Коллектив авторов Южно-Уральского государственного университета создал новейшую виртуальную лабораторию материаловедения, аналогов которой в России нет. Использование виртуальной лаборатории избавляет от необходимости покупать дорогостоящее оборудование для подготовки высококвалифицированных специалистов.
Компьютерные технологии воспитывают кадры
С развитием компьютерных технологий обучения все чаще обсуждается вопрос о необходимости частичного или полного перевода практических занятий из лабораторий в компьютерные классы. Сегодня по многим дисциплинам создаются виртуальные обучающие комплексы, но разработка ученых ЮУрГУ по материаловедению является единственной в России. Одним из авторов проекта «Виртуальная лаборатория: Материаловедение» стала студентка аспирантуры Политехнического института ЮУрГУ Татьяна Лисовская.
«Виртуальная лаборатория – это информационная система, которая интерактивно моделирует реальный технический объект и предоставляет прекрасную возможность изучения его свойств посредством компьютерной визуализации. Наша разработка позволяет учащемуся «проводить» эксперименты в виртуальном аналоге научной лаборатории. Созданная нами программа представляет из себя комплекс из нескольких лабораторных работ для изучения курса материаловедения», – рассказывает Татьяна Лисовская.
.jpg)
На фото: виртуальная лаборатория
Внимание к деталям
В учебных планах технических вузов, колледжей и техникумов большое внимание уделяется курсу “Материаловедение”. Но в таких небольших учебных заведениях зачастую нет возможности «потрогать» реальное оборудование и материалы своими руками. В этом случае на помощь приходит компьютерное 3D моделирование.
«При создании виртуальной версии лабораторных программ было уделено особое внимание идентичности виртуального и реального оборудования, – подчеркивает Татьяна Лисовская. – Мы использовали в качестве образца настоящее оборудование лабораторий ЮУрГУ: печи, твердомеры, микроскопы и т.д. Были отрисованы их 3D модели в реальных пропорциях, некоторые даже в реальных цветах. Можно сказать, что практически единственное отличие виртуальных лабораторных работ от реальных – это их выполнение на компьютере».
В качестве среды для реализации проекта был использован игровой мультиплатформенный движок Unity3D, отлично зарекомендовавший себя для разработки двух- и трёхмерных приложений и игр, работающий под операционными системами Windows и OS X.
.jpg)
Практические работы, подкрепленные теорией
«Выполнение виртуальной лабораторной работы должно начинаться со знакомства с методическими указаниями, – уверена Татьяна Лисовская. – Хотя понятно, что никакой реальной опасной ситуации при неправильном выполнении последовательности действий возникнуть не может, о виртуальных опасностях учащихся предупредят сообщения, предусмотренные программным обеспечением и выводимые на экран компьютера».
Виртуальная лабораторная работа также, как и реальная имеет подробные методические указания к ее выполнению. В программе представлены теоретические блоки и блоки контроля знаний. Благодаря тщательно продуманному курсу, студенты в течение 15 лабораторных работ получают достаточно полный объем теоретических и практических знаний по дисциплине «Материаловедение».
Татьяна Лисовская успешно совмещает учебу в Южно-Уральском государственном университете с работой на предприятии «Учтех-Профи», которое является признанным лидером на рынке СНГ по разработке, серийном и мелкосерийном производстве инновационной учебной продукции. Предприятие уже давно успешно сотрудничает со многими учебными заведениями России и мира.