GeoGebra. Виртуальный стенд для интерактивных физических демонстраций по разделу «Геометрическая оптика»

Актуальность

Пандемия COVID-19 остро поставила вопрос качественной организации удалённого обучения. Невозможность проведения «живого» физического эксперимента и лабораторных работ на уроках физики диктует необходимость создания виртуальных лабораторных стендов, демонстрирующих физические явления.

Цель

Создание виртуального стенда для проведения демонстрационного эксперимента и лабораторных работ раздела «Геометрическая оптика».

Задачи

1. Изучить технические возможности программы GeoGebra.
2. Создать виртуальный лабораторный стенд, позволяющий исследовать основные законы геометрической оптики.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Персональный компьютер с установленным на него ПО

Описание

Для создания такого стенда была выбрана интерактивная геометрическая среда GeoGebra. Программа бесплатна, имеет минималистичный и простой в освоении интерфейс и все необходимые инструменты для выполнения поставленной задачи. В частности, GeoGebra позволяет строить прямые, отрезки, лучи, углы, автоматически строить многоугольники, создавать скрипты и анимации, использовать формулы в построениях.

Для стенда были выбраны четыре темы: отражение и преломление света на границе раздела двух сред, область видения в плоском зеркале, построение изображений в тонкой линзе и системе линз. Эти темы изучаются в курсе геометрической оптики, с которой начинается изучение оптических явлений.

Стенд разделён на четыре отдельных модуля по каждой из тем.

В ходе проекта автором были разработаны программные апплеты для интерактивной геометрической среды GeoGebra, демонстрирующие явления отражения и преломления света на границе раздела двух сред, построение изображения в плоском зеркале, в тонких линзах (собирающей и рассеивающей), а также в системе линз.

Эти программы позволяют проверить правильность построения изображений и решения задач, а эмуляция эксперимента даёт возможность проводить лабораторные работы, используя только компьютер, планшет, мобильный телефон. При наличии интерактивной доски использование программ становится максимально наглядным.

Результаты работы/выводы

Результатом работы над проектом стал виртуальный стенд, включающий в себя набор из четырёх интерактивных модулей для бесплатной кроссплатформенной интерактивной геометрической среды GeoGebra.

Перспективы использования результатов работы

Результаты работы могут быть использованы в учебном процессе школ и вузов как готовое решение.

В дальнейшем планируется создание апплетов по темам раздела «Волновая оптика».

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

РТУ МИРЭА

Награды/достижения (в каких конкурсах и с какими результатами выставлялась ранее эта работа)

X Международная научно-практическая конференция «Объединяемся знаниями» – победитель.

XXX Открытая московская инженерная конференция школьников «Потенциал» – призёр.