أفضل البرامج لتعلم الفيزياء على الكمبيوتر بطريقة ممتعة وأسلوب شيّق
 |
| أفضل البرامج لتعلم الفيزياء على الكمبيوتر بطريقة ممتعة وأسلوب شيّق |
عندما يتعلق الأمر بتعلم مفاهيم جديدة حول أي مادة علمية، خاصةً إذا كنا لا نزال في مرحلة التدريب، فإن أسهل طريقة لاستيعاب المعلومات الخاصة بها هي البحث عن طرق تقديمها بأساليب ممتعة وشيّقة. في الواقع، هذا ما يجعلنا ننتقل أحيانًا من مُعلم إلى مُعلم آخر يتخصصون في نفس المادة. لطالما كانت الفيزياء، مثل الكيمياء، من أصعب المواد الدراسية، لكن لا يزال من الممكن تحويل تجربة تعلّمها إلى شغف باستخدام الأساليب الصحيحة. وبكلمة "الأساليب الصحيحة" أقصد محاكاتها والتفاعل معها بطريقة عملية تفاعلية. وهذا الدليل يُسلّط الضوء على أفضل البرامج لتعلم الفيزياء على الكمبيوتر بطريقة ممتعة وشيقة.
أفضل البرامج لتعلم الفيزياء على الكمبيوتر
يعتمد المدرسون المخضرمين على الأساليب التي تضمن تحقيق مستوى عالي من التفاعل مع الطلاب، حيث يواجه الطلاب دائمًا صعوبة في فهم النظريات المعقدة قبل رؤيتها وتطبيقها عمليًا. لهذا، يلجأ المدرسين إلى أفضل البرامج لتعلم الفيزياء على الكمبيوتر، وهي طريقة ذكية لمحاكاة المادة والنظريات وقوانينها الصعبة. هذه المقالة تتناول أفضل المواقع والتطبيقات التي تتيح للطلاب فهم كيفية عمل قوانين الفيزياء بناءً على عدد كبير من المتغيرات، وكل ذلك بدون الحاجة إلى تجارب عملية.
تهدف أفضل البرامج لتعلم الفيزياء على الكمبيوتر إلى خلق بيئة تسمح للمستخدمين بإجراء محاكاة للقوانين. إنها ليست الطريقة الأفضل لفهم كيفية عمل كل شيء من حولنا فحسب، وإنما هي تُثّبت صحة العديد من النظريات التي ندرسها حول الكون الذي نعيش فيه وعناصره أيضًا. الفيزياء بحر من العلوم، وتتشعب إلى عدة مجالات مختلفة. للأسف، بحكم دراستي الأكاديمية، لم يتسنى لي فرصة دراسة الفيزياء بتعمق. لكنني مولع بالفيزياء الفلكية لفهم سلوك الجسيمات والكواكب والنجوم وطريقة عمل الكون.
هل من الممكن أن تساعدنا حقًا برامج الكمبيوتر في تعلم الفيزياء؟
لقد تحققت العديد من الاكتشافات العظيمة في الفيزياء عن طريق التجربة العملية، ولهذا السبب، من الطبيعي أن تُستخدم نفس الآلية في عدد كبير من العلوم الدراسية الأخرى. لعل معظمنا حاول تجربة العديد من التجارب في سن مبكرة جدًا، كنوع من حب الاستطلاع وغريزة العلم بالشيء، ما جعلنا ندرس الفيزياء دون أن نُدرك ذلك. لقد كنا نقوم برفع المكعبات في الهواء ونتركها في الهواء لتسقط أرضًا، أو نقذف الكرات لنرى إلى أي مدى تصل قبل أن تلتقطها الجاذبية مرة أخرى. ولا يزال أطفالنا مولعون بالتجارب نفسها.
هذه التجارب العملية هي ما تُعزز من قيمة أفضل البرامج لتعلم الفيزياء على الكمبيوتر التي سنراها في هذه المقالة، إذ تكمن فكرتها في تحويل المعلومات من بيانات مجردة جامدة إلى تجارب حية يسهل تخزين تفاصيلها في ذاكرتنا. من حسن الحظ، أتاح تطور الحاسوب تمكين هذه التجارب بسرعة وواقعية أكبر، حيث تستطيع أغلب الحواسيب الشخصية إجراء الحسابات اللازمة لهذا النوع من إجراءات المحاكاة، والتي كانت تُعتبر ضربا من الخيال قبل عقود.
بالتأكيد، هذه البرامج، ليست كل شيء، ولن تصنع منا "ألبرت أينشتاين" بين عشية وضحاها، وإنما الهدف منها هو المشاركة في برامج محاكاة تتيح لنا اختبار قوانين ونظريات الفيزياء بطريقة بسيطة وعملية وممتعة، على أمل أن تُقرّب إلينا الصورة الأعمق حول المادة نفسها وتساعدنا في فهمها.
■ أولاً: برنامج Physion
 |
| تعلم الفيزياء على الكمبيوتر مجانًا |
تطبيق Physion القائم على الويب عبارة عن برنامج مجاني يتيح إجراء تجارب فيزيائية واقعية باستخدام رسومات بسيطة كالمضلعات والدوائر والمستطيلات واللوالب والنصوص والخيوط وغيرها من عناصر وأشكال. يتيح أيضًا ربط الجسيمات ببعضها البعض لفهم كيفية تفاعلهما، مما يفتح لنا الباب أمام تجربة سيناريوهات لا حصر لها في اختبار كيفية ربط الهياكل وآليات عملها وفهم طريقة تفاعلها، البسيطة منها والمعقدة.
يتيح برنامج Physion إنشاء مجموعة هائلة من الأشكال التي يُمكن ربطها بالاستناد إلى قوانين الفيزياء العلمية، سواء كانت أجسامًا صلبة أو لينة أو حتى سائلة. الأجمل من ذلك أنه يتيح لنا التعديل على الخصائص الفيزيائية كالكثافة والجاذبية والاحتكاك وغيرها باستخدام نصوص جافا سكريبت. لا، لن تضطر إلى تنزيل أي شيء على جهازك الشخصي، فكل شيء يعمل على الويب باستخدام أي متصفح.
باختصار: Physion أحد أفضل البرامج لتعلم الفيزياء على الكمبيوتر بطريقة ممتعة شيقة، وأكثر المنصات شمولًا لتجربة جميع أنواع الأجسام، ومحاكاة السائل منها والصلب. يُتيح الموقع تجربة كل شيء بشكل مجاني، وحدوده الوحيدة هي خيالك الواسع. بالرغم من كل ذلك، فهو ليس مثاليًا أيضًا، إذ يفتقر الموقع لأدوات عرض السرعة والتسارع والقوة، لكنها من التحديثات المُخطط لها في المستقبل كما هو موضح على الموقع الإلكتروني.
■ ثانيًا: برنامج Algodoo
 |
| افضل تطبيقات تعلم الفيزياء بطريقة شيقة |
لا تجعل اسمه يقف عقبة أمام شغفك، فهذا البرنامج ممتع لجميع الأعمار، الكبار منهم قبل الصغار. إنه يوفر طريقة رائعة في استكشاف عالم الفيزياء بطريقة شيقة وأسلوب مبتكر، إذ يتيح لك رؤية كيفية عمل الجاذبية، القوة، قوانين نيوتن، الطاقة الشمية، السقوط الحر، الطاقة الاحتكاكية، الطاقة الحركية، وغيرها من القوانين.
بواسطة هذا البرنامج، ستعرف لماذا يتحرك القمر من مكانه، وماذا يحدث عند قذف العناصر بالقوة، ولماذا ترتد الكرة عند ارتطامها بسطح الأرض، والقصور الذاتي، والعديد من المفاهيم الأخرى التي يتم شرحها بأسلوب علمي بسيط ومناسب، ومرة أخرى، لجميع الأعمار. هذا التطبيق مجاني تمامًا ومتوفر على متجر مايكروسوفت. ستحبه للغاية، كما إنه مفيد لأطفالك.
أعتقد أن Algodoo مناسب لكل من يتمنى توسيع آفاق ذهنه بالمعرفة الأساسية في الفيزياء وطريقة عملها. المشكلة الوحيدة أن الشروحات جميعها متوفرة باللغة الإنجليزية فقط، وهي مشكلة حقيقية لكل من لا يتقنها لأن دراسة الفيزياء بالإنجليزية فقط معقدة للغاية لصعوبة كلماتها ومصطلحاتها.
■ ثالثًا: برنامج Battery Resistor Circuit
 |
| برامج مجانية وممتازة لطلبة الفيزياء |
أعتقد أن تطبيق Battery Resistor Circuit أحد أفضل الطرق لفهم قانون Ohm وكيفية عمل الدائرة الإلكترونية مع جميع مكوناتها. هذا التطبيق عبارة عن محاكاة لتجربة تغير المقاومة وجهد الدائرة داخل البطارية. فإذا كنا نريد فهم قانون Ohm بطريقة بسيطة وتجربة عملية، فإن هذا هو التطبيق الذي تحتاج له. يتوفر تطبيق "دائرة مقاومة البطارية" على شكل تطبيق مستقل وتطبيق قائم على الويب أيضًا.
أثناء استخدامك له، ستلاحظ كيفية تدفق الإلكترونات داخل البطارية استنادًا إلى الجهد والمقاومة. المشكلة الوحيدة التي قد تواجهك إذا كنت ترغب في تثبيت الإصدار المستقل على الكمبيوتر هو أنك ستضطر لتنزيل وتثبيت Java على جهازك، فيما عدا ذلك، لن تتمكن من تشغيل البرنامج. نوصي بتجربة النسخة القائمة على الويب.
■ رابعًا: برنامج Solar System 3D Simulator
 |
| افضل برامج لمحاكاة وتجارب الفيزياء على الكمبيوتر |
برنامج Solar System 3D Simulator يهدف إلى عرض نموذج واقعي للنظام الشمسي برسم ثلاثي الأبعاد، معتمدًا بشكل كامل على المعادلات الفيزيائية التي توضح حركة النجوم والكواكب والأقمار في مدار الشمس، ويوفر معلومات كثيرة حول الشمس، مثل تكوينها والكسوف والطاقة التي تنتجها وغير ذلك بكثير. إنه أحد أفضل البرامج لتعلم الفيزياء على الكمبيوتر، خاصةً لمن يرغب في توسيع معرفته بالفيزياء الفلكية، وأعتقد أنه مفيد جدًا في حال كنا نرغب في إجراء أباحث علمية متعلقة بطبيعة وحركة الكون.
يُمكن تنزيل التطبيق عبر الرابط المُرفق فوق اسمه أو عبر موقعه الإلكتروني، وهو مجاني، ومتوافق مع إصدارات متعددة من أنظمة التشغيل. نراه برنامج شامل لتعلم فيزياء الكون، بواجهة بسيطة وسهلة الاستخدام، والأجمل أنه من السهل استيعابه بسرعة، ولكن مرة أخرى، باللغة الإنجليزية فقط. بعيدًا عن مشكلة اللغة، فعيبه الرئيسي أنه لم يتلقى أي تحديث منذ سنوات، وواجهته الرسومية ليست الأفضل من الناحية الجمالية.
■ خامسًا: برنامج PHET
 |
| اقوى برنامج لتعلم الفيزياء للكمبيوتر |
يوفر PHET أكثر من 50 محاكاة لتعلم الفيزياء وتنمية مهاراتنا المعرفية بمجالات عملية متقدمة مثل الحركة والصوت والحرارة والكهرباء والضوء والطاقة وغيرها. تعمل جميع عناصر المحاكيات على أي متصفح ويب، ولا حاجة لتنزيل أي محتوى على الجهاز. ومع ذلك، لابد من دعم المتصفح لبروتوكول HTML5، وهو شرطًا عاديًا بالنظر إلى أن جميع المتصفحات الحالية قادرة على دعمه، بما في ذلك متصفحات الويب على الهواتف الذكية، مما يُمكننا من الوصول إلى موقع الويب من أي جهاز.
إنه موقع مثالي لتعلم مبادئ الفيزياء في مجال الصوت، الضوء، الحركة، الكهرباء، وغيرها من مجالات الفيزياء. ما يعجبنا فيه بشكل خاص هي المؤثرات الصوتية التي تحاكي ردود الفعل للأحداث المهمة في بعض تجارب المحاكاة. مثله مثل العروض السابقة، فهو برنامج باللغة الإنجليزية، ويتطلب مستوى متقدم من إتقان اللغة لصعوبة المصطلحات. لا يزال من السهل الاستمتاع به بالاعتماد على أي مترجم ويب أثناء استخدامه. لكن بشكل عام، يُعدّ PHET أحد أفضل البرامج لتعلم الفيزياء على الكمبيوتر بطريقة ممتعة وتفاعلية.
■ سادسًا: برنامج Simphy
 |
| افضل المصادر لإتقان وفهم الفيزياء على الكمبيوتر بشكل مجاني |
Simphy هي كلمة مشتقة من مصطلح “Simple Physics” وتعني "الفيزياء البسيطة"، وهو واحد من أفضل البرامج لتعلم الفيزياء على الكمبيوتر وأكثرها شمولًا على الإطلاق. البرنامج ليس مجانًا بالكامل، لكن النسخة المجانية منه متوفرة على جميع أنظمة تشغيل الكمبيوتر (ويندوز / ماك / لينكس). يتيح لنا البرنامج إجراء محاكاة لأنواع مختلفة من مجالات الفيزياء، واختبار حركة السوائل والأجسام والظواهر المرئية، مما يخلق فرصًا غير محدودة لإنشاء تجارب مُخصصة مرتبطة بأي مجال ذي صلة بالفيزياء.
الإصدار المجاني منه يوفر عددًا كبيرًا من التجارب التي يُمكن التفاعل معها لتعديل القيم ومراقبة سلوك العناصر وطريقة عملها. لكن للوصول إلى المحتوى الكامل، والذي يستحق الترقية بكل تأكيد، سيتعين عليك الاشتراك في النسخة المدفوعة. ومع ذلك، إذا كان الهدف من البحث عن هذه البرامج يقتصر على الفضول وحب المعرفة بالشيء، فإن النسخة المجانية أكثر من كافية وتلبي الاحتياجات.
الخاتمة | هذه كانت عيّنة بسيطة، ولكن قيّمة، من أفضل البرامج لتعلم الفيزياء على الكمبيوتر بأسلوب بسيط وعملي وتجارب تفاعلية شيقة قادرة على ترك بصمة قوية خلفها في أذهاننا. إذا بحث بنفسك، ستجد العديد من الخيارات المجانية والمدفوعة لهذا النوع من البرامج، وهناك وفرة كبيرة منها على الهواتف الذكية. ومع ذلك، فإصدارات سطح المكتب أكثر شمولًا لأنها تستفيد من الطاقة الإضافية التي تتمتع بها أجهزة الكمبيوتر. نأمل أن تساعدك هذه القائمة في تقريب فهمك، وإن كان بشيء قليل، من علوم الفيزياء، بما يُلبي تطلعاتك.
اقرأ المزيد: التعلم عبر الهاتف المحمول، التعلم عن بعد
*******************************