Введение

В современном образовательном процессе всё большую роль играют виртуальные лаборатории.

Виртуальная лаборатория – это программно-аппаратный комплекс, позволяющий проводить опыты без непосредственного контакта с реальной установкой или при полном отсутствии таковой.

Актуальность использования виртуальных лабораторных работ состоит в том, что для организации и проведения таких работ не нужно сложного оборудования. Достаточно всего лишь места, где есть компьютер. Возможность моделирования объектов, процессов, явлений, которые невозможно воспроизвести в условиях учебного заведения, или наблюдать в реальности.

Представляют собой обучающие системы, моделирующие поведение объектов реального мира в компьютере. Это набор программных продуктов, таких как STAR, Electronics Workbench, Simulink, MultiSim, Mathcad и другие.

В данной дипломной работе использованы редактор схем Multisim и пакет Mathcad.

Multisim – это уникальная возможность разработки схем и ее тестирования/эмуляции.

Mathcad является интегрированной системой программирования, ориентированной на проведение математических, инженерно-технических расчётов.

В работе сделан обзор виртуальных лабораторий. Приведены краткие описания использования редактора Multisim и пакета Mathcad, теоретические сведения по выполняемым лабораторным работам. Разработаны лабораторные работы: «Исследование частотных свойств резонансных контуров», «Сложение однонаправленных колебаний», «Сложение перпендикулярных колебаний», «Исследование параметрического усилителя», «Солитоны», «Генератор шума».

Глава 1 обзор виртуальных лабораторий

Виртуальная лаборатория – это программно-аппаратный комплекс, позволяющий проводить опыты без непосредственного контакта с реальной установкой или при полном отсутствии таковой [1].

Под виртуальными лабораториями понимается два типа программно-аппаратных комплексов:

1) дистанционные лаборатории – комплекс лабораторной установки с удаленным доступом;

2) виртуальные лаборатории - программное обеспечение, позволяющее моделировать лабораторные опыты.

Могут применяться для:

1) ознакомления с техникой выполнения экспериментов;

2) ознакомления с оборудованием, с которым придется работать;

3) для освоения навыков наблюдений, составления отчетов.

Такие комплексы обеспечивают максимальную наглядность, точность соответствия модели реального оборудования для проведения экспериментов. Это существенно облегчает работу, экономит время, создает эффект узнавания уже изученного оборудования.

Преимущества виртуальных лабораторных работ [2]:

1) интерактивность;

2) независимость от конкретной лаборатории (возможность проведения в местах, где есть компьютер);

3) возможность моделирования объектов, процессов, явлений, которые невозможно воспроизвести в условиях учебного заведения, или наблюдать в реальности;

4) возможность выполнять задания удаленно, используя интернет.

Недостатки использования виртуальных работ:

1) невозможность реальных исследований;

2) отсутствие предметной наглядности;

3) отсутствие практических навыков работы с конкретным оборудованием.