Εικονικό εργαστήριο(Virtual Laboratory) προσομοιώσεις φαινομένων (Simulations)
και διαδραστικές (Interactive) δραστηριότητες.

Τα εικονικά πειράματα

Στο  εικονικό εργαστήριο μπορούμε να πειραματιστούμε σχεδιάζοντας μια διάταξη η οποία αποτελείται από "εικονικά" όργανα, συσκευές, κλπ. Μας δίνεται η δυνατότητα να ρυθμίσουμε παραμέτρους, να παρατηρήσουμε τις επιπτώσεις που προκαλούν και να μετρήσουμε την επίδραση που έχουν. Σε αυτό μπορούμε να "κάνουμε" πειράματα όπως αυτά που κάνουμε στο εργαστήριο, με τη διαφορά ότι με αυτά δεν "ανακρίνουμε" την ίδια τη φύση αλλά μια "φύση" που ζει μέσα στα κυκλώματα του υπολογιστή και εκδηλώνεται με χρώματα, με σχήματα (στατικά ή κινούμενα), με ήχους. Μελετάμε μια προσομοίωση της φύσης η οποία έχει κατασκευαστεί από τους σχεδιαστές του λογισμικού που χρησιμοποιούμε και διαφέρει από τη μελέτη της φύσης όπως γίνεται στο εργαστήριο.  Μας προσφέρει όμως και σημαντικές διευκολύνσεις, όπως: στο εικονικό εργαστήριο   δεν υπάρχει τριβή και  αντίσταση από τον αέρα, τα πηνία είναι ιδανικά,  τα αμπερόμετρα δεν έχουν ωμική αντίσταση, η αντίσταση των λαμπτήρων δεν αλλάζει όταν θερμαίνονται, το περιβάλλον δεν έχει θερμική αγωγιμότητα, κ.α.  Οι τριβές, η αντίσταση του αέρα, η ωμική αντίσταση στο πηνίο, κλπ, μπορούν να εισαχθούν στην προσομοίωση κάνοντάς την να μοιάζει περισσότερο στη φύση που μελετάμε στο εργαστήριο. Ο χρόνος εξέλιξης των φαινομένων είναι και αυτός εικονικός.  Έτσι  φαινόμενα που έχουν μεγάλη διάρκεια  ολοκληρώνονται σε σύντομο χρονικό διάστημα ή αντίθετα επιμηκύνεται η διάρκεια άλλων βραχύβιων φαινομένων.

Οι εμπειρίες των παιδιών στο εικονικό εργαστήριο μπορεί  να συμπληρώσουν αυτές που προσφέρει το εργαστήριο στο οποίο εξερευνούμε τη φύση.  Δεν μπορεί να τις αντικαταστήσουν. Για παράδειγμα η έννοια της δύναμης μπορεί να χτιστεί στέρεα πάνω στις εμπειρίες  από το κόσμο που μας περιβάλλει. Ποια σχέση μπορεί να έχουν αυτές οι εμπειρίες με τα ομοιώματα ελατηρίων που επιμηκύνονται,  τα ομοιώματα αυτοκινήτων που κινούνται και τα βελάκια που κινούνται / αλλάζουν μαζί τους;
Οι έννοιες είναι νοητικά κατασκευάσματα με τα οποία περιγράφεται και ερμηνεύεται  η φύση  που μας περιβάλλει. Ως τέτοια λειτουργούν στο νου μας όταν σκεφτόμαστε. Τις έννοιες τις αναπαριστούμε με λέξεις και με σύμβολα. Τις μετράμε και τις ονομάζουμε μεγέθη. Τις τιμές τους τις αποδίδουμε με αριθμούς,  με μήκη ανυσμάτων (πχ δύναμη), με το μέγεθος  συμβολικών οντοτήτων ( πχ ένα τετράγωνο πλαίσιο, ανάλογα με το εμβαδόν του αναπαριστά μια μικρή ή μεγάλη μάζα) με το μήκος έγχρωμων ταινιών ( πχ κινητική ή δυναμική ενέργεια), κλπ. Μπορεί από αυτές τις συμβολικές εικονικές οντότητες να οικοδομηθούν έννοιες που να αναφέρονται στον πραγματικό κόσμο; Προφανώς όχι.
Συνεπώς, αν δεν έχουν οικοδομηθεί στέρεα και χωρίς  παρανοήσεις οι έννοιες της δύναμης, της ταχύτητας, κλπ, η εκτέλεση ενός εικονικού πειράματος, πχ  της μηχανικής, στον υπολογιστή δεν θα συμβάλει στην καλύτερη κατανόηση αλλά στην παραγωγή περισσότερων παρανοήσεων.  Άρα θα πρέπει να αξιοποιήσουμε τις δυνατότητες του εικονικού εργαστηρίου όταν οι μαθητές μας έχουν οικοδομήσει ένα επιστημονικά αποδεκτό εννοιολογικό πλαίσιο, οργανωμένο σε νόμους και θεωρίες, έχουν βιώσει το εργαστήριο και γνωρίζουν τις επιμέρους διαδικασίες που πειραματισμού και έχουν ασκηθεί στην ορθή ανάγνωση των εικονικών οντοτήτων και των συμβόλων που χρησιμοποιούνται στο εικονικό εργαστήριο. Τότε θα μπορούν να πειραματίζονται σε αυτό αξιοποιώντας τις δυνατότητες που τους προσφέρει. Οι μαθησιακές δραστηριότητες στο εικονικό εργαστήριο πρέπει να είναι αντίστοιχες αυτών που συνιστώνται για το σχολικό εργαστήριο

Οι προσομοιώσεις φαινομένων

Στις προσομοιώσεις  στην οθόνη του υπολογιστή (δηλαδή σ' αυτή την τεχνητή -εικονική φύση) αναπαρίστανται διάφορα φαινόμενα. Μέσα από κάποια λίστα επιλέγεται ένα φαινόμενο και με την ενεργοποίηση της επιλογής "έναρξη" το παρατηρούμε. Φαινόμενα τα οποία λόγω κλίμακας είναι αδύνατο να παρατηρηθούν χωρίς τη χρήση κατάλληλων οργάνων ή είναι αδύνατο να παρατηρηθούν αναπαρίστανται στην οθόνη. Φαινόμενα του Μακρόκοσμου ( πχ κίνηση των πλανητών, εκλείψεις, κλπ) ή του Μικρόκοσμου ( κίνηση ατόμων ή μορίων ή ηλεκτρονίων, κλπ) μπορεί να "παρατηρηθούν" στην οθόνη του υπολογιστή. Όπως και στα εικονικά πειράματα έτσι και στις προσομοιώσεις, η ποιότητα της γνώσης των μαθητών που θα τις μελετήσουν καθώς και η γνώση των συμβόλων και των κανόνων ανάγνωσης της αναπαράστασης θα προσδιορίσουν το αν θα προκληθούν παρανοήσεις ή αν θα ευοδωθεί η καλύτερη κατανόηση των φαινομένων. Οι μαθησιακές δραστηριότητες  με τις προσομοιώσεις πρέπει να στηρίζονται στην παραγωγή άλλων αναπαραστάσεων όπως η λεκτική ( προφορική περιγραφή), γραπτή ( παραγωγή κειμένου) σχηματική ( σχέδιο) μοντελοποίηση ( σχεδίαση και περιγραφή μοντέλου για το φαινόμενο) ή και φορμαλιστική ( μαθηματικές σχέσεις που περιγράφουν το φαινόμενο, ή διάφορους συνδυασμούς τους. 

Διαδραστικές προσομοιώσεις φαινομένων

Στις προσομοιώσεις αυτές  δίνεται η δυνατότητα να καθοριστούν από το χρήστη οι τιμές διαφόρων παραμέτρων που καθορίζουν την εξέλιξη ενός φαινομένου που αναπαρίσταται στην τεχνητή-εικονική φύση του υπολογιστή. Διαφέρουν από τα εικονικά πειράματα στο ότι η πειραματική διάταξη είναι ήδη σχεδιασμένη και αμετάβλητη. Διαδικασίες όπως η πρόβλεψη και ο έλεγχός της από την πειραματική διάταξη είναι οι πλέον ενδεδειγμένες μαθησιακές δραστηριότητες χρήσης των διαδραστικών προσομοιώσεων. Οι μαθησιακές δραστηριότητες που αναφέρθηκαν προηγουμένως μπορεί να χρησιμοποιηθούν και στην περίπτωση αυτή. Οι προϋποθέσεις αποτελεσματικής αξιοποίησής τους είναι, επίσης,  αυτές που προαναφέρθηκαν.

Προσομοιώσεις, διαδραστικές εφαρμογές και εικονικά εργαστήρια για τη διδασκαλία των Φυσικών Επιστημών έχουν παραχθεί είτε από Έλληνες δημιουργούς είτε έχουν μεταφραστεί από άλλες γλώσσες. Πρόκειται για ολοκληρωμένες προτάσεις  εκπαιδευτικού λογισμικού οι οποίες εκτός από τις προσομοιώσεις διαδραστικές εφαρμογές κλπ περιέχουν οδηγούς για το διδάσκοντα, παραδείγματα  διδασκαλίας κλπ. Έχουν εγκριθεί από το Παιδαγωγικό Ινστιτούτο και προωθούνται μέσα από προγράμματα επιμόρφωσης. Μπορείτε να ενημερωθείτε για τα εκπαιδευτικά λογισμικά, ποια είναι, το περιεχόμενό τους, τα μαθήματα που καλύπτουν, κλπ στη διεύθυνση http://ts.sch.gr/repo-pages/about-ts-repo

Ενδεικτικός πίνακας με τις διευθύνσεις  προσομοιώσεων και διαδραστικών εφαρμογών ταξινομημένες ανά κεφάλαιο Φυσικής παρατίθενται στον ακόλουθο πίνακα. 

Measurement
(Μετρήσεις)
Fluids 
(Ρευστά)
Light and
Optics
(Φως και Οπτική)
Nuclear (Πυρηνική)
  Motion (Κινηματική) Thermodynamics (Θερμοδυναμική) Color Theory (Θεωρία των Χρωμάτων) AstroPhysics (Αστροφυσική)
Mechanics 
(Μηχανική)
Simple Harmonic
(Ταλαντώσεις)
Static electicity (Στατικός Ηλεκτρισμός) Math/Graphs
(Μαθηματικά Γραφικές παραστάσεις)
Momentum 
(Ορμή)
Waves 
(Κύματα)
DC circuits
Συνεχές ρεύμα
 Collections 
(Διάφορες συλλογές)
Rotational Mechanics
(Μηχανική Στερεού)
Sound 
(Ακουστική)
AC circuits 
Εναλλασσόμενο ρεύμα
Προσεγγίστε τον κόσμο μέσα από τις δυνάμεις του 10 
Machines 
(Μηχανές)
Light (Φως) Electromagnetism
Ηλεκτρομαγνητισμός

Αν θέλετε να αναζητήστε περισσότερες διευθύνσεις συμβουλευθείτε τους παρακάτω πίνακες.

Διευθύνσεις για τη Φυσική

Schoolphysics

Μια μεγάλη συλλογή υλικού ταξινομημένη σε ηλικίες, θέματα εξετάσεων, προσομοιώσεις, κλπ ( στα αγγλικά)
Interactive Simulations από το Πανεπιστήμιο του Colorado Πρόκειται για μια μεγάλη συλλογή διαδραστικών προσομοιώσεων για Φυσική Χημεία, κλπ, τιμημένη με βραβεία και διακρίσεις. Πολλές από τις προσομοιώσεις  είναι μεταφρασμένες και στα Ελληνικά. Αναζητείστε τη λέξη Translated Sims
Physics 2000.  Η προσπάθεια του Πανεπιστημίου τουColorado για τη διδασκαλία της Φυσικής. Προσομοιώσεις φαινομένων  ηλεκτρονικό βιβλίο, και μεθοδολογία διδασκαλίας της Φυσικής. 
NTNU Virtual Physics Laboratory Στη διεύθυνση αυτή ο κινέζος Fu-Kwun Hwang παρουσιάζει μια καλή συλλογή από προσομοιώσεις. Αν δε γνωρίζετε κινέζικα μην ανησυχείτε. Μπορείτε να επιλέξετε την αγγλική γλώσσα. Το θέμα είναι να μη φανεί στους μαθητές μας ότι η  Φυσική είναι  "κινέζικα"  !!
     Xplora Το portal του προγράμματος PENCIL για τους ευρωπαίους μαθητές Τα Web experiments είναι μια ουσιαστική καινοτομία. Η βιβλιοθήκη, οι προτάσεις των ίδιων των εκπαιδευτικών, κ.ά. 
  Εργαστήριο Διδακτικής των Θετικών Επιστημών  Το Εργαστήριο Διδακτικής των Θετικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Κρήτης προτείνει πειράματα επίδειξης, κείμενα για μελέτη και προτείνει ηλεκτρονικές διευθύνσεις για τις Φυσικές Επιστήμες. Πλεονέκτημα χρησιμοποιείται η Ελληνική Γλώσσα. 
Το ταξίδι του φωτός στο χρόνο Μια πολύ καλή και βραβευμένη προσπάθεια του Τμήματος Φυσικής του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Ιστορία, φιλοσοφία, πειράματα, θεωρίες, κ.α. 

Διευθύνσεις για τη Χημεία

ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ APPLETS ΧΗΜΕΙΑΣ Μεταφρασμένα στα Ελληνικά από το πρόγραμμα "ΣΣΑΤΕΣ  του Χημικού Τμήματος του Παν. Αθηνών.
The ChemCollective  Μεγάλη συλλογή προσομοιώσεων  δραστηριοτήτων σε εικονικό εργαστήριο,  υλικό για μαθητευόμενους και διδάσκοντες, κλπ.
The IrYdium Project  Μια συστηματική προσπάθεια του Πανεπιστημίου Carnegie Mellon με  διαδραστικές προσομοιώσεις.  Κατεβάστετο και χρησιμοποιήστε το για δραστηριότητες. Προβλήματα για
Eliminate the strong  acid/bases  Καταστρέψτε τα ισχυρά οξέα ή τις βάσεις. ΄Ένα παιγνίδι σε στιλ που παίζαμε πριν από χρόνια αλλά που πιθανόν να αράσεις. ς τους το υποδείξουμε. 
ChemSense Visualizing Chemistry Η εποπτεία διευκολύνει την κατανόηση, το συλλογισμό. την παραγωγή εξηγήσεων, κλπ . To National Svience Foundation στις ΗΠΑ υποστηρίζει την υλοποίηση του προγράμματος. Έχει αρκετό ενδιαφέρον. 
http://www.chemgallery.com/  Επειδή η Χημεία μπορεί να εμπνεύσει την τέχνη
The Periodic table in the Comics  Μια σελίδα για μαθητές που τους αρέσουν τα κόμικς περισσότερο από τη Χημεία 
What's that element?  Ένα παιχνίδι αναγραμματισμού για να μάθουν οι αγγλόφωνοι τα ονόματα και τα σύμβολα των Χημικών στοιχείων. Αν κάποιος τα έκανε και στα ελληνικά!
Chemical bonding page Μια σελίδα για τους χημικούς δεσμούς με πολλές εκπλήξεις
General Chemistry startpoints Μια σελίδα με πληθώρα προτάσεων για να δείτε να κατεβάσετε και να 'παίξετε" 
101 Science. com  Πιο πολλές από 101 προτάσεις για τη Χημεία 
Με το Excel κάνει προσομοιώσεις!!  Ναι  για θέματα Χημείας και όχι μόνο Για δοκιμάστε παρακαλώ.  
CHEM 123 GENERAL CHEMISTRY 1 Στη διεύθυνση αυτή θα βρείτε περισσότερες από 200 διευθύνσεις για θέματα Χημείας. Αξίζει να μελετήσετε την προσομοίωση για τα Ρυθμιστικά διαλύματα.  
http://www.chemcollective.org/  Μια πλούσια συλλογή που τώρα περιλαμβάνει και το The IrYdium Project. Μπορείτε να κατεβάσετε και ένα πλήρες εικονικό εργαστήριο για παίξετε! Τώρα που ακόμα είναι δωρεάν!!!!

Διευθύνσεις για τη Βιολογία

http://www.cellsalive.com/ Περιέχει προσομοιώσεις φαινομένων και των διεργασιών που συμβαίνουν στα κύτταρα, πλούσιο εικονικό υλικό, κ.α.
http://www.emc.maricopa.edu/faculty
/farabee/BIOBK/BioBookTOC.html
Ένα ηλεκτρονικό βιβλίο για το κύτταρο και τις λειτουργίες του.
 Access Excellence Μια σελίδα με πλούσιο υλικό, εικόνες, κείμενα, προσομοιώσεις κλπ για τη Βιολογία, την Ανθρωπολογία, κλπ
Interactive Biology  Μια πλούσια συλλογή με διευθύνσεις για τα πάντα σχετικά με τη Βιολογία. Κύτταρο, Γενετική, Ανατομία του ανθρώπου, κ.α   Δοκιμάστε το The Virtual Cell  το The Game of Life  κ.α.
Genetic Science Learning Center Το κέντρο για την υποστήριξη της μάθησης για θέματα γενετικής του Πανεπιστημίου της Utah, προσφέρει πολλά και ενδιαφέροντα θέματα, όπως, Εισαγωγή στις βασικές έννοιες , εικονική περιήγηση στο κύτταρο, Μετάφραση και μεταγραφή για την σύνθεση των πρωτεϊνών, κ.α 
http://www.innerbody.com/htm/body.html  Εικονικό ταξίδι στο ανθρώπινο σώμα. Κρίμα που είναι στα αγγλικά. 
Microbe World  Ο κόσμος των μικροβίων από την American Society for Microbiology. βίντεο, φωτογραφίας, νέα, άτλας εικόνων. 
MICROSCOPY RESOURCE CENTER  της OLYMPUS  Η γνωστή μας από τις Φωτογραφικές μηχανές και τα Μικροσκόπια. Είδη μικροσκοπίων, εικονικό, ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, συλλογή με εικόνες, κ.α.  "Κατεβάστε" και δείτε τις σχετικές διδακτικές εφαρμογές. 
SCHOOL RESOURCES from Microscopy-UK Μια σελίδα από την Αγγλία με πληθώρα εποπτικού υλικού. Αξίζει να δείτε την  "THE SMALLEST PAGE ON THE WEB" τον κόσμο σε μια σταγόνα νερό από τη λίμνη. 
Pictorial Resources (Illustrations) Μια τεράστια συλλογή από εικόνες που μπορείτε να δείτε και να αποθηκεύσετε
The Biology project  Το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, στοχεύει με το πρόγραμμα αυτό  να βοηθήσει στην βελτίωση της εκπαίδευσης στη Βιολογία. Θα βρείτε ποικιλία από συνδέσμους για να τους επισκεφθείτε και να δείτε ενδιαφέρουσες εικόνες ή να πάρουμε υλικό.   Επισκεφθείτε την Μενδελική Κληρονομικότητα
http://www.ehc.com/vbody.asp

 

Το ανθρώπινο σώμα, το κυκλοφοριακό, το νευρικό κλπ συστήματα με τρόπο που δείχνει τις δυνατότητες της τεχνολογίας των πολυμέσων. 

Γεωλογία 

webGeology Καλή συλλογή με προσομοιώσεις των βασικών θεμάτων. Μερικές στα ελληνικά.
Resource for Earth Sciences and Geography Instruction Υλικό για τη διδασκαλία της Γεωλογίας και της Γεωγραφίας.
Digital Tectonic Activity Map Μια σελίδα για τους σεισμούς και τα σχετικά θέματα με τη σφραγίδα της NASA.
Virtual Courseware : Earthquake Για να δούμε πως υπολογίζεται η ταχύτητα το επίκεντρο, κ.α με ένα πολύ εποπτικό τρόπο.  
The story of plate tectonics (online edition) Ένα ηλεκτρονικό βιβλίο με καλά γραφικά.
Savage Earth Για μια όχι και τόσο θετική άποψη για τον πλανήτη μας. Με καλά γραφικά και προσομοιώσεις σεισμών, τσουνάμι, κ.α. 
http://www.uky.edu/AS/Geology/howell/goodies/ Πλούσιο εικονικό υλικό σε Flash (SWF)
Museum of paleontology Univ. of Berkeley  Πλούσιο με καλή καθοδήγηση, και πολά ενδιαφέροντα.  

Σελίδες εκπαιδευτικών-Σχολείων

Δημήτρης Καλοδήμος Η σελίδα ενός ευαίσθητου και πολυπράγμονα Φυσικού. Πολλά ενδιαφέροντα θέματα  και σελίδες με προτεινόμενες προσομοιώσεις. 
Φώτης Λύκουρας Μια πλούσια συλλογή από εννοιολογικούς χάρτες, διαγράμματα, διαγωνίσματα, κλπ από ένα έμπειρο εκπαιδευτικό.
Βασίλης Γαργανουράκης Νεαρός συνάδελφος με χόμπι τη φωτογραφία, με όμορφες φωτογραφίες και καλές ιδέες για πειράματα υδροστατικής. Και αναμένομε περισσότερα...
Τράπεζα Ηλεκτρικών Πειραμάτων Φυσικής Γυμνασίου, ΤΕΕ, Ενιαίου Λυκείου Μια αξιόλογη προσπάθεια του κ. Αλέξανδρου Μαραντά, για να συνδυαστεί η θεωρία με τα πειράματα, έστω και αν αυτά ονομάζονται "ηλεκτρικά". Αξίζει να την μελετήσετε και να την αξιοποιήσετε. 
Μαθαίνοντας Φυσική στο Interenet. Η σελίδα του συνάδελφου κ. Νίκου Γκούτσια, επιδιώκει αυτό που έχει ως τίτλο. Αξίζει να το επιχειρήσετε. 
Παναγιώτης Ζάφειρας Μαθηματικός Επιμορφωτής Μια σελίδα με θέματα σχετικά με  εφαρμογές Μαθηματικών σε Excel και java, για on line    διδασκαλία, θέματα διδακτικής,  εκπ. link για Μαθηματικά, Φυσική, Χημεία, Φιλολογικά, Υπολογιστές, κ.α , link για τις ενδοσχολικές δραστηριότητες όπως    Αγωγής Υγείας, Περιβαλλοντικής Εκπ. , κ.α
Η διδασκαλία της εξέλιξης  Σκέψεις, ντοκουμέντα και προτάσεις για τη διδασκαλία της θεωρίας της εξέλιξης των ειδών στο Ελληνικό Εκπαιδευτικό σύστημα, από τον συνάδελφο κ. Θάνο Καψάλη. 
 Biology4u.gr
 Η σελίδα για τη Βιολογία, την εκπαίδευση , τις εξελίξεις και άλλα ενδιαφέροντα. Μια προσπάθεια  που πρέπει να εκτιμηθεί και να υποστηριχθεί.