Новые методв обучения
Рассмотрены варианты оправданного использования технологий трехмерных стереоскопических компьютерных визуализаций для демонстрационного сопровождения курсов физики. Созданный действующий макет демонстрационной двухпроекторной стереоскопической установки для учебной аудитории использован для апробации сформулированных идей в реальном учебном процессе. Использование стереоскопических изображений оправдано при демонстрации сложных существенно трехмерных моделей физических систем. Для создания последних использовались возможности графической среды 3ds Max и реализованных в виде интерактивных Java-апплетов оригинальных программ – конструкторов физических моделей. Обнадеживающими и перспективными представляются результаты первых опытов по созданию представляющих интерес для физики стереоскопических визуализаций проекций в трехмерное пространство изображений систем с большими размерностями, например – четырехмерного пространства-времени Минковского.

The ways of rational usage of 3D-stereoscopic technologies for teaching physics are considered. Formulated pedagogic ideas have been checked in real classes equipped by the double-projector system specially constructed for the lecture halls. The tested stereoscopic technologies are attractive for demonstrations of computer models of complicated 3-dymesional physical systems. Ones were comfortably created using the 3ds Max graphic software and interactive Java-applets specially developed for modeling in physics. Interesting and reassuring results have been obtained in experimental demonstrations of 3D-stereoscopic projections of multidimensional systems interested for modern physics, for instance - 4D Minkovsky's space-time.

В работе рассматриваются новые варианты использования компьютерных технологий в обучении экспериментальной физике. Обсуждается возможность усиления лабораторной работы «Газовый разряд в воздухе при пониженных давлениях» с помощью использования компьютерных технологий. Интенсификация чисто экспериментальной работы осуществляется путем ее дополнения заданиями компьютерного моделирования с целью превращения чисто учебной работы в мини-исследование, самостоятельно выполняемое студентами. Обсуждаются варианты микро- и макромоделирования газового разряда. Представлены результаты тестовых измерений в совокупности с данными численного моделирования. Предложены дополнительные новые шаги в направлении развития симбиоза лабораторного практикума с численным моделированием. С. 44-59.

The paper presents new applications of computer technologies to the teaching of experimental physics. The upgrades of the laboratory sessions «Investigation spontaneous gas discharge in air» by computer simulation of gas discharge plasma has been proposed as a way of transformation of experimental training up to the self-sufficient student’s research. The ways of plasma micro- and macro modeling are discussed. The comparison of experimental data with plasma macro modeling results are presented together with some next steps of development of symbiosis between lab experiments and computer-simulations.

В статье рассматривается базовая структура и варианты программной реализации электронных конструкторов компьютерных моделей для естественнонаучного образования. Обсуждаются принципы физического объектно-ориентированного моделирования (PhOOM) - подхода для создания электронных образовательных приложений для изучения естественных наук. Приведены примеры реализации этого подхода для курсов физики и химии. Подход является элементом MOOC-технологии, специфика которого позволяет легко адаптировать образовательную среду к нужной задаче. Дальнейшая разработка подхода - это развитие систем автоматизированной генерации задач с элементами исследований, основанных на моделировании в реальном времени, для продвинутых курсов физики плазмы. Этот подход позволяет объединить в одном интерактивном и легко управляемом пользователем электронном продукте генерацию электронной модели явления и создание тестовой задачи с целью разработки многоуровневого контента для индивидуализированного естественнонаучного образования. С. 44-60.

The article considers the base structure and mechanisms of developing science education constructors, particularly Physical Object Oriented Modeling (PhOOM) - the approach that makes it possible to create innumerable educational applications in natural sciences. Some examples of realization of this approach for physics and chemistry courses are mentioned. This approach is a variant of MOOC but has some specificity allowing deeply customize educational environment for a desired task. A further development of the approach is a system constructing advanced problems, based on a real time simulation, for advanced plasma physics courses. Generally speaking the approach based on PhOOM makes it possible to combine model demonstration, test problem creation and easy adjustment by inexperienced user in one easy manageable product or on-line service for the purpose of engineering an natural science education.

Различные аспекты использования технологии MOOC в современном очном и заочном обучении рассматриваются на основе накопленного опыта создания, публикации и поддержки пяти онлайн-курсов по физике для учащихся разных возрастных и целевых групп. Анализируются актуальные варианты развития системы онлайн-обучения по курсам физики. Предложены конкретные способы решения проблем, вызванных различиями в интернет-образовании и фундаментальном образовании. На основе проведенного анализа обсуждаются новые подходы к MOOC-обучению как способу решения проблемы организации массового индивидуального образования. В качестве возможных путей комплексных решений сформулированных актуальных проблем предлагаются следующие шаги:
1) создание фундаментальных образовательных ресурсов по базовым знаниям, защищенных от неквалифицированных интерпретаций,
2) новые взвешенные подходы к разработке методов автоматизации разработки электронного образовательного контента,
3) внедрение электронного учебного тестирования с имитацией диалога с обучающимся на основе автоматизированного анализа его ответов и адаптации электронной системы к уровню отдельных пользователей.
Предлагаются конкретные версии программных решений, осуществляющих эти действия, а также примеры их практического использования в учебном процессе. C. 68-78.

Various aspects of the use of MOOC TECHNOLOGY in modern full-time and part-time education are considered on the basis of the accumulated experience of creating, publishing and supporting five online courses in physics for students of different age and target groups. The actual variants of the development of a system of online training in physics are analyzed. Specific ways of solving problems caused by differences in Internet education and fundamental education are proposed. Based on the performed analysis, new approaches to MOOC-learning are discussed as a basis for solving the problem of mass individual education. The following steps are proposed as a possible ways for of complex solutions of the formulated actual problems:
1) creation of fundamental educational resources with basic knowledge, protected from unqualified interpretations,
2) new weighted approaches to the development of methods for automating the development of electronic educational content,
3) introduction of electronic educational testing with simulated dialog with the student on the basis of automated analysis of students responses and adaptation of the electronic system to the level of individual users.
Specific versions of software solutions that carry out these actions are proposed, as well as examples of their practical use in the educational process.

Рассмотрены концепция и реализация в виде интерактивных Java-апплетов оригинальных конструкторов моделей физических систем. Электронные конструкторы и созданные с их помощью модели допускают простую работу как на персональных компьютерах, так и в сетевом режиме, в том числе – при удаленном доступе через Интернет.

Approach and program implementation of the high interactive Java-applets intended for generation of the different types of models in physics are discussed. Virtual models and their generators can be simply used on personal computers and in the remote access via Internet.

Новые методы обучения
Рассмотрены оригинальные варианты использования в учебном процессе электронных аналогов традиционных форм обучении физике: лекционных занятий, лабораторных практикумов, консультаций и опросов. Проанализирован опыт их систематических разработок с использованием широкодоступных стандартных средств разработки, накопленный в ходе создания серии электронных сборников мультимедийных материалов по углубленному курсу общей физики для классических университетов.

Several original examples of usage in teaching process electronic prototypes of traditional lectures, laboratory sessions, discussions and tests are discussed. It is also considered the experience of these prototypes creation for collection of multimedia teaching recourses in physics by means of standard software.