1. Создание виртуального образовательного музея «Истории физической лаборантской»
2. Техника, инженерия, математика, физика, информатика.
3. Напольская Анна Кимовна, КОГОАУ ВГГ, учитель физики.
4. Арутюнян Валерия Арсеновна, Колпакова Анастасия Вячеславовна, Шулева Полина Владимировна.
5. Актуальность – Изучение возможностей существующих виртуальных музеев физического оборудования позволяет констатировать отсутствие в современном интернет-пространстве подобных музеев школьных лаборантских, несущих возможность панорамных экскурсий с наблюдением видео опытов на современных, старинных и самодельных экспериментальных установках, раскрывающих основные научные закономерности, причем с предоставлением возможности дистанционного образования и интерактивного взаимодействия через решение вопросов маршрутного листа для музейных уроков различной тематики, соответствующей основной образовательной программе школьного курса физики.
Цель - Создание интуитивно понятно работающего виртуального музея школьной физической лаборантской образовательной направленности, интересного и полезного любому посетителю: как педагогу, так и учащимся и их родителям, а возможно и выпускникам.
Методы - теоретические (отбор и изучение информации, исследование возможностей и истории приборов и физических законов, изучение и отбор необходимого программного обеспечения) и практические (работа с программными ресурсами, создание и компьютерная обработка панорамной съемки, текстовых, фото и видео файлов, монтирование установок и постановка экспериментов).
6. Виртуальный музей, истории лаборантской, музейные уроки, панорамная экскурсия, старинный, современный и самодельный приборы
7. Функциональность - Соответствие назначению, возможная сфера использования
Создание виртуального музея по физике позволяет решить несколько проблем современного образования:
1. Для ученика – посетителя музея
А) Ученику - посетителю музея предоставляется возможность дистанционного углубления и расширения знаний программного материала по физике, обнаружения и развития меж предметных связей, а также получения знаний по истории физической науки, проведения параллелей с историей России, гимназии и цивилизации в целом.
Посещение учеником музея предоставляет возможность самостоятельного получения и обработки информации в процессе выбора формы, вида и содержания экскурсии. На стартовой странице предложен выбор разных направлений знакомства с историями, которые может рассказать физическая лаборантская ВГГ: это и истории самой гимназии, ее учителей физики, выпускников, связавших жизнь с физикой, истории старинных приборов; это и истории научных открытий, и истории о самой лаборантской и, конечно, истории на музейных уроках.
Ученику предоставляются условия для развития умений самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, для построения дальнейшей индивидуальной познавательной траектории на базе выбора формы и вида экскурсии- текстовый или видеофайл, участие в музейном уроке, заполнение маршрутного листа
Б) В интерактивную виртуальную среду заложены специальные технологии организации самостоятельной и исследовательской деятельности с музейными экспонатами – приборами. Предусмотрена возможность выбора содержания, формы деятельности и способа восприятия информации в соответствии с целью посещения
В) Посещение музея несет также большой воспитательный потенциал, т.к. многие эксперименты проводят и объясняют гимназисты, и ученик видит положительный пример увлеченных наукой сверстников
2. Для педагогов – посетителей музея
Учителю посещение музея позволяет расширить применение на уроке демонстрационного эксперимента в форме видеофрагментов вне зависимости от наличия необходимого оборудования в школе, дает возможность проведения кружковой и внеурочной деятельности, усиления метода практического исследования при постановке аналогичных экспериментов, выполнении предлагаемых исследовательских заданий. Учитель может воспользоваться разработанными музейными уроками, экскурсиями для организации занятий с учениками. Также применение отдельных методических приемов по работе с музейными экспонатами или же по вопросам истории физической науки расширяет возможности при подготовке учителя к уроку, при организации самостоятельной работы отдельных учащихся.
Экспонаты музея представлены в трех категориях: старинные, современные и самодельные приборы. Основой для отбора экспонатов для музея служил принцип редкости использования (или наличия) данных приборов (или экспериментов) в большинстве современных школ и одновременно простота воспроизведения опыта и его объяснения
Вятская гуманитарная гимназия – образовательное учреждение с богатой более чем столетней историей. Началась она 31 августа 1908 года, когда в Вятке было открыто Вятское частное восьмиклассное коммерческое училище. Инициатором его появления стал интереснейший, широко образованный человек И.Г. Манохин Некоторые приборы, находящиеся в кабинете физики уникальны тем, что подобные образцы сегодня практически невозможно увидеть нигде, т.к. этим приборам около 100 лет. Эти приборы уникальны и были присланы в школу из Англии другом И.Г. Манохина Л.Б. Красиным
. Поэтому посещение музея педагогами представляется для них достаточно интересным и полезным. На главной – стартовой странице музея приводятся контакты для осуществления возможного сотрудничества с заинтересовавшимися учителями.
3. Для родителей и выпускников, а также других категорий посетителей
Музей раскрывает интересные физические явления через простые опыты, результаты исследований гимназистов, показывает мир лаборантской – исследовательской площадки, знакомит с возможностями, которые раскрывает лаборантская для заинтересовавшихся физикой учеников, знакомит с историей приборов, гимназии, ее учителей физики и выпускников, связавших свою жизнь с физикой
4. Для гимназического сообщества
Виртуальный музей дает возможность сохранять и накапливать сведения о собственной истории и превращать их в активные средства образовательного процесса, укрепляет и развивает вековые традиции гимназии, поддерживает накопленный многими поколениями ее особый интеллектуальный дух, в дальнейшем подразумевается размещение музея на сайте гимназии.
Эстетичность-соответствие формы и содержания
При разработке интерфейса музея решалась основная задача - создание интуитивно понятно работающего виртуального музея с простой системой навигации и дизайном, поддерживающим познавательный интерес посетителя. Поэтому в процессе экскурсии активно участвуют анимационные маркеры управления вниманием (например – мигающие глазки, указка, восклицательный знак и т.п.), а главным экскурсоводом является ученая сова. Текстовые файлы сопровождаются рисунками и иллюстрациями. Музейные уроки – смонтированные в видео формате демонстрации экспериментов, рисунки, схемы, графики, подписи и фотографии, чередующиеся между собой для организации мыследеятельности посетителя. Также у посетителя поддерживается эффект реального присутствия в музее и активного участия в экскурсии. Этому способствует возможность панорамного обхода лаборантской, имитация открывания шкафа, рассматривания приборов и т.п.
Эксплуатация- удобство, простота и безопасность использования
При входе посетитель может осмотреть весь объем помещения, а затем остановиться на изучении основной части панорамы – пяти старинных высоких деревянных шкафов со стеклянным верхом. При приближении можно детально рассмотреть приборы на полочках, прочитать надписи на внутренней стенке шкафов: механика, теплота, электричество, магнетизм, колебания и волны, оптика. Это помогает выбрать нужное посетителю содержание экспозиции и при открывании шкафа рассмотреть содержимое полок и нажать на заинтересовавший его прибор. При этом открываются всплывающие окна, предоставляющие возможность выбрать форму деятельности с прибором: самостоятельное прохождение экскурсии или (и) участие в музейном уроке. Экскурсия – это получение информации о приборе, явлении, которое он демонстрирует, закономерности, которую он подтверждает, истории прибора и истории открытия, а также сведения о применении данного закона и его проявлении в природе. Информацию можно получить либо с помощью аудио и видео гида, либо при прочтении текстовых файлов, и то и другое сопровождается необходимыми фотографиями, рисунками и схемами. Если же посетитель выбрал участие в музейном уроке, ему предлагается для скачивания файл с маршрутным листом, где прописаны основные этапы урока, причем каждый из них сопровождается конкретным заданием. Выполнение задания возможно после знакомства с соответствующими материалами музея. В конце урока маршрутный лист может быть проверен учителем.
В разработанных музейных уроках присутствует видеоролик с использованием оборудования из каждой из перечисленных групп, поставлен эксперимент, раскрывающих соответствующее физическое содержание и предлагаются задания разного уровня сложности по осмыслению и применению представленных знаний.
Например. Шкаф «Оптика» предоставляет возможность знакомства с экспонатами:
Старинный прибор – стереоскоп. Раскрываются особенности бинокулярного зрения человека, приводящего к эффекту объемного зрения. Задания:
1) Рассмотреть фотографии и ответить на вопрос: Чем отличаются изображения? Что вызывает эффект объемного зрения?
2) Начертить ход лучей при получении изображения одним глазом, двумя глазами
3) Кто изобрел прибор? Как вы думаете, в 19веке этот прибор используется в научных лабораториях или в быту? А для чего?
4) Придумать простой опыт, раскрывающий принцип действия прибора
Самодельный прибор – Модель движения Луны вокруг Земли. Раскрывает причину образования фаз Луны, солнечных и лунных затмений, распространение света от Луны.
Задания:
1) Почему Луна так ярко светит?
2) Начертить ход лучей при лунном и при солнечном затмении. Какой закон геометрической оптики подтверждает этот рисунок?
3) Может ли быть Луна красной? Голубой? Как эти эффекты связаны с затмением?
4) Как давно люди наблюдают затмения? Как часто? Какие условия должны соблюдаться?
5) Через существование фаз Луны – растущая и убывающая – что можно доказать: что Земля –круглая или что Луна круглая? Сделайте пояснительный рисунок
6) Придумайте простой опыт, поясняющий существование темной стороны Луны
Современный прибор – Светильник с оптоволокном. Демонстрируется принцип оптоволоконной оптики. Раскрывается условие протекания полного внутреннего отражения.
Задания:
1) Условия возникновения полного внутреннего отражения? Кто первым заметил? Где применяется?
2) Какие природные явления основаны на этом процессе?
3) Каков предельный угол для воды? Рассчитайте предельный угол для стекла.
4) Начертите ход лучей в оптоволокне.
5) Пронаблюдайте появление колец в струе по видеофрагменту, постарайтесь добиться эффекта сами. Объясните, почему возникают кольца?
На стартовой странице предложены текстовые файлы – листы самоконтроля по маршрутному листу. Посетитель может получить ответы на все интересующие его вопросы и в процессе экскурсии.
По каждому разделу физики - шкафу разработаны экскурсии и маршрутные листы к музейным урокам в соответствии с материалами и экспонатами музея.
Музей носит название «Истории физической лаборантской» - это создает настроение теплой и интересной беседы о делах прошедших, настоящих и грядущих.
Именно это настроение эвристической атмосферы и хотелось бы поддержать у посетителя музея. Стартовая страница создает систему навигации и раскрывает основные направления беседы: истории приборов, истории науки, истории гимназии: организации, учителей и учеников. Посетитель может также оставить и свою историю, для этого также предусмотрено соответствующее активное окно.
В целях безопасности работы с музеем мы старались не использовать ресурсы интернета, авторами практически всех материалов являются участники проекта. Музей выполнен в программе Panotour Pro, позволяющей работать одновременно с панорамами и html – кодом. Каждый текстовый материал представляет из себя html – документ. Видео выложено на хостинг в Youtube.
Оптимальность - наилучшее сочетание размеров и других параметров, эстетичности и функциональности
Вариативность работы с экспонатом:
А) самостоятельное знакомство – посетитель может рассмотреть лаборантскую и приборы в ней благодаря панорамному обходу и имитации открывания и заглядывания в шкафы. При необходимости посетитель может прочитать информацию о приборе в текстовом файле, так же он может ознакомиться и с различными историями лаборантской
В) экскурсия- может быть в двух видах:
- знакомство с лаборантской в формате видеороликов
- участие в музейном уроке
Отличия в формах прохождения экскурсии существенны:
а. музейный урок объединяет экспонаты тематически для решения определенных познавательных задач
в. музейный урок специально организует деятельность посетителя для достижения поставленных задач
с. музейный урок предоставляет возможность интерактивного участия посетителя в происходящем через выполнение заданий маршрутного листа.
И здесь тоже есть возможность выбора, т.к. задания маршрутного листа делятся по типам вопросов по уровню сложности: репродуктивные, конструктивные и творческие.
Т.о. посещение музея оптимально организует деятельность посетителя в зависимости от его познавательных целей, многократно предоставляя возможность выбора индивидуальной познавательной траектории.
Экологичность - Отсутствие вреда для окружающей среды и человека от использованных материалов, и эксплуатации продукта
При создании музейных уроков и файлов, с которыми работает посетитель учитывалась необходимость смены рода деятельности через определенный промежуток времени, поэтому видеофрагменты не длятся дольше 10-15мин, текстовые файлы не выходят за пределы 2 страниц, и некоторые задания предусматривают работу без компьютера – изобразить схему, рисунок, график, придумать и поставить простой опыт с бытовым оборудованием. Поэтому посещение музея можно считать безопасным для пользователя. А все представленные эксперименты с экспонатами проведены абсолютно безвредно для окружающей среды.
Новизна, оригинальность, уникальность
На просторах интернета можно встретить немало интерактивных музеев. Чаще всего в школах создаются исторические музеи на военно-патриотическую тематику, литературные, музеи выдающихся учеников и многие другие. Есть интерактивные музеи, посвящённые занимательной науке. Однако они не виртуальные, а реальные, интерактивными они называются вследствие того, что посетители могут активно участвовать в постановке экспериментов. У таких музеев есть официальные сайты, но на них в лучшем случае имеются рекламные ролики интересных опытов. Так, можно привести пример подобного музея В Ижевске, на базе физического факультета Удмуртского государственного университета создана постоянно действующая музейная экспозиция приборов и устройств, https://v4.udsu.ru/default/phusic_museum демонстрирующих физическую сторону разнообразных и удивительных по красоте явлений. Но они ничего кроме физических опытов не имеют общего с нашей идеей. https://lnufiz.jimdofree.com/ На сайте кафедры физики ЛНУ им. В. Даля создан виртуальный музей занимательных наук «ФизикУм», но экспозиция ограничивается лишь фотографиями экспериментальных установок и описанием опытов. Существует подборка 14 виртуальных музеев мира https://womo.ua/14-virtualnyih-muzeev-mira-na-vashem-ekrane / от Эрмитажа до Лувра, можно путешествовать по музеям не выходя из дома, при этом получаешь представление об их экспозициям из фотографий и текстов под ними. Чаще всего отсутствует возможность интерактива и панорамного обозрения. На сайте учителя физики и математики Булановой Н. М. https://fizikabulanova.ucoz.net/index/virtualnye_muzei_po_fizike/0-97 дается подборка виртуальных версий российских музеев различной направленности. Например, музей вертолетов или музей радио им. А.С.Попова, причем только в нем встречается панорамный вид экспозиции. Музеи представляют интересные старинные приборы и описывают принцип их действия. Но ни в одном из них нет возможности для посетителя проявить какую-то активность, кроме чтения текста и рассматривания фотографий. Есть и другие виртуальные музеи по физике, но чаще всего они существуют на базе университетов или технических музеев, а вот школьного аналога мы, к сожалению, не нашли. Ближе всего к нашему пониманию виртуального музея оказался виртуальный музей «Взгляд сквозь время: наглядное преподавание физики в школах Санкт-Петербурга» https://fiz-muz-spb.ucoz.net/ Он создан на основе коллекции 
физического оборудования, методических и учебных изданий по физическому эксперименту для учителей и учеников. Все представленные музейные объекты хранятся в Педагогическом музее, информационно-библиотечном центре и кабинетах физики Санкт-Петербургской академии. Здесь собрано большое количество экспонатов физического оборудования с 1873года по советское время, материалов, связанных с именами известных физиков, предлагаются видеофрагменты опытов и электронные их модели, также разработаны некоторые методические материалы и викторины по отдельным темам, представлена панорама музея, но рисованного и при нажатии на нарисованный шкаф, дверь или экспонат, посетитель может получить информацию в виде текста об объекте своего выбора. Данный виртуальный музей представляет собой сайт, который предназначен для реализации дополнительных программ переподготовки и повышения квалификации работников образования, для создания условия детального изучения редких музейных объектов, для предоставления опыта применения музейно-педагогических инновационных технологий в обучении физике. Его посещение очень плодотворно для преподавателя и для интересующегося ученика, однако поиск и нахождение нужной информации достаточно затруднены, учитель может приготовить на основе материалов музея качественный урок, но нужно потратить достаточно большое время, т.к. материал представлен разрозненно, его нужно найти, отобрать и внедрить в изучаемую тему В нашем музее мы предлагаем тематические подборки оборудования, видео опытов, исторических справок и практикоориентированных заданий по этому материалу, что позволяет провести музейный урок при минимальных затратах на подготовку со стороны учителя и раскрывает возможность самостоятельного прохождения урока ученику, с этой целью разработаны маршрутные листы по тематическим урокам- экскурсиям. Также в большинстве видеофрагментов участвуют гимназисты, выполнившие свое собственное исследование по представляемому явлению, они представляют свои уникальные экспериментальные установки и объясняют наблюдаемые результаты опыта. Отличительной особенностью данного музея является качественное и достаточно простое объяснение явления, которое демонстрирует выбранный посетителем экспонат. Также мы старались поддерживать у посетителя впечатление реального присутствия в музее и активного участия в экскурсии. Этому способствует отчасти панорамная съемка лаборантской.
Мы провели апробацию по методу когнитивной вовлеченности в деятельность Карпова А.А. (психологический тест + вопросы по физике). Тест опросника содержит 30 вопросов, мы разделили этот тест на 2 части, вставив содержательные вопросы по физике. Тестирование провели до и после просмотра учащимися нашего сайта. Результаты сравнения экспериментального класса с контрольным, где гимназисты с сайтом не работали, дают возможность утверждать, что, наш проект действительно помогает школьникам в изучении физики, сайт формирует способность к саморазвитию, самообразованию, помогает понять материал, включает ученика в учебную деятельность, формирует ИКТ-компетенции.
Табл. Контрольная группа
| До просмотра | После просмотра | |
| психология | 61% | 89% |
| физика | 43% | 88% |
Табл. Экспериментальная группа
| До просмотра | После просмотра | |
| психология | 64% | 96% |
| физика | 44% | 97% |
Таким образом, мы выявили группу с низкими результатами, чтобы повысить их вовлеченность в деятельность.
Обобщим, разработанный виртуальный музей «Истории физической лаборантской ВГГ» обладает рядом преимуществ над существующими аналогами:
1. Это школьная лаборатория и предназначена для проведения школьных уроков или же организации самостоятельной или внеурочной деятельности учащихся.
2. Создает эффект реального присутствия за счет панорамной съемки и активного взаимодействия через маршрутный лист со сверстниками- «экскурсоводами»
3. Расширяет возможности учителя любой школы при подготовке, обогащая урок демонстрационным видеоматериалом, практическими и исследовательскими заданиями.
4. Музейная педагогика, основанная на технологиях проблемного и практикоориентированного обучения
.
Ссылка на музей - https://vhgmuseum.000webhostapp.com/