XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Визуализированные демонстрационные опыты в физике способствуют лучшему восприятию и усвоению материала. Наглядно продемонстрировать теоретические построения, создать проблемную ситуацию, сконцентрировать внимание на наиболее важных аспектах - вот далеко не полный перечень возможных задач, решаемых с помощью визуализации экспериментов. Это существенно повышает эффективность лекционных демонстраций, поскольку обеспечивает визуальное подкрепление дальнейших сложных аналитических расчетов. Технические возможности установки предоставляют зрителю возможность наблюдения визуальной картины дифракции света.

Демонстрационный эксперимент может быть реализован с помощью программного обеспечения Adobe After Effects компании Adobe Systems, предназначенного для редактирования видео и динамических изображений, анимаций и создания ряда визуальных эффектов и моделей. Благодаря использованию элементов 3D графики (плагина от Video Copilot – Element 3D*) можно получить максимально простую, но в то же время реалистичную и понятную для широкого круга зрителей картинку. В данном программном обеспечении имеется возможность покадрово рассмотреть демонстрационную установку, осмотреть ее с разных сторон и под разными углами, а также понять принцип работы установки. Стоит отметить, что приведенное наименование программного обеспечения не является единственным для решения сформулированной задачи, но, наш взгляд, набор инструментов реализованных в данном комплексе позволит решить вопрос с учетом сформулированных условий.

В нашем случае, мы будем рассматривать явление дифракции света с помощью всё той же демонстрационной установки, которая будет реализована в программном обеспечении, описанном выше (After Effects).

Итак, использование метода визуализации демонстрационных экспериментов по физике позволяет:

Наиболее эффективно запоминать и усваивать материал по теме (дифракция);

Повысить заинтересованность студентов в проведении демонстрационных экспериментов и сагитировать их продолжать изучение данного явления;

Упростить процесс проведения лекционных занятий и лабораторных работ в учебных заведениях;

Детально изучить проводимый эксперимент:

покадрово рассмотреть демонстрационную установку, осмотреть ее под разными углами, а также понять принцип работы установки.

Основываясь на выше сказанном, можно сделать вывод о том, что визуализация демонстрационных экспериментов в физике широко применима и имеет место быть.

* Element 3D – плагин для визуализации 3D-объектов в After Effects в реальном времени, разработанный компанией Video Copilot. Element 3D позволяет работать с трехмерными объектами напрямую в AE.

Плагин может импортировать 3D-модели в OBJ или C4D-формате.

Данный плагин является наиболее простым в освоении и не менее простым в использовании среди похожих, но самостоятельных программ 3D моделирования, таких как Cinema 4D, 3Ds Max, Blender и т.п.

На рисунке (рис. 1) наглядно изображена полученная в ходе моделирования виртуальная копия экспериментальной установки, с помощью которой и будет осуществляться наш эксперимент.

Рисунок 1. Модель демонстрационной установки

Стоит отметить, что на наш взгляд, таким образом возможно не только усилить дидактическую составляющую курса, но и с учетом возможности детализированной демонстрации более детально обсудит процессы демонстрируемые посредством визуализации реальных экспериментальных и демонстрационных установок. В литературе уже выделены преимущества виртуализации демонстрационного эксперимента, при этом заметим, что внедрение и последующая модернизация подобных моделей, в частности в курс физики, в инженерное образования позволит осуществлять подготовку специалистов с учетом как требований нормативных документов, так и тенденций развития современного общества.