براكسيلابس المدونة العربية لمعامل العلوم الإفتراضية براكسيلابس
محاكاة الفيزياء أصبحت منصات المعامل الافتراضية الآن من أهم وسائل التعليم الإلكتروني وأثرها نجاحاً. تلك المنصات تقدم بيئة افتراضية ثلاثية الأبعاد مصممة لتجارب متنوعة. من خلالها، يتم محاكاة مختبر العلوم الحقيقي بهدف ربط الجانب العملي بالجانب النظري وبالتالي رفع مستويات الفهم والتحصيل العلمي لدى الطلاب.
في هذه المقالة سنتعرف على دور منصات المعامل الافتراضية في تحسين مهارات الطلاب العملية، وما هي تخصصاتها التي تخدم الجامعات العلمية، وأشهر أمثلة تجارب منصات المعامل الافتراضية، و دور براكسيلابس فى تطور التعليم عن طريق المختبرات الإفتراضية، والمزيد!
ما هي منصات المعامل الافتراضية؟
هي منصات توفر محاكاة افتراضية ثلاثية الأبعاد (معامل افتراضية) للتجارب العلمية في مجالات متعددة، هذه المعامل تعتبر بيئة افتراضية تحاكي المعامل الحقيقة.
محاكاة المختبر الافتراضي هي محاكاة غامرة ثلاثية الأبعاد توفر للطلاب إمكانية الوصول إلى تجارب علمية واقعية (في الفيزياء والكيمياء وعلم الأحياء) عبر الإنترنت، من أجهزتهم الشخصية في أي وقت وبالسرعة التي تناسبهم في أي مكان دون أي ضغط.
يعالج معمل العلوم الافتراضي قيود مختبرات العلوم التقليدية مثل مخاطر السلامة، والتكاليف المرتفعة، والتحديات الأخلاقية، والوصول المحدود للطلاب، وارتفاع معدلات رسوب الطلاب.
دور منصات المعامل الافتراضية في تحسين مهارات الطلاب العملية
طبقا لدراسة بعنوان (التفاعل بين الأساليب المعرفية والجنسين عند استخدام المختبرات الافتراضية وتأثيرها على مهارات الطلاب أثناء جائحة كورونا) وبإستخدام المعامل الافتراضية براكسيلابس، تم فحص التفاعل بين الأسلوب المعرفي والجنس داخل المختبرات الافتراضية (VL) وتأثيره على مهارات الكليات الصحية للطلاب أثناء جائحة كورونا.
طريقة البحث هذه هي مزيج من البحث شبه التجريبي والبحوث المسحية. تتكون من مجموعتين تجريبيتين من الذكور واثنتين من الإناث (تأملية واندفاعية). كان لكل مجموعة 20 طالبا من كليات الصحة العامة. في المستوى الثالث، مع الدورة الميكروبيولوجية، تمت دراسة ثماني تجارب بواسطة معامل براكسيلابس كواحدة من أهم منصات المعامل الافتراضية خلال دراسة التعليم الإلكتروني في الفصل الدراسي الأول لعام 2020.
أظهرت النتائج أن طلاب كليات الصحة العامة الذين يدرسون علم الأحياء الدقيقة الذين يستخدمون معامل العلوم الافتراضية لديهم المهارات المختبرية والحمل المعرفي أفضل.
أكتشف خطط الإشتراكات المتاحة لدي براكسيلابس
ما هي تخصصات المعامل الافتراضية التي تخدم الجامعات العلمية
يمكن استخدام معامل العلوم الافتراضية لعدة مواضيع ومجالات:
- محاكاة تجارب الفيزياء (على سبيل المثال محاكاة الفيزياء في: خصائص المادة – الموجات – الحرارة والديناميكا الحرارية – الميكانيكا – الفيزياء الحديثة – المغناطيسية – الكهرباء)
- تجارب كيميائية في المختبر الافتراضي (على سبيل المثال: الكيمياء التحليلية – الكيمياء الحيوية – الكيمياء غير العضوية – الكيمياء العضوية – الكيمياء الفيزيائية)
- المختبرات الافتراضية في الاحياء (على سبيل المثال: البيولوجيا الجزيئية – علم الوراثة – علم الأحياء الدقيقة – علم المناعة – علم السموم – الطاقة الحيوية – الكيمياء الحيوية – زراعة الخلايا – الفحص المجهري – البروتينات – علم الأدوية)
أمثلة تجارب منصات المعامل الافتراضية في الفيزياء
قانون فاراداي
أهداف التعلم:
- دراسة القوة الدافعة الكهربائية المستحثة في ملف يتأرجح خلال مجال مغناطيسي.
- دراسة تحويل الطاقة من الطاقة الميكانيكية إلى الطاقة الكهربائية.
- التحقق من قانون فاراداي.
- توضيح التذبذب الخفيف التخميد لمسبار القاعة كرقاص بسيط.
- تحديد كمية الطاقة المفقودة بسبب التذبذب الخفيف التخميد.
تجربة تأثير زيمان
أهداف التعلم:
- مراقبة انقسام زيمان الثلاثي والمزدوج للخط الأحمر المميز (٦,٨) نانومتر عرضياً وطوليًا على التوالي.
- فهم عمل وتركيب مقياس التداخل فابري-بيرو Fabry-erot interferometer أو إيتالون (etalon).
- إعداد تجربة لدراسة تأثير زيمان العادي للكادميوم (كمثال للحالة المنفردة أو الأحادية (محصلة العزم المغزلية = 0)).
- تعيين حالة الاستقطاب للانقسامات الثلاثية والمزدوجة.
أمثلة تجارب منصات المعامل الافتراضية فى علوم الأحياء
استخراج الحمض النووي DNA
يعد استخراج الحمض النووي أحد أشهر وأهم أمثلة تجارب منصات المعامل الافتراضية فى علوم الأحياء.
الحمض النووي (حمض الديوكسي ريبونوكلييك) هو جزيء معقد يحتوي على المادة الوراثية للخلية. يحدد بنية ووظائف الكائن الحي. الحمض النووي مسؤول أيضا عن الوراثة.
يتم استخراج الحمض النووي على مراحل:
- إنحلال الخلية: في هذه المرحلة، يتم تكسير الخلية والنواة لإستخراج عينة من الحمض النووي بإستخدام مخزن مؤقت للتحلل لمرحلة إزالة البروتينات والشوائب من العينة.
- التنقية: تتضمن هذه المرحلة عزل الحمض النووي تماماً عن المواد الأخرى، للحصول على عينة نهائية من الحمض النووي النقي المحفوظ في مخزن مؤقت.
بنهاية محاكاة استخراج الحمض النووي في المختبر الافتراضي للاحياء، سيكون الطلاب قادرين على:
- فهم البروتوكول المتضمن في استخراج الحمض النووي.
- تحديد دور الكواشف والمعدات المحددة في استخراج الحمض النووي.
- ممارسة التقنيات المختبرية الأساسية.
- الإنتهاء من التطبيقات النهائية لاستخراج الحمض النووي.
صبغة غرام
بعد الانتهاء من التجربة، سيكون الطلاب لديهم القدرة على:
- إتقان أداء تجربة صبغة الجرام بثبات ودقة.
- التمييز بين الأشكال والأحجام المختلفة للبكتريا، كما يُمكن وصف طريقة تجمُّعَها وترتيبها معا وتمييز تفاعلات جرام للبكتريا أيضًا.
- التمييز بين الفئتين الرئيسيتين من البكتيريا بكتيريا موجبة الجرام وبكتريا سالبة الجرام.
- فهم كيفية تأثير تفاعل صبغة جرام على البكتيريا موجبة الجرام وسالبة الجرام بناءً على الاختلافات الكيميائية الحيوية والتركيبية لجدران الخلايا.
كيف تساعد المعامل الافتراضية في تقليل تكاليف إنشاء المختبرات
تُقلل معامل العلوم الافتراضية من الحاجة إلى معدات وأدوات ومواد ولوازم مختبرية باهظة الثمن. وتُعتبر بديلاً فعالاً من حيث التكلفة، مما يُتيح للمؤسسات التعليمية والجامعات تقديم تجارب عملية في الكيمياء لطلابها دون تحمل أعباء مالية.
دور براكسيلابس فى تطور التعليم عن طريق المختبرات الإفتراضية
مع براكسيلابس، يمكن للطلاب التعلم بنشاط أثناء إجراء تجاربهم. يحصل طلابك على تجربة كاملة، مع إرشادات ومواد تعليمية للمساعدة في عملية التعلم بدلا من مجرد متابعتها وتغطيتها.
تتوافق معامل براكسيلابس الافتراضية مع جميع الأجهزة وأنظمة التشغيل الشائعة، مع الحد الأدنى من متطلبات الذاكرة وإمكانيات المتصفح ويسمح بالإستخدام في وضع عدم الاتصال بالإنترنت على الهواتف الذكية والتابلت.
لجعل تعلم العلوم في مختبر الكتروني افتراضي أكثر تخصيصاً، قمنا بتطوير ميزة “التخطي للأمام” التي تسمح لطلابك بتحديد المرحلة التي يريدون فهمها والتركيز عليها في التجربة.
إذا لم يكن لديك نظام إدارة التعلم أو لا يمكنك الإندماج، فنحن نوفر لك ما تحتاجه. من خلال miniLMS الخاص بنا، يمكنك الوصول الفوري إلى لوحة التحكم المستندة إلى الويب حيث يمكنك الوصول إلى نفس التقارير والبيانات والأدوات الإدارية التي يمكنك الوصول إليها عبر تكامل LMS.
توفر براكسيلابس أيضا محاكاة مخصصة وحلول مختبرات افتراضية مصممة خصيصا لتلبية احتياجات المؤسسة. نحن نقدم دليل مختبر افتراضي لتعلم احتياطات السلامة في مختبر حقيقي والسلوك / العمل السليم في المختبرات الحقيقية، وإنقاذ الطلاب من الأخطاء الضارة المحتملة وتجنب الأضرار التي تلحق بالمختبرات، وبالتالي خفض التكاليف.
توفر براكسيلابس حلاً كاملاً، لا يهدف ببساطة إلى تثبيت “أداة” أساسية يمكن للمؤسسات التعليمية استخدامها، بل يوفر تجربة تعليمية تفاعلية وثرية تزود الطلاب بالمواد والتوجيه والخبرات والأساليب الجذابة، مما يعزز عملية التعلم ويجعلها أكثر جاذبية ويزيل المخاوف مثل التكاليف والمخاطر، جنباً إلى جنب مع القيود الأخرى التي توجد عادة في المختبرات التقليدية.
توفر براكسيلابس أكثر من ٢٠٠ تجربة افتراضية ثلاثية الأبعاد مطلوبة، للمساعدة في تعزيز تجربة تعلم طلابك في العلوم وعلم الأحياء والفيزياء والكيمياء.
أطلب ديمو مجاني الآن! لتعش تجربة المعامل الإفتراضية
الأسئلة الشائعة
ما مدى انتشار استخدام المعامل الافتراضية في الجامعات العالمية؟
لقد تبنت العديد من الجامعات والكليات والمؤسسات التعليمية حول العالم فكرة المعمل الافتراضي في تدريس العلوم، إدراكًا منها للدور الحيوي للبيئات الافتراضية في تعزيز التعلم النشط وتفاعل الطلاب.تشجع المختبرات الافتراضية الطلاب على التفكير النقدي واتخاذ جميع القرارات. في المحاكاة الغامرة، يتعلم الطلاب متى وكيف يتخذون القرارات. في المستقبل، ستساعدهم هذه التجارب عند الحاجة إلى اتخاذ قرار في مواقف واقعية. التعلم باستخدام التقنيات الغامرة أكثر فعالية من مجرد محاولة حفظ شيء ما.
هل المعامل الافتراضية نموذج من نماذج التعلم الإلكتروني؟
نعم، هي واحدة من أشهر نماذج التعليم الالكتروني. حيث يمكن التسجيل في المختبرات الافتراضية عبر منصات الكترونية. يوفر التعلم عبر البيئات الافتراضية تجارب تعليمية شيقة وأكثر فعالية تزيد من معدلات الفهم لدى الطلاب وتوفر مرونة كبيرة حيث يمكنهم إجراء التجارب في أي وقت وفي أي مكان عدد لا نهائي من المرات. من نتائج هذه الاتجاهات العالمية في التعليم العالي:
- زيادة مشاركة الطلاب.
- تحسين استبقاء الطلاب وجذبهم.
- تحسين الدرجات.
ما هي مميزات المعامل الافتراضية؟
توفر تجارب افتراضية ثلاثية الأبعاد وتفاعل غامر:
- تتكيف مع جميع أساليب التعلم.
- توفر تجربة رائعة شبيهة بالألعاب.
- تتيح تقارير سريعة وسهلة ودقيقة للتطوير.
- امكانية تكامل مختبر محاكاة التجارب العلمية مع نظام إدارة التعلم.
- ثنائي اللغة.
