Добірка наукової літератури з теми "Навчальні лабораторії"

Формулювання проблеми. Сучасний вчитель математики та інформатики повинен мати високий рівень сформованості візуально-інформаційної культури, тобто повинен мати ціннісні установки, прагнення до розвитку в галузі візуалізації та інформатизації освіти; володіти інформатико-математичні, психолого-педагогічні та технологічні знаннями; уміннями сприймати, аналізувати, порівнювати, зіставляти, інтерпретувати, продукувати з використанням інформаційних технологій, структурувати, інтегрувати, оцінювати поданий наочно навчальний матеріал. Це залежить, серед іншого, від методу пізнавальної теоретичної та практичної діяльності викладачів і студентів, який передбачає постановку мети, необхідну систему дій, відповідні засоби й одержаний результат – високий рівень сформованості візуально-інформаційної культури майбутніх учителів математики та інформатики. Матеріали і методи. Основою дослідження стали наукові розвідки вітчизняних і закордонних учених, які займаються вивченням питань підготовки майбутніх вчителів математики та інформатики. Для досягнення мети були використані методи теоретичного рівня наукового пізнання: аналіз наукової літератури, синтез, формалізація наукових джерел, опис, зіставлення, узагальнення власного досвіду. Результати. З метою формування візуально-інформаційної культури майбутніх учителів математики та інформатики використані нами засоби навчання можна умовно поділити на групи: друковані засоби (навчально-методична література, навчальні посібники, навчальні програми, системи задач для лабораторних робіт), комп’ютерні засоби (програмне забезпечення предметного спрямування, програми динамічної математики, хмаро орієнтовані сервіси, віртуальні лабораторії), інтерактивні засоби (візуалізовані завдання, інтерактивні аплети, когнітивно-візуальні моделі). У даній статті обґрунтовано доцільність використання таких засобів навчання як скрайбінг, інфографіка та віртуальні фізичні лабораторії. Висновки. За результатами впровадження розглядуваних засобів у професійну підготовку у майбутніх учителів математики та інформатики спостерігалося підвищення рівнів сформованості візуально-інформаційної культури за всіма компонентами: професійно-мотиваційним, когнітивним, операційно-діяльнісним та рефлексивним.

Формулювання проблеми. Сучасний вчитель математики та інформатики повинен мати високий рівень сформованості візуально-інформаційної культури, тобто повинен мати ціннісні установки, прагнення до розвитку в галузі візуалізації та інформатизації освіти; володіти інформатико-математичні, психолого-педагогічні та технологічні знаннями; уміннями сприймати, аналізувати, порівнювати, зіставляти, інтерпретувати, продукувати з використанням інформаційних технологій, структурувати, інтегрувати, оцінювати поданий наочно навчальний матеріал. Це залежить, серед іншого, від методу пізнавальної теоретичної та практичної діяльності викладачів і студентів, який передбачає постановку мети, необхідну систему дій, відповідні засоби й одержаний результат – високий рівень сформованості візуально-інформаційної культури майбутніх учителів математики та інформатики. Матеріали і методи. Основою дослідження стали наукові розвідки вітчизняних і закордонних учених, які займаються вивченням питань підготовки майбутніх вчителів математики та інформатики. Для досягнення мети були використані методи теоретичного рівня наукового пізнання: аналіз наукової літератури, синтез, формалізація наукових джерел, опис, зіставлення, узагальнення власного досвіду. Результати. З метою формування візуально-інформаційної культури майбутніх учителів математики та інформатики використані нами засоби навчання можна умовно поділити на групи: друковані засоби (навчально-методична література, навчальні посібники, навчальні програми, системи задач для лабораторних робіт), комп’ютерні засоби (програмне забезпечення предметного спрямування, програми динамічної математики, хмаро орієнтовані сервіси, віртуальні лабораторії), інтерактивні засоби (візуалізовані завдання, інтерактивні аплети, когнітивно-візуальні моделі). Висновки. За результатами впровадження розглядуваних засобів у професійну підготовку у майбутніх учителів математики та інформатики спостерігалося підвищення рівнів сформованості візуально-інформаційної культури за всіма компонентами: професійно-мотиваційним, когнітивним, операційно-діяльнісним та рефлексивним.

У роботі розкрито вплив інформаційно-освітнього середовища на розвиток обдарованої дитини (дослідження проведено на базі Лабораторії інформаційних технологій навчання). Інформаційно-освітнє середовище є важливим засобом розвитку обдарованих дітей, оскільки воно виступає основою діяльності закладу освіти, розширює його навчальні можливості і відповідає тенденціям розвитку сучасного суспільства (інформатизація, технізація тощо). Розкрито напрями діяльності Лабораторії інформаційних технологій навчання, спрямовані на розвиток обдарованих дітей (упровадження та інтеграція дистанційного навчання у навчально-виховний процес як невід’ємної складової сучасної освіти, організація дистанційного навчання, у тому числі в рамках взаємодії із закладами вищої освіти – дуальне навчання; створення та поповнення методично-інформаційних ресурсів школи-інтернату, їх технічна підтримка; забезпечення стійкого функціонування та розвитку комп’ютерної мережі у школі, використання нових засобів інформаційних технологій; програмно-технічний, методичний та організаційний супровід навчальних комп’ютерних класів та комп’ютерного обладнання предметних кабінетів; забезпечення представництва школи у світовому інформаційному просторі (сайт школи, учительські блоги); підтримка проектів, які передбачають використання нових інформаційних технологій та мережі Інтернет; фінансування програмних засобів навчального призначення; дослідження ефективності використання програмних засобів тощо). Визначено вимоги до інформаційно-освітнього середовища та організації роботи обдарованих учнів, а саме: сформованість інформаційної культури і компетентність суб’єктів середовища, його орієнтація на моніторинг розвитку обдарованості дитини, гармонізація зв’язків між суб’єктами освітнього процесу (батьками, учителями, учнями), посилення зв’язків школи із зовнішнім середовищем (насамперед, із закладами вищої освіти). Отже, інформаційно-освітнє середовище охоплює інформаційний та освітньо-розвивальний простір, інтегрує інформацію, отриману з різних джерел, сприяє розвитку творчості, самостійності й активності обдарованих учнів, їхніх пізнавальних процесів, формуванню мотивації до саморозвитку, умінь спілкуватися і взаємодіяти з людьми та вдумливо працювати з новітніми технічними пристроями.

У статті представлена технологія вивчення загальнотехнічних дисциплін бакалаврами в галузі електричної інженерії в умовах інформаційно-освітнього середовища. Розглянуті поняття педагогічної технології та інформаційно-освітнього середовища, визначено, які дисципліни належать до загальнотехнічних та набуття яких компетенцій забезпечується при вивченні розглянутих дисциплін. Описано етапи реалізації технології вивчення загальнотехнічних дисциплін бакалаврами в галузі знань «Електрична інженерія» в умовах інформаційно-освітнього середовища, до них належать: розробка освітніх програм, упровадження інформаційно-освітнього середовища, проходження здобувачами вищої освіти програми підготовки та проведення контролюючих засобів. Представлено засоби, методи і форми, які використані в ході вивчення фахівцями в галузі електричної інженерії загальнотехнічних дисциплін, а саме: лекції з інтерактивним супроводом, онлайн мануали та тьюторіали, віртуальні лабораторні роботи, презентації до занять із загальнотехнічних дисциплін, відеолекції, онлайн конференції, цифрові онлайн калькулятори, навчальні комп’ютерні інтерактивні тренажери, колаборативне навчання загальнотехнічним дисциплінам у мобільних додатках, віртуальні моделі і онлайн лабораторії, дво- та тривимірна графіка та моделювання, форуми та вебінари, онлайн практичні роботи, навчальні практики та інженерні курсові проєкти в умовах інформаційно-освітнього середовища. Результатом реалізації запропонованої технології є опанування загальнотехнічних дисциплін в умовах інормаційно-освітнього середовища бакалаврами в галузі електричної інженерії. Результати дослідження показали, що технологія вивчення загальнотехнічних дисциплін бакалаврами в галузі знань «Електрична інженерія» в умовах інформаційно-освітнього середовища є ефективною і здатна підвищити рівень якості знань з окреслених дисциплін, надає можливість поєднати аудиторну та дистанційну роботу, удосконалює навички роботи в сучасних інформаційних середовищах.

У статті розкрито специфіку організації науково-технічної діяльності студентів спеціальності «Технологічна освіта». Розглянуто чинники покращення якості знань майбутніх фахівців у процесі роботи наукових гуртків, проблеми впровадження і використання навчально-контрольних комп’ютерних програм у процесі організаціїї науково-технічної діяльності студентів. Здійснено аналіз існуючих контрольних тестових програм з метою вибору такої, яка б при мінімальній вартості й розмірі дискового простору в постійній пам'яті комп'ютера забезпечувала б максимальну функціональність, широту налаштувань режимів роботи, простоту користування і створення тестів. Обґрунтовано зміст науково-технічної роботи студентів спеціальності «Технологічна освіта», а саме: розробка комп’ютерних навчально-контрольних програм, електронних навчальних посібників, лабораторного обладнання. Наведені результати науково-технічної діяльності студентів у наукових гуртках: успішно розроблені електронні навчальні посібники з курсів «Деталі машин», «Основи взаємозамінності і стандартизації», «Технічна механіка», велика кількість лабораторного обладнання: установка для тестування термопар, прилад демонстрації гідростатичного парадоксу, зарядний пристрій акумулятора автомобіля, установка для визначення руху і в'язкості рідини, стенди приладів вимірювання витрат рідини і газів, тельферний установки, черв’ячного редуктора, гідравлічного домкрата, підшипників кочення, пристрій для миття шкільної дошки. Ключові слова: науково-технічна діяльність, науковий гурток, комп’ютерні навчальні посібники, комп’ютерне тестування, лабораторне обладнання, навчально контролюючі програми, організація навчальної діяльності.

У статті схарактеризовано потенціал електронних українознавчих ресурсів у контексті модернізаційних змін у сфері педагогічної освіти. Уточнено сутність поняття «українознавчі ресурси» як сукупності джерелознавчих праць, наукових розвідок, збірників та ін., що представлено у вимірах суміжних наук (етнопедагогіки, етнології, культурології, лінгвістики, фольклористики, краєзнавства, народознавства, етнографії, історії, джерелознавства тощо) та власне українознавчих дисциплін (українська мова, українська література, українська культура, історія України тощо) у реальному (бібліографічному, архівному) та віртуальному контекстах. Схарактеризовано досвід систематизації українознавчих електронних ресурсів в Канаді, що уможливило виокремлення таких прогресивних досягнень: створення загальнодержавного інтернет-порталу українознавства, заснування віртуальних бібліотек, центрів і лабораторій при університетах тощо. Студіювання сучасних електронних українознавчих ресурсів в українському і канадському віртуальному просторі уможливило виокремлення таких їх категорій: електронні навчальні бібліотеки й архіви, віртуальні лабораторії при університетах, українознавча періодика з їх представленням на вебсторінках чи сайтах університетських і академічних осередків, реферативні бази. Спроєктовано можливості використання електронних українознавчих ресурсів з урахуванням сучасних модернізаційних змін у педагогічній освіті на двох рівнях – на університетському (створення і розвиток ресурсних центрів, вебсайтів, порталів, електронних бібліотек; упровадження тематичних модулів, які розкривають віртуальний простір теорії і практики українознавчих студій; розміщення в електронних архівах матеріалів за результатами фольклористичної практики) і на шкільному (створення ресурсних баз на основі наявних українських і канадських українознавчих електронних джерел; активізація дослідницької роботи учнів – членів Малої академії наук України, заснування під егідою Міністерства освіти і науки України інтернет-порталу українознавства з урахуванням потреб сучасного вчителя і учня).

Перехід сучасного суспільства до інформаційної епохи свого розвитку висуває як одне з основних завдань, що стоять перед системою освіти, завдання формування основ інформаційної культури майбутнього фахівця. Процеси модернізації та профілізації вітчизняної шкільної освіти так само, як і модернізації вищої освіти (участь у створенні єдиного європейського простору, впровадження дистанційної освіти тощо) ведуться на базі інформаційно-комунікаційних технологій навчання. Метою даної статті є обговорення ролі сучасних комп’ютерних моделей у навчанні хімії, та проблеми якості відображення реальних хімічних процесів у комп’ютерних моделях, якими є віртуальні хімічні лабораторії.Дидактична роль нових інформаційних технологій полягає, перш за все, в активізації пізнавальної діяльності і творчого потенціалу учнів [5]. Необхідно створювати умови, аби учень став активним учасником навчального процесу, а вчитель був організатором пізнавальної діяльності учня. Адже вивчення будь-якої навчальної дисципліни – не мета, а засіб розвитку особистості. Ефективність застосування комп’ютерів у навчальному процесі залежить від багатьох чинників, у тому числі й від рівня самої техніки, від якості навчальних програм і від методики навчання, що застосовується вчителем. Більшість педагогів переконані в тому, що комп’ютер є потужним засобом для творчого розвитку дітей, дозволяє звільнитися від багатьох рутинних видів роботи і розробити нові ідеї в методиці навчання, дає можливість вирішувати більш цікаві і складні проблеми [5].Будь-який ілюстративний матеріал (мультимедійні й інтерактивні моделі в тому числі) значно розширюють можливості навчання, роблять зміст навчального матеріалу більш наочним, зрозумілим, цікавим. Не можна скидати з рахунків і психологічний чинник: сучасному учневі чи студенту набагато цікавіше сприймати інформацію саме в інтерактивній формі, ніж за допомогою застарілих схем і таблиць. Використання комп’ютерних моделей, комп’ютерних засобів візуалізації значно підвищує ефективність засвоєння матеріалу[5].Сучасні школярі, які здебільшого є представниками «покоління відеоігор», орієнтовані на сприйняття високоінтерактивного, мультимедіа насиченого навчального середовища. Згаданим вище вимогам якнайкраще відповідають освітні програми, що моделюють об’єкти і процеси реального світу і системи віртуальної реальності. Прикладом таких навчальних систем є віртуальні лабораторії, які можуть моделювати поведінку об’єктів реального світу в комп’ютерному освітньому середовищі і допомагають учням опановувати нові знання й уміння в науково-природничих дисциплінах, таких як хімія, фізика і біологія [3].Хімія – наука експериментальна, її завжди викладають, супроводжуючи демонстраційним експериментом. Ні для кого не є секретом, що матеріальний стан більшості шкіл в Україні є, м’яко кажучи, неідеальним. Дуже часто для демонстрації хімічного досліду не вистачає необхідних реактивів чи обладнання, тому доводиться обходитись теоретичним розглядом лабораторної роботи або проводити один дослід на весь клас. У такому випадку на допомогу вчителеві приходять саме спеціалізовані комп’ютерні програми, на кшталт віртуальних хімічних лабораторій, що дозволяють провести (саме провести, а не спостерігати) дослід у наближених до реальності умовах. Також, наприклад, при вивченні токсичних речовин, зокрема галогенів, віртуальне середовище надає можливість проводити хімічний експеримент без ризику для здоров’я учнів [4].На даний момент розроблена велика кількість навчальних програм для шкільного курсу хімії. Жодна з цих програм не є досконалою, проте сам факт їх створення свідчить про те, що в них існує потреба і вони мають безперечну цінність. Для того, щоб у дитини виник інтерес до співпраці з комп’ютером і в процесі цієї спільної творчості стійка пізнавальна мотивація до вирішення освітніх, дослідницьких завдань, необхідне створення таких умов, при яких учень стає безпосереднім учасником подій, що розвиваються на екрані монітора, тобто умов для повноцінного діяльнісного підходу до навчання.Умова успішного застосування комп’ютерних моделей в освітньому процесі сучасної школи закладена в добре відомих принципах педагогіки співпраці, які можна перефразовувати так: «не до комп’ютера за готовими знаннями, а разом з комп’ютером за новими знаннями» [3].Головна перевага віртуальних хімічних лабораторій полягає в тому, що віртуальні хімічні експерименти безпечні навіть для непідготовлених користувачів. Учні можуть також проводити такі досліди, виконання яких в реальній лабораторії може бути небезпечне або коштує надто дорого. Звичайно, за допомогою віртуальних дослідів не можна опанувати навички реального хімічного експерименту, але віртуальні досліди можуть застосовуватися, наприклад, для ознайомлення учнів з технікою виконання експериментів, хімічним посудом і устаткуванням перед безпосередньою роботою в лабораторії. Це дозволяє учням краще підготуватися до проведення цих або подібних дослідів в реальній хімічній лабораторії. Також проведення віртуальних експериментів допомагає учням та студентам засвоїти навички запису спостережень, складання звітів та інтерпретації даних в лабораторному журналі. Іще слід наголосити на тому, що комп’ютерні моделі хімічної лабораторії за певних умов можуть спонукати учнів експериментувати і отримувати задоволення від власних відкриттів [3].За способом візуалізації розрізняються лабораторії, в яких використовується двовимірна, тривимірна графіка і анімація. Крім того, віртуальні лабораторії можна поділити на дві категорії залежно від способу представлення знань у предметній області. Віртуальні лабораторії, в яких представлення знань у предметній області засновано на окремих фактах, обмежені набором заздалегідь запрограмованих експериментів. Цей підхід використовується при розробці більшості сучасних віртуальних лабораторій. В таких програмах змінити умови проведення експерименту і одержати якісь інші результати неможливо. Інший підхід дозволяє учням проводити будь-які експерименти, не обмежуючись заздалегідь підготовленим набором результатів. Це досягається за допомогою використання математичних моделей, що дозволяють визначити результат будь-якого експерименту і відповідний візуальний супровід. На жаль, подібні моделі поки що можливі тільки для обмеженого набору дослідів [3]. Переваги і недоліки вищезгаданих програмних продуктів достатньо повно були висвітлені Т. М. Деркач, яка, до речі, пропонує використовувати термін «імітаційні хімічні лабораторії» [1; 2].Суттєвою перевагою таких віртуальних лабораторій як ChemLab (виробник: Model Science Software), Croсоdile Chemistry (Crocodile Clips Ltd), Virtual Lab (The ChemCollective) є можливість активного втручання учня у хід роботи, а не пасивне спостерігання за відеофрагментом чи анімацією, що запрограмовані заздалегідь. При виконанні лабораторної роботи за допомогою вищезгаданих програм учень може повторити її безліч разів, при цьому щоразу змінюючи один чи декілька параметрів на власний вибір. В більшості випадків (якщо дії учня не суперечать логіці і можливі для виконання і у реальній лабораторії) учень отримає правильні результати, що лише підкреслить ті закономірності, виявлення яких і було метою роботи. Скажімо у лабораторній роботі «Гравіметричне визначення хлорид-йонів» («Gravimetric Analysis of Chloride») у віртуальній лабораторії ChemLab учень чи студент може замість запропонованих в інструкції 5 г речовини, що містить хлорид-йони, взяти 3, чи 6, чи 10 г її. Але в кожному випадку він отримає і відповідну масу осаду арґентум хлориду, за якою, при виконанні обчислень, прийде до одних і тих самих результатів і висновків.Подібний підхід, коли учень може проявити власну ініціативу при виконанні роботи, дуже позитивно відбивається і на навчальних досягненнях і на зацікавленості учнів. Але разом з ініціативою учні можуть також підключити і власну фантазію – спробувати виконати такі дії, які не були передбачені сценарієм проведення даної роботи (наприклад, нагріти розчин до кипіння, або навпаки охолодити його до температури замерзання) просто із цікавості, тим більше, що у ChemLab можна використовувати обладнання, застосування якого не передбачалось сценарієм виконання роботи. Результати таких незапланованих дій можуть переноситись учнями і на відповідні об’єкти та процеси реального світу, а тому до віртуальних лабораторій завжди висувалась жорстка вимога суворої відповідності віртуальних об’єктів та процесів реальним об’єктам і процесам.Тут доводиться констатувати протиріччя, яке існує в середовищі користувачів віртуальних хімічних лабораторій: методистів, розробників, вчителів, учнів тощо. Справа в тому, що немає і, мабуть, не може бути єдиної думки з приводу того, наскільки повно віртуальні процеси повинні відтворювати об’єктивну реальність. З одного боку, чим більше віртуальний світ схожий на реальний, тим нібито краще – в такому випадку навчання хімії за допомогою віртуальних комп’ютерних лабораторій виходить на якісно новий, більш високий рівень, з’являється набагато більше можливостей і форм застосування навчальних лабораторій у навчанні хімії, зникають передумови для одержання хибних висновків при їх використанні. Але, з іншого боку, врахування найменших дрібниць і максимальної кількості можливих варіантів розвитку подій неминуче призведе до значного ускладнення комп’ютерних програм, суттєвого збільшення баз даних і, як наслідок, подорожчання та подовження часу на розробку відповідних програмних продуктів, та, скоріш за все, суттєво ускладнить використання таких програм людьми без спеціальної підготовки. Не кажучи вже про те, що передбачити всі можливі варіанти дій користувача у віртуальній лабораторії просто неможливо.Інша точка зору полягає в тому, що віртуальні хімічні лабораторії в першу чергу є моделями, тобто системами, що відтворюють, імітують, відображають принципи внутрішньої організації або функціонування, певні властивості, ознаки чи характеристики об’єкта дослідження (оригіналу). Модель завжди є спрощеною версією модельованого об’єкта або явища (прототипу), що в достатній мірі повторює властивості, суттєві для цілей конкретного моделювання (опускаючи несуттєві властивості, в яких вона може відрізнятися від прототипу).Подібне визначення поняття «модель» фактично означає, що такі програми як віртуальні хімічні лабораторії, не повинні перевантажуватись «зайвими дрібницями» – несуттєвими для виконання певної роботи чи досліду зовнішніми ознаками, фактами і процесами. Окрім того, так само як викладач не залишить без догляду учнів у реальній лабораторії, так і викладач, що застосовує віртуальну лабораторію на занятті, повинен бути постійно поруч з учнями, надаючи їм відповідних порад або роз’яснюючи результати спостережень, що викликали питання або сумніви. Таким чином, можна попередити формування в учнів хибних уявлень, неправильних висновків тощо.У представників обох точок зору є свої аргументи. Наприклад, при виконанні стандартної лабораторної роботи в середовищі програми ChemLab «Фракційне розділення солей» («Fractional Crystallization»), сутність якої полягає в тому, що учневі пропонується розділити суміш солей (натрій хлориду та калій дихромату), використовуючи їх різну розчинність у воді за різних температур. Подібні процеси досить поширені як в промисловості (виробництво калійних добрив), так і в лабораторії (перекристалізація солей з метою їх очищення), хоча і в більш складному вигляді. Хід роботи включає в себе такі стадії: відбір наважок солей певної маси; їх розчинення у воді кімнатної температури; нагрівання розчину до повного розчинення калій дихромату; охолодження розчину до 0оС; відділення осаду калій дихромату; зважування калій дихромату, що випав в осад, та відповідні розрахунки.Якщо прискіпливо проаналізувати дану роботу, в ній можна знайти ряд неточностей або спрощень:1) при розчиненні калій дихромату у воді розчин залишається безбарвним;2) відсутній тепловий ефект при розчиненні обох солей;3) не враховано взаємний вплив солей на їх розчинність;4) розчин солей при охолодженні до температури замерзання не кристалізується;5) температура кипіння розчину солей дорівнює температурі кипіння ізомолярного з ним розчину будь-якого неелектроліту;6) зважування одержаного калій дихромату можна провести з високою точністю без попереднього промивання і висушування;7) відсутність допоміжного лабораторного обладнання (штативів, тримачів, шпателів, вакуум-насосу тощо) та можливість відбору наважок речовин без використання терезів.Подібні неточності можна знайти і у всіх інших лабораторних роботах програми ChemLab, але в більшості випадків ці неточності неочевидні, і, найголовніше, не відбиваються ані на одержанні результатів експерименту, ані на їх інтерпретації.Крім того, застосовуючи інструментарій майстра LabWіzard, що дозволяє користувачу створювати власні лабораторні роботи у ChemLab, певну кількість подібних невідповідностей можна заздалегідь передбачити й усунути у створених власноруч лабораторних проектах.[2; 4]Викладач, що використовує віртуальні хімічні лабораторії, обов’язково повинен наголосити на тому, що у віртуальній хімічній лабораторії присутні певні спрощення та невідповідності з об’єктивною реальністю. У групі учнів, що мають високий рівень знань і хімічного мислення, можна навіть побудувати роботу на тому, щоб знайти і обговорити подібні неточності. Наприклад, в рамках курсу «Комп’ютерне моделювання хімічних процесів», що викладається на ІІІ курсі спеціальності «Хімія» у Криворізькому педагогічному інституті, при розгляді особливостей віртуальної лабораторії ChemLab перед студентами була поставлена задача обґрунтовано довести наближений характер розрахунку температури початку кипіння розчину натрій хлориду у даній програмі (в межах лабораторної роботи «Fractional Crystallization»). Студенти на основі другого закону РауляΔtкип=kеб*b – для розчинів речовин-неелектролітів (1)Δtкип=i*kеб*b – для розчинів речовин-електролітів; (2)де kеб – ебуліоскопічна константа розчинника, b – моляльна концентрація розчиненої речовини (моль/кг), і – ізотонічний коефіцієнт, обчислювали температуру початку кипіння для розчину натрій хлориду тієї концентрації, яку вони самі створили у віртуальній хімічній лабораторії. Далі утворений віртуальний розчин нагрівали до кипіння і зазначали температуру початку кипіння. Вона збігалась із розрахованою за формулою (1), тобто без урахування ізотонічного коефіцієнту, який для розчину натрій хлориду повинен наближатись до 2. Значить реальна Δtкип розчину майже вдвічі повинна була б перевищувати Δtкип розчину у віртуальній лабораторії. Висновок зроблений студентами: в даній лабораторній роботі з метою спрощення не враховувався процес іонізації солі, оскільки для моделювання процесів розчинення солей за різних температур він особливого значення не має.Подібний недолік комп’ютерної програми може створити незручності з одного боку, але може бути перевагою з іншого: на основі розгляду подібних фактів можна в цікавій і нестандартній формі залучити групу студентів до повторення навчального матеріалу з різних розділів хімії та розв’язку розрахункових задач.Таким чином, можна зробити висновок про те, що віртуальні хімічні лабораторії є безумовно ефективним інструментом в руках вчителя або викладача хімії. Кожна з віртуальних хімічних лабораторій є моделлю, що описує реальні явища і процеси, а тому неминуче містить ряд спрощень і неточностей, як в плані графічного відображення об’єктів, так і в плані причинно-наслідкових зв’язків між діями користувача та їх результатами у віртуальному середовищі. Головною метою проведення дослідів у віртуальних комп’ютерних лабораторіях є усвідомлення самої сутності явища, що вивчається, його головних закономірностей, а недосконалість візуальних чи інших ефектів має другорядне значення. Подальший розвиток і вдосконалення віртуальних хімічних лабораторій, скоріш за все, буде відбуватись у напрямку збалансування простоти представлення моделі та максимальної її реалістичності.Враховуючи все, сказане вище, можна з упевненістю сказати, що розробка і впровадження віртуальних хімічних лабораторій залишається одним з пріоритетних напрямків у процесі вдосконалення навчання хімії у середній та вищій школі.

У зв’язку із загальною інформатизацією освіти і швидким розвитком цифрових засобів обробки інформації назріла необхідність впровадження в лабораторні практикуми вищих та середніх навчальних закладів цифрових засобів збору, обробки та оформлення експериментальних результатів, в тому числі під час виконання лабораторних робот з основ електротехнічних пристроїв та систем. При цьому надмірне захоплення віртуальними лабораторними роботами на основі комп’ютерного моделювання в порівнянні з реальним (натурним) експериментом може призводити до втрати особової орієнтації в технології освіти і відсутності надалі у випускників навчальних закладів ряду практичних навичок.У той же час світові компанії, що спеціалізуються в учбово-технічних засобах, переходять на випуск учбового устаткування, що узгоджується з комп’ютерною технікою: аналого-цифрових перетворювачів і датчиків фізико-хімічних величин, учбових приладів керованих цифро-аналоговими пристроями, автоматизованих учбово-експеримен­тальних комплексів, учбових експериментальних установок дистанційного доступу.У зв’язку із цим в області реального експерименту відбувається поступовий розвиток інформаційних джерел складної структури, до яких, у тому числі, відносяться комп’ютерні лабораторії, що останнім часом оформлюються у новий засіб реалізації учбового натурного експерименту – цифрові електронні лабораторії (ЦЕЛ).Відомі цифрові лабораторії для шкільних курсів фізики, хімії та біології (найбільш розповсюджені компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc., Israel) можуть бути використані у ВНЗ України, але вони мають обмежений набір датчиків, необхідність періодичного ручного калібрування, використовують застарілий та чутливий до електромагнітних завад аналоговий інтерфейс та спрощене програмне забезпечення, що не дозволяє проводити статистичну обробку результатів експерименту та з урахуванням низької розрядності аналого-цифрових перетворювачів не може використовуватись для проведення науково-дослідних робіт у вищих навчальних закладах, що є однією із складових підготовки висококваліфікованих спеціалістів, особливо в університетах, які мають статус дослідницьких.Із вітчизняних аналогів відомі окремі компоненти цифрових лабораторій, що випускаються ТОВ «фірма «ІТМ» м. Харків. Вони поступаються продукції компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc. та мають близькі цінові характеристики на окремі компоненти. Тому необхідність розробки вітчизняної цифрової навчальної лабораторії є нагальною, проблематика досліджень та предмет розробки актуальні.Метою проекту є створення сучасної вітчизняної цифрової електронної лабораторії та відпрацювання рекомендацій по використанню у викладанні на її основі базового переліку науково-природничих та біомедичних дисциплін у ВНЗ I-IV рівнів акредитації при значному зменшенні витрат на закупку приладів, комп’ютерної техніки та навчального-методичного забезпечення. В роботі використані попередні дослідження НДІ Прикладної електроніки НТУУ «КПІ» в галузі МЕМС-технологій (micro-electro-mechanical) при створенні датчиків фізичних величин, виконано огляд технічних та методичних рішень, на яких базуються існуючі навчальні цифрові лабораторії та датчики, розроблені схемотехнічні рішення датчиків фізичних величин, проведено конструювання МЕМС – первинних перетворювачів, та пристроїв реєстрації інформації. Розроблені прикладні програми інтерфейсу пристроїв збору інформації та вбудованих мікроконтролерів датчиків. Сформульовані вихідні дані для розробки бездротового інтерфейсу датчиків та програмного забезпечення цифрової лабораторії.Таким чином, у даній роботі пропонується нова вітчизняна цифрова електронна лабораторія, що складається з конструкторської документації та дослідних зразків обладнання, програмного забезпечення та розробленого єдиного підходу до складання навчальних методик для цифрових лабораторій, проведення лабораторних практикумів з метою економії коштів під час створення нових лабораторних робіт із реєстрацією даних, обробки результатів вимірювань та оформленням результатів експерименту за допомогою комп’ютерної техніки.Цифрова електронна лабораторія складається із таких складових частин: набірного поля (НП); комплектів модулів (М) із стандартизованим вихідним інтерфейсом, з яких складається лабораторний макет для досліджування об’єкту (це – набір електронних елементів: резисторів, ємностей, котушок індуктивності, цифро-аналогових та аналого-цифрових перетворювачів (ЦАП та АЦП відповідно)) та різноманітних датчиків фізичних величин; комп’ютерів студента (планшетного комп’ютера або спеціалізованого комп’ютера) з інтерфейсами для датчиків; багатовходових пристроїв збору даних та їх перетворення у вигляд, узгоджений з інтерфейсом комп’ютера (реєстратор інформації або Data Logger); комп’ютер викладача (або серверний комп’ютер із спеціалізованим програмним забезпеченням); пристрої зворотного зв’язку (актюатори), що керуються комп’ютером; трансивери для бездротового прийому та передачі інформації з НП.Таким чином, з’являється новий клас бездротових мереж малої дальності. Ці мережі мають ряд особливостей. Пристрої, що входять в ці мережі, мають невеликі розміри і живляться в основному від батарей. Ці мережі є Ad-Hoc мережами – високоспеціалізованими мережами з динамічною зміною кількісного складу мережі. У зв’язку з цим виникають завдання створення та функціонування даних мереж – організація додавання і видалення пристроїв, аутентифікація пристроїв, ефективна маршрутизація, безпека даних, що передаються, «живучість» мережі, продовження часу автономної роботи кінцевих пристроїв.Протокол ZigBee визначає характер роботи мережі датчиків. Пристрої утворюють ієрархічну мережу, яка може містити координатор, маршрутизатори і кінцеві пристрої. Коренем мережі являється координатор ZigBee. Маршрутизатори можуть враховувати ієрархію, можлива також оптимізація інформаційних потоків. Координатор ZigBee визначає мережу і встановлює для неї оптимальні параметри. Маршрутизатори ZigBee підключаються до мережі або через координатор ZigBee, або через інші маршрутизатори, які вже входять у мережу. Кінцеві пристрої можуть з’єднуватися з довільним маршрутизатором ZigBee або координатором ZigBee. По замовчуванню трафік повідомлень розповсюджується по вітках ієрархії. Якщо маршрутизатори мають відповідні можливості, вони можуть визначати оптимізовані маршрути до визначеної точки і зберігати їх для подальшого використання в таблицях маршрутизації.В основі будь-якого елементу для мережі ZigBee лежить трансивер. Активно розробляються різного роду трансивери та мікроконтролери, в які потім завантажується ряд керуючих програм (стек протоколів ZigBee). Так як розробки ведуться багатьма компаніями, то розглянемо та порівняємо новинки трансиверів тільки кількох виробників: СС2530 (Texas Instruments), AT86RF212 (Atmel), MRF24J40 (Microchip).Texas Instruments випускає широкий асортимент трансиверів. Основні з них: CC2480, СС2420, CC2430, CC2431, CC2520, CC2591. Всі вони відрізняються за характеристиками та якісними показниками. Новинка від TI – мікросхема СС2530, що підтримує стандарт IEEE 802.15.4, призначена для організації мереж стандарту ZigBee Pro, а також засобів дистанційного керування на базі ZigBee RF4CE і обладнання стандарту Smart Energy. ІС СС2530 об’єднує в одному кристалі РЧ-трансивер і мікроконтролер, ядро якого сумісне зі стандартним ядром 8051 і відрізняється від нього поліпшеною швидкодією. ІС випускається в чотирьох виконаннях CC2530F32/64/128/256, що розрізняються обсягом флеш-пам’яті – 32/64/128/256 Кбайт, відповідно. В усьому іншому всі ІС ідентичні: вони поставляються в мініатюрному RoHS-сумісному корпусі QFN40 розмірами 6×6 мм і мають однакові робочі характеристики. СС2530 являє собою істотно покращений варіант мікросхеми СС2430. З точки зору технічних параметрів і функціональних можливостей мікросхема СС2530 перевершує або не поступається CC2430. Однак через підвищену вихідну потужність (4,5 дБм) незначно виріс струм споживання (з 27 до 34 мА) при передачі. Крім того, ці мікросхеми мають різні корпуси і кількість виводів (рис. 1). Рис. 1. Трансивери СС2530, СС2430 та СС2520 фірми Texas Instruments AT86RF212 – малопотужний і низьковольтний РЧ-трансивер діапазону 800/900 МГц, який спеціально розроблений для недорогих IEEE 802.15.4 ZigBee-сумісних пристроїв, а також для ISM-пристроїв з підвищеними швидкостями передачі даних. Працюючи в діапазонах частот менше 1 ГГц, він підтримує передачу даних на малих швидкостях (20 і 40 Кбіт/с) за стандартом IEEE 802.15.4-2003, а також має опціональну можливість передачі на підвищених швидкостях (100 і 250 Кбіт/с) при використанні модуляції O-QPSK у відповідності зі стандартом IEEE 802.15.4-2006. Більше того, при використанні спеціальних високошвидкісних режимів, можлива передача на швидкості до 1000 Кбіт/с. AT86RF212 можна вважати функціональним блоком, який з’єднує антену з інтерфейсом SPI. Всі критичні для РЧ тракту компоненти, за винятком антени, кварцового резонатора і блокувальних конденсаторів, інтегровані в ІС. Для поліпшення загальносистемної енергоефективності та розвантаження керуючого мікроконтролера в ІС інтегровані прискорювачі мережевих протоколів (MAC) і AES- шифрування.Компанія Microchip Technology виробляє 8-, 16- і 32- розрядні мікроконтролери та цифрові сигнальні контролери, а також аналогові мікросхеми і мікросхеми Flash-пам’яті. На даний момент фірма випускає передавачі, приймачі та трансивери для реалізації рішень для IEEE 802.15.4/ZigBee, IEEE 802.11/Wi-Fi, а також субгігагерцового ISM-діапазону. Наявність у «портфелі» компанії PIC-мікроконтролерів, аналогових мікросхем і мікросхем пам’яті дозволяє їй запропонувати клієнтам комплексні рішення для бездротових рішень. MRF24J40 – однокристальний приймач, що відповідає стандарту IEEE 802.15.4 для бездротових рішень ISM-діапазону 2,405–2,48 ГГц. Цей трансивер містить фізичний (PHY) і MAC-функціонал. Разом з мікроспоживаючими PIC-мікроконтролерами і готовими стеками MiWi і ZigBee трансивер дозволяє реалізувати як прості (на базі стека MiWi), так і складніші (сертифіковані для роботи в мережах ZigBee) персональні бездротові мережі (Wireless Personal Area Network, WPAN) для портативних пристроїв з батарейним живленням. Наявність MAC-рівня допомагає зменшити навантаження на керуючий мікроконтролер і дозволяє використовувати недорогі 8-розрядні мікроконтролери для побудови радіомереж.Ряд компаній випускає завершені модулі ZigBee (рис. 2). Це невеликі плати (2÷5 кв.см.), на яких встановлено чіп трансивера, керуючий мікроконтролер і необхідні дискретні елементи. У керуючий мікроконтролер, у залежності від бажання і можливості виробника закладається або повний стек протоколів ZigBee, або інша програма, що реалізує можливість простого зв’язку між однотипними модулями. В останньому випадку модулі іменуються ZigBee-готовими (ZigBee-ready) або ZigBee-сумісними (ZigBee compliant).Всі модулі дуже прості в застосуванні – вони містять широко поширені інтерфейси (UART, SPI) і управляються за допомогою невеликого набору нескладних команд. Застосовуючи такі модулі, розробник позбавлений від роботи з високочастотними компонентами, так як на платі присутній ВЧ трансивер, вся необхідна «обв’язка» і антена. Модулі містять цифрові й аналогові входи, інтерфейс RS-232 і, в деяких випадках, вільну пам’ять для прикладного програмного забезпечення. Рис. 2. Модуль ZigBee із трансивером MRF24J40 компанії Microchip Для прикладу, компанія Jennic випускає лінійку ZigBee-сумісних радіомодулів, побудованих на низькоспоживаючому бездротовому мікроконтролері JN5121. Застосування радіомодуля значно полегшує процес розробки ZigBee-мережі, звільняючи розробника від необхідності конструювання високочастотної частини виробу. Використовуючи готовий радіомодуль, розробник отримує доступ до всіх аналогових і цифрових портів вводу-виводу чіпу JN5121, таймерам, послідовного порту і інших послідовних інтерфейсів. У серію входять модулі з керамічної антеною або SMA-коннектором з дальністю зв’язку до 200 метрів. Розмір модуля 18×30 мм. Версія модуля з підсилювачем потужності і підсилювачем вхідного сигналу має розмір 18×40 мм і забезпечує дальність зв’язку більше 1 км. Кожен модуль поставляється з вбудованим стеком протоколу рівня 802.15.4 MAC або ZigBee-стеком.За висновками експертів з аналізу ринку сьогодні одним з найперспективніших є ринок мікросистемних технологій, що сягнув 40 млрд. доларів станом на 2006 рік зі значними показниками росту. Самі мікросистемні технології (МСТ) почали розвиватися ще з середини ХХ ст. і, отримуючи щоразу нові поштовхи з боку нових винаходів, чергових удосконалень технологій, нових галузей науки та техніки, динамічно розвиваються і дедалі ширше застосовуються у широкому спектрі промислової продукції у всьому світі.Прилад МЕМС є об’єднанням електричних та механічних елементів в одну систему дуже мініатюрних розмірів (значення розмірів механічних елементів найчастіше лежать у мікронному діапазоні), і достатньо часто такий прилад містить мікрокомп’ютерну схему керування для здійснення запрограмованих дій у системі та обміну інформацією з іншими приладами та системами.Навіть з побіжного аналізу структури МЕМС зрозуміло, що сумарний технологічний процес є дуже складним і тривалим. Так, залежно від складності пристрою технологічний процес його виготовлення, навіть із застосуванням сучасних технологій, може тривати від кількох днів до кількох десятків днів. Попри саме виготовлення, доволі тривалими є перевірка та відбраковування. Часто виготовляється відразу партія однотипних пристроїв, причому вихід якісної продукції часто не перевищує 2 %.Для виготовлення сучасних МЕМС використовується широка гама матеріалів: різноманітні метали у чистому вигляді та у сплавах, неметали, мінеральні сполуки та органічні матеріали. Звичайно, намагаються використовувати якомога меншу кількість різнорідних матеріалів, щоби покращити технологічність МЕМС та знизити собівартість продукції. Тому розширення спектра матеріалів прийнятне лише за наявності специфічних вимог до елементів пристрою.Спектр наявних типів сенсорів в арсеналі конструктора значно ширший та різноманітніший, що зумовлено багатоплановим застосуванням МЕМС. Переважно використовуються ємнісні, п’єзоелектричні, тензорезистивні, терморезистивні, фотоелектричні сенсори, сенсори на ефекті Холла тощо. Розроблені авторами в НДІ Прикладної електроніки МЕМС-датчики, їх характеристики, маса та розміри наведені у табл. 1.Таблиця 1 №з/пМЕМС-датчикиТипи датчиківДіапазони вимірюваньГабарити, маса1.Відносного тиску, тензорезистивніДВТ-060ДВТ-1160,01–300 МПа∅3,5–36 мм,5–130 г2.Абсолютного тиску,тензорезистивніДАТ-0220,01–60 МПа∅16 мм,20–50 г3.Абсолютного тиску, ємнісніДАТЄ-0090,05–1 МПа5×5 мм4.Лінійного прискорення,тензорезистивніДЛП-077±(500–100 000) м/с224×24×8 мм,100 г5.Лінійного прискорення,ємнісніАЛЄ-049АЛЄ-050±(5,6–1200) м/с235×35×22 мм, 75 г6.Кутової швидкості,ємнісніДКШ-011100–1000 °/с

У статті розглядається можливості використання спеціалізованих програм (віртуальні лабораторії та тренажери, програмне забезпечення для моделювання природних процесів) та загального (мови програмування та бібліотеки, таблиці, CAS) у шкільних дослідженнях. Таке програмне забезпечення, як віртуальні лабораторії, програмне забезпечення для моделювання природних процесів, мови програмування й бібліотеки в шкільних дослідженнях, можна використовувати для моделювання явищ, яких неможливо вивчити в шкільній лабораторії (наприклад, для моделювання радіоактивного розпаду або для демонстрації станів релятивістської механіки). Також віртуальні лабораторії в шкільній практиці зазвичай використовуються в тих випадках, коли учні не можуть виконати експеримент у реальних лабораторіях. Наприклад, це зручно для дистанційного навчання. Використання мов програмування та бібліотек у навчальних фізичних дослідженнях вимагає як дослідницьких компетенцій студентів, так і компетенцій програмування. Ось чому використання цього програмного забезпечення на уроках фізики навряд чи можна рекомендувати. Однак мови програмування та бібліотеки можуть стати потужним інструментом формування й розвитку дослідницьких компетентностей студентів з фізики у позакласній навчальній діяльності. Впровадження електронної таблиці та CAS у шкільних фізичних дослідженнях є найпростішим і має свої переваги.

У статті обґрунтовано дидактичні можливості цифрових технологій і висвітлено досвід їх використання на уроках біології та основ здоров’я у закладах загальної середньої освіти. Аргументовано, що необхідність використання цифрових технологій навчання під час вивчення біології та основ здоров’я зумовлена особливостями цих навчальних предметів (необхідність проведення спостережень та експериментів, демонстрування природних об’єктів і наочних посібників, моделювання поведінки людини у різних ситуаціях, відпрацювання навичок безпечної для здоров’я поведінки), а також особливостями і потребами сучасних учнів. З’ясовано, що особливістю цифрових технологій навчання є електронні транзакції, що передбачають використання Інтернету. Обґрунтовано, що використання цифрових технологій у процесі вивчення біології та основ здоров’я надає можливості знайомити учнів із процесами, які в реальних умовах проходять упродовж місяців, років і століть; демонструвати особливості будови об’єктів живої природи, їх процесів життєдіяльності та механізми біологічних процесів у динаміці; проводити експерименти з моделями біологічних систем та явищ; демонструвати явища, що мають звукове відображення; проводити лабораторні і практичні роботи у віртуальних лабораторіях; здійснювати поточний і тематичний контроль знань учнів; забезпечити зручний перегляд, швидке отримання та доцільне використання навчальних матеріал та ін. Для інформаційної підтримки уроків біології та основ здоров’я розроблено навчальні ресурси за допомогою онлайн-сервісів Genially, Learning-Apps і Kahoot! Розроблені ресурси (інтерактивні презентації, плакати, тести, навчальні фільми, анімації, картки, схеми, модулі) дадуть викладачам змогу здійснювати перевірку знань учнів, а учням – закріплювати знання в ігровій формі, покращити сприймання навчального матеріалу, ефективно поєднувати новий навчальний матеріал із уже засвоєним.

Компьютерное моделирование изучаемых физических процессов является обязательной компонентой современного образовательного процесса, но оно не может полностью заменить реальный лабораторный практикум. В зависимости от назначения, возлагаемых функций и способов реализации различают следующие формы учебного лабораторного оборудования: учебные тренажеры, учебные лабораторные стенды; виртуальные лаборатории. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/4051

Technical and methodological aspects of implementation of online laboratory for designing devices on microcontrollers and programmable logic integrated circuits are considered. One of the options for implementing an online laboratory is considered. This solution allows you to comply with quarantine measures and ensure the quality of the educational process.

Вітроенергетика останнім часом достатньо ефек-тивно виокремилася в багатьох країнах в окремі галузі енергетичних госпо-дарств, що успішно конкурують із традиційною енергетикою. Особливу увагу надано вітроенергетичним установкам середньої та великої потужності, які входять в мережі розподілу та передачі електроенергії [1]. Відомо, що зараз світовий ринок малих вітроенергетичних установок доволі динамічно розвива-ється за рахунок масових споживачів, зокрема об'єктів малоповерхового будів-ництва, сільськогосподарських підприємств, системи віддаленого контролю, освітлювальних систем, телекомунікаційного обладнання та інших автономних споживачів електроенергії. Відповідно, ефективне використання вітрового потенціалу є актуальним науково-технічним завданням, суть якого полягає у покращенні аеродинамічних характеристик вітроенергетичних установок та збільшенні їх продуктивності в цілому [2]. Вітроенергетика вважається перспективним напрямом генерації електрич-ної енергії. Використання відновлюваної екологічно чистої енергії вітру дозво-ляє компенсувати зростання електроспоживання у зв’язку зі збільшенням насе-лення планети. Основною перешкодою при використання вітру в якості енерге-тичного джерела є непостійна його швидкість і, відповідно, й енергія в часі. Ві-тер володіє не тільки багаторічною і сезонною непостійністю, але може також змінювати свою активність на протязі доби за дуже малі проміжки часу [3]. Конструкції вітроенергетичних установок постійно вдосконалюються, що дозволяє підвищити їхню режимну керованість за допомогою інноваційних рішень, наприклад, застосуванням пристроїв активного управління потоком та зміною геометрії лопатей. В Україні цей напрямок поки що не отримав розвитку, але такі способи підвищення енергоефективності режимів роботи цих установок отримали підтримку у тих країнах, які є лідерами позиції з вироблення енергії , вітроенергетичними установками (Китай, США, Німеччини, Нідерланди та ін.).
У кваліфікаційній роботі розглянуто питання розробки вітроенергетичної системи електропостачання навчальної лабораторії кафедри електричної інже¬нерії ТНТУ ім. І. Пулюя та її практичне впровадження. Базовим джерелом є вітрогенератор, а резервним додатковим джерелом – акумуляторна батарея.У пояснювальній записці кваліфікаційної роботи розглянуто питання вибору об’єкта альтернативного електропостачання, розрахунок і вибір вітроге¬нератора та додаткового обладнання вітроенергетичної установки. Також вико¬нано розрахунок технічних характеристик вітроелектричної установки з гори-зонтальною віссю обертання та її аеродинамічних параметрів. Проведено мате¬матичне моделювання вітроенергетичної установки, результати якого підтвер¬дили, що розроблена вітроенергетична установка здатна забезпечити електро¬постачання освітлювального обладнання 4-го поверху кафедри електричної інженерії
In the qualification work the question of development of wind power system of power supply of educational laboratory of the department of electrical engineering of Ivan Puluj TNTU and its practical implementation. The basic source is a wind generator, and the backup additional source is a rechargeable battery. In the explanatory note of the qualification work the issues of selection of the object of alternative power supply, calculation and selection of the wind generator and additional equipment of the wind power plant are considered. The calculation of technical characteristics of a wind power plant with a horizontal axis of rotation and its aerodynamic parameters was also performed. Mathematical modeling of the wind power plant was carried out, the results of which confirmed that the developed wind power plant is able to provide power supply of lighting equipment on the 4th floor of the Department of Electrical Engineering.
ЗМІСТ ВСТУП 7 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 10 1.1 Конструкція вітрогенераторів та їх застосування 10 1.2 Вітрові генератори з горизонтальною віссю обертання 12 1.3 Вітрові генератори з вертикальною віссю обертання 17 1.4 Принцип роботи вітроенергетичної установки 22 1.5 Висновки до розділу 1 26 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 27 2.1 Вибір об’єкта альтернативного електропостачання 27 2.2 Розрахунок освітлювальної потужності 29 2.3 Аналіз вітроенергетичного потенціалу 31 2.4 Розрахунок та вибір вітрогенератора 33 2.5 Висновки до розділу 2 38 3 РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ 39 3.1 Додаткове обладнання вітроенергетичної установки 39 3.2 Розрахунок технічних характеристик вітроелектричної установки 41 3.3 Розрахунок вітроколеса з горизонтальною віссю обертання 43 3.4 Розрахунок аеродинамічних параметрів вітроелектричної установки 45 3.5 Математичне моделювання вітроенергетичної установки 49 3.6 Висновки до розділу 3 55 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 56 4.1 Заходи з охорони праці під час експлуатації вітрових турбін 56 4.2 Техніка безпеки при монтажі і експлуатації системи стабілізації 60 4.3 Пожежна безпека і мкроклімат при експлуатації вітроелектростанцій 61 4.4 Висновки до розділу 4 63 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 64 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 65

У навчальному посібнику наведені задачі по розділам курсу фізика твердого тіла, їх докладні розв’язання та тексти лабораторних робіт. Посібник розрахований на студентів фізико-математичних факультетів педагогічних університетів, а також студентів фізичних спеціальностей вищих навчальних закладів.

При створенні та реалізації електронних освітніх ресурсів (ЕОР) з хімії на основі системи Moodle необхідно ураховувати особливості хімії як науки та як навчального предмету: хімічну мову та хімічний експеримент. У системі Moodle більшість компонентів хімічної мови може бути забезпечена стандартними засобами створення навчальних текстів, інша частина вимагає застосування спеціальних хімічних плагінів. Досвід профільного хімії з використанням Moodle 2.8.5 надає можливість зробити висновок, що існуючих плагінів Moodle достатньою для створення хімічних текстів будь-якої складності. Віртуальний хімічний експеримент у системі Moodle надає можливість: підготуватись до проведення натурного експерименту; змоделювати експеримент, що не може бути проведений у лабораторії з певних причин; забезпечити підтримку профільного навчання хімії за дистанційною формою. Віртуальна хімічна лабораторія Virtual Lab (розробник – ChemCollective, Carnegie Mellon University) має такі основні переваги: вільне поширення (за ліцензією CC-BY-NC-ND); можливість локалізації українською (через додавання мовних записів у файл lang.xml); мобільність (локальне та браузерне виконання аплету vlab.jar). Інтеграція Virtual Lab із системою Moodle виконується на трьох рівнях: 1) фреймова інтеграція лабораторії із сайту http://chemcollective.org; 2) убудовування компонентів аплету Virtual Lab у сторінки навчального курсу, розміщеного у Moodle, кодом: <applet code="irydium.vlab.VLApplet.class" codebase=шлях_до_аплету archive="vlab.jar, logclient.jar, junit.jar" height=висота_аплету width=ширина аплету> <param name="language" value=мова_аплету> <param name="properties" value=шлях_до_файлу_лабораторної_роботи> </applet>; 3) розробка розширення Moodle для роботи з Virtual Lab. Інтеграцію Virtual Lab із системою Moodle на третьому рівні було здійснено шляхом створення фільтру, який замінює локальні та зовнішні посилання на файли лабораторних робіт у форматі .xml на код з другого рівня. Розроблений фільтр має класичну структуру: version.php – визначає мінімальну необхідну версію Moodle; filtersettings.php – визначає доступні налаштування (ширину, висоту та локалізацію аплету); filter.php – визначає клас-нащадок moodle_text_filter з основним методом filter та допоміжною функцією зворотного виклику. Додатково у каталозі lang визначено ряд мовних пакетів. Таким чином, розробка фільтру надала можливість повністю інтегрувати віртуальну хімічну лабораторію Virtual Lab, що активно розвивається, із системою Moodle, що розширює можливості даної системи стосовно підтримки навчального процесу з хімії, а також сприятиме подальшому розвитку і вдосконаленню віртуальної лабораторії Virtual Lab.

Професійна підготовка є основою для формування професійних умінь і навичок: формування психологічної готовності студентів до професійної діяльності; формування бази спеціальних професійних знань; розвитку практичних вмінь та навичок. Особливістю професії педагога є необхідність становлення системи професійного спілкування та взаємодії, становлення професійно-термінологічної системи. За своєю структурою фахова практика є складно організованою і передбачає різноманітні форми організації навчально-практичної діяльності: лабораторно-практичні заняття, екскурсії, самостійну та групову роботу, фенологічні спостереження, польові та демонстраційні досліди.

Розглянуто ефективні шляхи формування професіоналізму в майбутніх словесників у система завдань, спрямованих на обумовлений відбір навчального матеріалу з кількох можливих варіантів. Запропоновано систему осмислення й відбору матеріалу на лабораторно-практичних заняттях з усіх фахових дисциплін навчального плану. Наголошено, що навчальна робота з фахових дисциплін, і зокрема з курсу методики, має бути спрямована на формування у майбутнього словесника творчого оволодіння всіма існуючими методами й прийомами успішного вивчення рідної мови.