المختبر الافتراضي

إرسال إلى صديق طباعة PDF

المختبر الافتراضيتمثل الخبرة العملية جزءا حيويا من العملية التعليمية إلا أن الجوانب الاقتصادية ومحدودية المكان والوقت تمثلان عوائق تحول دون إنشاء معامل علمية في معظم المؤسسات التعليمية. ويمكن حل تلك المشكلة من خلال تبني تكنولوجيا الواقع الافتراضي والتي تسمح ببناء معامل افتراضية يمكنها أن تحاكي العمليات والأحداث التي تحدث في المعامل الحقيقية. بالإضافة إلى دعم المعامل الافتراضية للاتصال والتفاعل مع الآخرين فهي تفوق أحيانا المعامل الحقيقية في بعض الجوانب.

تعريف بيئة المختبر أو المعمل الافتراضي:
يعد المختبر الافتراضي بيئة تفاعلية لعمل تجارب محاكية للواقع ويتلف هذا المختبر من برامج محاكاة وحدات تجريبية يطلق عليها OBJECTS    والتي تشمل ملفات بيانات – أدوات تشغيل ويمكن للمستخدم توسعة المختبر عبر اضافة مكونات جديدة  وابتكار تجارب جديدة.

تنظيم المختبر:
يتألف اطار المختبر الافتراضي من:
نظام ملفات موجه للأشياء أو الوحدات لتمثيل الوحدات التجريبية والتمثيلات البديلة للتجارب برامج نظام مختبر افتراضي لتنظيم واتاحة ومعالجة هذه الأشياء  
وحدات المختبر الافتراضي:
هي  دليل يحتوي ملفات تحدد الشئ والامتداد الفرعي له مثل TXT وملفات تحوي معلومات النموذج معين
بينما يؤدي  مسار الأدلة الفرعية  للشئ الذي يؤسس بيئة المختبر ، وفيما يتعلق بالوصلات  الفائقة  فإنها تسمح باستمرار الاتصال بالأشياء التي تشير اليها في قاعدة البيانات وتتيح وصول سريع ، العناصر الأساسية للمختبر:
كائن فائق يتم اجراء التجربة عليه  باستخدام PANEL MANAGER
متصفح الكائن  يقدم واجهة بصرية للتجوال من خلال الهرمية، ويتيح المتصفح تحريك ونسخ وحذف وتسمية الأشياء. 
طاولة المختبر :كافة الملفات التي تشكل الكائن الذي تم اختباره يتم نسخه في مكان مؤقت يسمي طاولة المختبر.
مدير OBJECT MANAGER يتم معالجة الأشياء عبر برنامج المختبر الافتراضي والذي يسمي  مدير الاشياء.
مدير  PANEL MANAGER ان القدرة علي معالجة متغيرات التجربة تعد سمة هامة للمختبر الافتراضي ويتم تمثيل كافة متغيرات التجربة في ملفات بيانات. ويتحقق تعديل المتغير عبر استعمال لوحات تحكم افتراضية.

الهيكل العام للمعمل الافتراضي:
يحتوي المعمل الافتراضي علي عدد من المكونات المختلفة طبقا لنوع التجارب الممكن إجراؤها ومن أكثر تلك المكونات شيوعا ما يلي:
1- منفذ للمعمل من خلال الويب لتعميم إمكانية الوصول إليه واستخدامه.
2- خادم للحسابات وهو حاسب ذو قدرات حسابية عالية يمكن من تنفيذ عمليات المحاكاة وإجراء معالجة سريعة للبيانات.
3- قواعد بيانات تحتوي علي معلومات تعتمد علي مجال التطبيق مثل برامج محاكاة أولية وملاحظات تجريبية ومتطلبات للمتعلم أو الباحث وأدلة للمستخدمين ويمكن أن تكون قواعد البيانات محلية أو موزعة.
5- الوحدات والوسائل اللازمة لبناء التجربة والتفاعل معها.
6- أجهزة علمية ومعملية متصلة بالشبكة الحسابية علي سبيل المثال أجهزة تصوير الرنين المغناطيسي أو وسائل تجميع بيانات من الأقمار الاصطناعية أو أجهزة استكشاف الزلازل أو مستكشفات تلوث الهواء أو كاميرات المراقبة من بعد.
7- وسائل التعاون والاتصال مثل الدردشة أو مؤتمرات الصوت والفيديو أو الانغماس من بعد.
8- برامج للمحاكاة وتحليل البيانات والعرض المرئي للبيانات وقد تكون برامج متاحة علي الخادم.
9- وسائل تقييم أداء المتعلم أو الباحث وإشادة بالتقييم من خلال التقييم التشكيليأو النهائي

مزايا استخدام المعمل الافتراضي:
1- تعوض النقص في الإمكانات المعملية الحقيقية لعدم توفر التمويل الكافي.
2- إمكانية إجراء التجارب المعملية التي يصعب تنفيذها في المعامل الحقيقية بسبب خطورتها علي المتعلم مثل تجارب الطاقة النووية أو الكيمياء أو البيولوجيا الحيوية أو غيرها.
3- إمكانية العرض المرئي للبيانات والظواهر التي لا يمكن عرضها من خلال التجارب الحقيقية.
4- إمكانية تغطية كل أفكار المقرر الدراسي بتجارب عملية تفاعلية وهذا يصعب تحقيقه من خلال المعمل الحقيقي نتيجة لمحدودية الإمكانيات والمكان والوقت المتاح للعملي.
5- التزامن بين عملية شرح الأفكار النظرية والتطبيق العملي حيث أن التجارب المعملية الحقيقية مرتبطة بجدول معامل منفصل عن المحاضرات النظرية.
6- إتاحة التجارب المعملية للمتعلمين في كل الأوقات ومن أي مكان
7- إمكانية إجراء التجربة أي عدد ممكن من المرات طبقا لقدرة المتعلم علي الاستيعاب وفي الوقت المناسب له ودون وجود رقيب بشري.
8- سهولة تجريب المعاملات المختلفة ودراسة أثرها علي مخرجات التجربة من خلال لوحات تحكم افتراضية.
9- إمكانية التفاعل والتعاون مع آخرين في إجراء نفس التجربة من بعد.
10- إمكانية توثيق نتائج التجارب إلكترونيا بهدف تحليلها أو معالجتها أو مشاركتها مع الآخرين.
11- إمكانية تقييم أداء الطالب إلكترونيا ومتابعة تقدمهم في إجراء التجربة.
12- إمكانية شخصنة التجارب المعملية بما يتواءم مع قدرات المتعلم.
13- ميكنة تدريس المعامل.
14- المرونة في إجراء التجارب.
15- دعم الاقتصاديات الضعيفة بتوفير المواد المستهلكة مثل الكيماويات والوسائل المعملية ومكونات التجارب.
16- إمكانية تنفيذ سيناريوهات ديناميكية للقياس.
17- حماية المتعلم من مخاطر التدريب العملي في بداية مراحل التعلم.
17- حماية المنشئات والمرضي وغيرهم من مخاطر الممارسات الخاطئه للمبتدئين.
18- الشراكة في بناء وتطوير المعامل الافتراضية يدعم العملية التعليمية ويقلل من كلفتها ويساهم في التعاون وتبادل الأفكار والمساهمة في استخدام الأجهزة باهظة التكلفة.
19- إضافة طابع اللعب الجاد في الممارسة العملية يساهم في جذب اهتمام المتعلمين ويشجع علي اندماجهم في عملية التعلم.
20- إمكانية نقل التجارب ونتائجها لحافظة الوثائق الإلكترونية التعليمية الخاصة بالمتعلم والتي تمثل وسيلة فعالة للتقييم الشامل لأدائه.
21- عدم تأثر المستخدم بنوع البرمجيات أو الأجهزة المستخدمة حيث أن البرامج المستخدمة صالحة لكل النظم.
22- تنبح المعامل الافتراضية الفرصة لتعريض المتعلم لمواقف يحرم منها في المعامل الحقيقية نظرا لخطورتها وبالتالي تتكامل معلوماته فيما يتعلق بتلك المواقف.
23- سوف يساعد انتشار المعامل الافتراضية وعولمتها علي ظهور معايير للتجريب العلمي.
24- تحسين أداء الباحثين نتيجة لتوفير وقت الانتقال إلي أماكن تواجد المعامل البحثية.


المصدر: knol


المشاهدات: 1499

التعليقات (1)

RSS خاصية التعليقات
كيف السبيل ؟
0
السلام عليكم، مشكور أخي على الموضوع المهم الذي تناولته، وقد أصاب جانب مهم من العملية التربوية ، إذ لا يعقل أن يتم تدريس المواد العلمية دون استعمال جميع الحواس في المختبرات العلمية ، ورجائي هو إضافة معلومات عن كيفية اقتناء هذه البرامج؟ أو تثبيتها؟ وما هي الخطوات التي يجب اتباعها حتى تتحصل مدرسة على نسخة من برنامج المختبر الافتراضي؟ والسلام عليكم

أضف تعليق

تصغير | تكبير

busy
 
لافتة إعلانية