Fizyka Open Source - Open Source Physics

Open Source Physics , czyli OSP, to projekt sponsorowany przez National Science Foundation i Davidson College , którego misją jest rozpowszechnianie wykorzystania bibliotek kodu open source, które zajmują się wieloma ciężkimi pracami fizycznymi: rysowaniem i kreśleniem, różnicowaniem rozwiązywanie równań, eksportowanie do animowanych plików GIF i filmów itp., narzędzia i skompilowane symulacje dla fizyki i inne symulacje numeryczne . Kolekcja OSP zawiera zasoby programowe, które angażują uczniów w fizykę, obliczenia i modelowanie komputerowe. Biblioteka kodu jest napisana w języku programowania Java i jest objęta licencją GNU General Public License (GNU GPL lub po prostu GPL ). Witryna obsługuje obecnie ponad 10 000 odwiedzających miesięcznie. Projekt Open Source Physics jest rozszerzeniem projektu Physlet .

Podprojekty

Mają cztery projekty w tym celu.

  • Biblioteki OSP : biblioteki kodu Java do symulacji numerycznych. Biblioteka kodów OSP została stworzona, aby zaspokoić zapotrzebowanie szerszej społeczności pedagogicznej na syntezę opracowywania programów nauczania, fizyki obliczeniowej, informatyki i edukacji fizyki, które będą przydatne dla naukowców i studentów pragnących pisać własne symulacje i rozwijać własne materiał programowy. Biblioteka kodów OSP została opisana w Podręczniku użytkownika OSP autorstwa Wolfganga Christiana w artykule Wprowadzenie do metod symulacji komputerowej autorstwa Harveya Goulda, Jana Tobochnika i Wolfganga Christiana.
  • Easy Java Simulations (EJS) (Nowa nazwa: Easy JavaScript Simulations = EjsS) : bezpłatne i komputerowe środowisko modelowania o otwartym kodzie źródłowym używane do automatycznego generowania kodu Java i JavaScript. Easy JavaScript Simulations to narzędzie do tworzenia i modelowania, które umożliwia użytkownikom tworzenie programów w języku Java lub JavaScript przy minimalnym programowaniu. EjsS tworzy programy, które inne osoby mogą łatwo sprawdzić lub zmodyfikować.
  • Tracker : oprogramowanie do analizy i modelowania wideo typu open source przeznaczone do użytku w nauczaniu fizyki i rozpowszechniane na licencji GNU General Public License . W kontekście edukacji fizyki analiza wideo oznacza śledzenie ruchu obiektów w filmach w celu uzyskania ich 2-wymiarowych danych pozycyjnych i związanych z nimi wielkości fizycznych, takich jak prędkość, przyspieszenie, pęd i energia. Skomputeryzowana analiza wideo jest szeroko stosowana w edukacji fizyki od lat 90. Z kolei modelowanie wideo polega na zdefiniowaniu modelu teoretycznego i narysowaniu go jako animacji bezpośrednio na wideo i zostało wprowadzone dopiero w 2009 r. Tracker ma wbudowany dynamiczny konstruktor modeli, który definiuje cząstki poruszające się zgodnie z prawami Newtona. Można również wykorzystać modele zewnętrzne zbudowane z arkuszy kalkulacyjnych , Easy Java Simulations lub innego programu do modelowania. Tracker posiada również narzędzie do pomiaru profilu linii do pomiaru widm światła i innych zjawisk optycznych. Tracker 1.0 został rozprowadzony na płycie podczas Letniego Spotkania Amerykańskiego Stowarzyszenia Nauczycieli Fizyki w 2003 roku . Obecna wersja 5.1 została wydana w 2019 roku.
  • Rozwój programów nauczania OSP : zestaw programów, pakietów i arkuszy do nauczania zaawansowanych zagadnień fizyki. Wielu instruktorów nie uczy (ani nie prowadzi badań) fizyki obliczeniowej. Dla tych instruktorów udostępnili różne modele fizyczne w łatwo dostępnej, modyfikowalnej i rozpowszechnialnej formie do nauczania fizyki. Dla wygody programy OSP są prawie zawsze pakowane w pliki archiwum Java (jar). Te pliki jar zawierają skompilowany kod i zasoby, takie jak materiały szkoleniowe, obrazy i pliki danych.

Nagrody

W 2011 roku projekt otrzymał ważną nagrodę - Science Prize for Online Resources in Education, czyli SPORE od magazynu Science. W 2015 roku projekt otrzymał nagrodę UNESCO King Hamad Bin Isa Al-Khalifa za wykorzystanie technologii informacyjno-komunikacyjnych w edukacji [1] and Excellence Award Multimedia Physics Teaching and Learning Conference MPTL20 [2] W 2020 roku projekt otrzymał nagrodę Excellence in Physics Education Award od American Physical Society [3]

Bibliografia

Uwagi
  • M. Belloni, W. Christian i 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, Fizyka Open Source: Podręcznik użytkownika z przykładami, Addison-Wesley (2006).
  • W. Christian, M. Belloni i D. Brown, „An Open Source XML Framework for Authoring Curricular Material”, Computing in Science and Engineering, wrzesień / październik (2006).

Linki zewnętrzne