Московский школьник превратил физические формулы в наглядные эксперименты

Ученик физико-математического класса московской школы № 1520 им. Капцовых Даниил Путилин создал приложение, которое способно превращать абстрактные физические формулы в наглядные эксперименты. Программа помогает школьникам не просто заучивать законы, а понимать, как устроен мир.

Как рассказал сам школьник, изучая молекулярно-кинетическую теорию, он столкнулся с проблемой — формулы казались оторванными от реальности, а без практики их смысл ускользал. Желание разобраться в теории переросло в идею создать среду, где любой эксперимент можно поставить нажатием кнопки, увидеть, как молекулы хаотично движутся в трубе, как тело летит по параболе, и тут же соотнести картинку с уравнениями.

- Я хотел, чтобы формулу можно было не просто зазубрить, а увидеть своими глазами, - поделился Даниил Путилин. - Самое сложное было добиться, чтобы за красивой анимацией стояла настоящая математика.

Для того, чтобы проект получился, школьнику пришлось сначала изучить язык Python. Это позволило ему выстроить интерфейс, понятный даже тем, кто далек от программирования. Причем интерфейс должен был корректно выглядеть и на небольшом ноутбуке, и на широком мониторе, поэтому основой стала сеточная разметка, гибко перераспределяющая элементы при изменении размера окна. Затем Даниил Путилин занялся формированием логики хранения данных: система регистрации и авторизации должна была позволить каждому пользователю сохранять свои эксперименты, а база данных с продуманной структурой связывать владельца с его работами, фиксируя тип эксперимента, параметры среды, участвующие тела и комментарии.

Как рассказал научный руководитель проекта школьника, преподаватель Детского технопарка «Альтаир» Артём Борисов, тестирование приложения шло рука об руку с разработкой: каждый эксперимент десять раз прогонялся с разными параметрами, а полученные значения сверялись с расчетами на калькуляторе.

- Эта скрупулезность позволила убедиться, что визуализация не искажает физику, а раскрывает ее, - уточнил Артём Борисов. - В итоге в приложении появились два крупных блока экспериментов: по молекулярно-кинетической теории и по баллистике, где можно менять начальную скорость, угол, массу и гравитацию, наблюдая, как эти изменения влияют на дальность полета, высоту и время движения. Приложение позволяет ставить опыты, которые в реальной лаборатории провести сложно или невозможно из-за нехватки оборудования или соображений безопасности. Оно становится мостом между теорией и практикой: ученик не просто видит формулу, а управляет ею, меняет переменные и наблюдает последствия.

Проект, созданный Даниилом Путилиным, стал победителем прикладного конкурса школьников «Золотая дюжина» и призёром заключительного этапа Всероссийского форума научной молодежи «Шаг в будущее».

Мона Платонова.

Фото пресс-службы Детского технопарка «Альтаир»