинки легче воздуха, которые всплывают вверх.
Есть в Algodoo и совсем уже волшебные функции. Например, перетащим в рабочее поле программы из броузера картинку. ну например, рыбы. Появится объект с формой и текстурой рыбы (фон рисунка удалился автоматически):
