Инженерные науки Виртуальные лабораторные работы Авторы – Иванова А.А., студентка УГТУ, г.Ухта Кузичев К.Ю., студент УГТУ, г. Ухта Свинухова А.О., студентка УГТУ, г.Ухта Научный руководитель – Пельмегов Р.В., программист ИВЦ, г.Ухта Современное общество неразрывно связано с процессом информатизации. Мы видим повсеместное внедрение новых и новейших компьютерных технологий. При этом одно из направлений процесса информатизации это информатизация образования. В учебном процессе все большее внимание уделяется использованию информационных технологий. Современные средства визуализации и интерактивность позволяют детально иллюстрировать любой процесс. При изучении физико-химических и механических процессов большое значение имеет выполнение натурного эксперимента в лабораторных условиях. Однако существует множество опасных и дорогостоящих экспериментов, выполнение которых затруднительно или невозможно на имеющейся материальной базе образовательного учреждения. Кроме того, выполнение лабораторного практикума часто невозможно при дистанционной форме обучения. В связи с этим представляется актуальной разработка виртуальных лабораторных работ. С использованием средств компьютерного моделирования может быть создана виртуальная среда, имитирующая реальные приборы и процессы, с которой взаимодействует пользователь. Отличие от натурного эксперимента заключается в том, что экспериментатор не «крутит ручки» измерительных приборов. Это различие постепенно стирается, так как современные сложные установки для эксперимента, как правило, имеют компьютеризированное управление. В рамках этой технологии можно использовать виртуальную лабораторию и для отработки допуска к работе на реальной дорогостоящей или опасной установке. В студенческой лаборатории кафедры АИС ведутся разработки виртуальных лабораторных работ по направлениям: ядерная физика, химия, оборудование тепло-газокоммуникации. Разработки ведутся с целью представления широкого модельного ряда приборов и проведения экспериментов не возможных при текущем техническом оснащении учебных лабораторий. Так же данные лабораторные работы можно будет проводить дистанционно, что повысит качество дистанционного образования. Все лабораторные работы — это виртуальные симуляторы учебных приборов, воспроизводящие физическую модель реального прибора и визуально не отличающие от аналога. В моделях учтена случайная ошибка, вносящая погрешность в результат, благодаря чему результаты, полученные разными студентами отличны друг от друга, как и при проведении работы на реальных установках. Все приложения создаются способными взаимодействовать с вебсервером, что в дальнейшем позволит достаточно просто произвести их интеграцию с существующей Системой дистанционного образования УГТУ. Каждая лабораторная работа создаѐтся под руководством преподавателей профилирующих кафедр. Реализация проекта проводится средствами Unity3D (Рис. 1). Unity3D это мультиплатформенный инструмент для разработки двух- и трѐхмерный приложений. Созданные с помощью Unity3D приложения работают под операционными системами Windows, OS X, Windows Phone, Android, Apple iOS, Linux. Благодаря плееру подключаемому к браузеру возможна разработка вебприложений. Сценарии программируются на языке С# платформы Mono. Unity3D так же поддерживает языки JavaScript и Boo. Рис. 1 – Интерфейс Unity Качества Unity3D значительно упрощающие процесс разработки приложений:  Unity3D полностью связан со средой разработки, что позволяет прямо в редакторе испытывать приложение;  Настраиваемый интерфейс редактора (Рис. 2);  Работа с ресурсами возможна через простой Drag&Drop;  Осуществлена система наследования объектов;  Поддержка импорта из очень большого количества форматов; Рис. 2 – Возможная конфигурация интерфейса Геометрия объектов выполняется с помощью пакета Autodesk Maya (Рис. 3), который стал стандартом 3D графики. Рис. 3 – Созданный в Maya газовый фильтр Таким образом для кафедры физики созданы работы по ядерной физике: «Опыт резерфорда», «Определение радиуса ядра», «Определение периода полураспада» (Рис. 4). Рис. 4 – Лабораторные работы по ядерной физике Для кафедры химии разработаны лабораторные: «Определения концентрации раствора», «Наблюдения химической кинетики», «Реакции ионного обмена» (Рис. 5). Рис. 5 – Лабораторные работы по химии Для кафедры ТГВ лабораторные работы позволяют работать с регуляторами давления газов, предохранительными запорными клапанами, газовыми фильтрами (Рис. 6). Рис. 6 – Лабораторные для кафедры ТГВ