Мультимедійний редактор віртуальної фізичної лабораторії в системі дистанційного навчання "Херсонський віртуальний університет"

Abstract

Розглядаються питання моделювання структури об'єктів системи, проектування модулів програмного забезпечення і технології створення редактора віртуальної лабораторії. Актуальність дослідження зумовлена відсутністю в існуючих системах дистанційного навчання підтримки створення та використання віртуальних лабораторних робіт з дисциплін природничо-наукового профілю. Предметом дослідження є програмний модуль створення і використання віртуальних лабораторних робіт в системі дистанційного навчання. Мета дослідження – розробка моделі системи та опис технології розробки програмного забезпечення віртуальної лабораторії з фізики для системи дистанційного навчання. Описано інформаційні технології проектування структури віртуальної лабораторії і основні режими роботи програмного модуля редактора віртуальної лабораторної роботи. В основі структури програмного модуля «Віртуальна лабораторія» лежить мультимедійний Веб-редактор віртуальних лабораторних робіт, який створений за технологією об'єктно-орієнтованого проектування. Програмна бібліотека мультимедійних 3D об'єктів, створених в середовищі розробки інтерактивних графічних об'єктів Unity3D, уніфікує процес створення і обробки віртуальних лабораторних робіт. Базовим математичним пакетом для підтримки обчислень є математичний процесор Waterloo Maple. Застосування розробленого програмного інтерфейсу дозволить викладачам створювати лабораторні роботи і використовувати їх у своїх дистанційних курсах. Учні, в свою чергу, зможуть проводити дослідження, виконуючи віртуальні лабораторні роботи. В якості прикладу розглядається редактор віртуальної лабораторії з фізики в системі дистанційного навчання «Херсонський віртуальний університет».

Рассматриваются вопросы моделирования структуры объектов системы, проектирования модулей программного обеспечения и технологии создания редактора виртуальной лаборатории. Актуальность исследования обусловлена отсутствием в существующих системах дистанционного обучения поддержки создания и использования виртуальных лабораторных работ по дисциплинам естественнонаучного профиля. Предметом исследования является программный модуль создания и использования виртуальных лабораторных работ в системе дистанционного обучения. Цель исследования – разработка модели системы и описание технологии разработки программного обеспечения виртуальной лаборатории по физике для системы дистанционного обучения. Описаны информационные технологии проектирования структуры виртуальной лаборатории и основные режимы работы программного модуля редактора виртуальной лабораторной работы. В основе структуры программного модуля «Виртуальная лаборатория» лежит мультимедийный Веб-редактор виртуальных лабораторных работ, который создан по технологии объектно-ориентированного проектирования. Программная библиотека мультимедийных 3D объектов, созданных в среде разработки интерактивных графических объектов Unity3D, унифицирует процесс создания и обработки виртуальных лабораторных работ. Базовым математическим пакетом для поддержки вычислений является математический процессор Waterloo Maple. Применение разработанного программного интерфейса позволит преподавателям создавать лабораторные работы и использовать их в своих дистанционных курсах. Ученики, в свою очередь, смогут проводить исследования, выполняя виртуальные лабораторные работы. В качестве примера рассматривается редактор виртуальной лаборатории по физике в системе дистанционного обучения «Херсонский виртуальный университет».

The questions of modeling the structure of the objects of the system, the design of software modules and technologies for creating the editor of a virtual laboratory are considered. The relevance of the study is due to the lack in existing distance learning systems of support for the creation and use of virtual laboratory work on disciplines of the natural-science profile. The subject of the study is a software module for creating and using virtual laboratory work in a distance learning system. The purpose of the study is the development of a system model and a description of the software development technology of a virtual laboratory for physics for a distance learning system. The information technologies of designing the structure of the virtual laboratory and the main modes of the program module of the editor of the virtual laboratory work are described. At the heart of the structure of the software module "Virtual Laboratory" is the multimedia Web-editor of virtual laboratory works, which is created using object-oriented design technology.The program library of multimedia 3D objects created in the development environment of interactive graphic objects Unity3D. It unifies the process of creation and processing of virtual laboratory works. The basic mathematical package for supporting calculations is the mathematical processor Waterloo Maple. The application of the developed software interface will allow teachers to create laboratory works and use them in their distance courses. Students, in turn, will be able to conduct research, performing virtual laboratory work. As an example, the editor of the virtual laboratory for physics in the distance learning system"Kherson Virtual University" is considered.