Open source fysica - Open Source Physics

Open Source Physics , of OSP, is een project dat wordt gesponsord door de National Science Foundation en Davidson College , wiens missie het is om het gebruik van open source codebibliotheken te verspreiden die veel van het zware werk voor de natuurkunde doen: tekenen en plotten, differentiëren vergelijkingsoplossers, exporteren naar geanimeerde GIF's en films, enz., tools en gecompileerde simulaties voor natuurkunde en andere numerieke simulaties . De OSP-collectie biedt leermiddelen die studenten betrekken bij natuurkunde, rekenen en computermodellering. De codebibliotheek is in de programmeertaal Java en is gelicentieerd met GNU General Public License (GNU GPL of gewoon GPL ) licenties. De site bedient nu meer dan 10.000 bezoekers per maand. Het Open Source Physics Project is een uitbreiding van het Physlet Project.

Deelprojecten

Hiervoor hebben ze vier projecten.

  • OSP-bibliotheken : Java-codebibliotheken voor numerieke simulaties. De OSP-codebibliotheek is gemaakt om te voldoen aan de behoefte van de bredere gemeenschap voor wetenschappelijk onderwijs aan een synthese van curriculumontwikkeling, computationele fysica, informatica en natuurkunde-educatie die nuttig zal zijn voor wetenschappers en studenten die hun eigen simulaties willen schrijven en hun eigen simulaties willen ontwikkelen. curriculair materiaal. De OSP-codebibliotheek wordt beschreven in de OSP-gebruikershandleiding door Wolfgang Christian in An Introduction to Computer Simulation Methods door Harvey Gould, Jan Tobochnik en Wolfgang Christian.
  • Easy Java Simulations (EJS) (nieuwe naam: Easy JavaScript Simulations = EjsS) : een gratis en open source computergebaseerde modelleeromgeving die wordt gebruikt om automatisch Java- en JavaScript-code te genereren. Easy JavaScript Simulations is een ontwerp- en modelleringstool waarmee gebruikers Java- of JavaScript-programma's kunnen maken met minimale programmering. EjsS maakt programma's die andere mensen gemakkelijk kunnen inspecteren of wijzigen.
  • Tracker : een open-source software voor videoanalyse en -modellering, ontworpen voor gebruik in natuurkundeonderwijs en gedistribueerd onder de GNU General Public License . In het kader van natuurkundeonderwijs, videoanalyse middelen volgen van de bewegingen van objecten in video hun 2-D positie-time data en bijbehorende fysische grootheden zoals snelheid, versnelling, impuls en energie te verkrijgen. Geautomatiseerde videoanalyse wordt sinds de jaren negentig veel gebruikt in het natuurkundeonderwijs. Daarentegen video modelleren omvat die een theoretisch model en tekenen als een animatie direct aan een video en is alleen in 2009 geïntroduceerd Tracker heeft een ingebouwde dynamisch model builder deeltjes die bewegen volgens de wetten van Newton definiëren. Externe modellen die zijn gebouwd met spreadsheets , eenvoudige Java-simulaties of een ander modelleerprogramma kunnen ook worden gebruikt. Tracker heeft ook een lijnprofiel- tool voor het meten van lichtspectra en andere optische verschijnselen. Tracker 1.0 werd op schijf verspreid tijdens de zomerbijeenkomst van de American Association of Physics Teachers in 2003 . De huidige versie, 5.1, is uitgebracht in 2019.
  • OSP Curricular Development : een reeks programma's, pakketten en werkbladen voor het onderwijzen van geavanceerde natuurkundeonderwerpen. Veel instructeurs geven geen onderwijs (of doen geen onderzoek in) computationele fysica. Voor deze instructeurs hebben ze de verschillende fysieke modellen beschikbaar gemaakt in een gemakkelijk toegankelijke, aanpasbare en verspreidbare vorm voor het lesgeven in natuurkunde. Gemakshalve worden OSP-programma's bijna altijd verpakt in Java-archiefbestanden (jar). Deze jar-bestanden bevatten gecompileerde code en bronnen zoals lesmateriaal, afbeeldingen en gegevensbestanden.

Onderscheidingen

In 2011 ontving het project een belangrijke onderscheiding, de Science Prize for Online Resources in Education, of SPORE van het tijdschrift Science. In 2015 ontving het project de UNESCO King Hamad Bin Isa Al-Khalifa-prijs voor het gebruik van ICT in het onderwijs [1] and Excellence Award Multimedia Physics Teaching and Learning Conference MPTL20 [2] In 2020 ontving het project de Excellence in Physics Education Award van de American Physical Society [3]

Referenties

Opmerkingen
  • M. Belloni, W. Christian en D. Brown, "Open Source Physics Curricular Material for Quantum Mechanics: Dynamics and Measurement of Quantum Two-state Superpositions", Computing in Science and Engineering 9, 4, 24-31 (2007).
  • W. Christian, Open Source Physics: A User's Guide with Voorbeelden, Addison-Wesley (2006).
  • W. Christian, M. Belloni en D. Brown, "An Open Source XML Framework for Authoring Curricular Material", Computing in Science and Engineering, september / oktober (2006).

Externe links