ผลการแข่งขันฟิสิก์โอลิมปิกส์ระดับนานาชาติของนักเรียนไทยที่ผ่านมา แสดงให้เห็นความสามารถของนักเรียนไทยในวิชาฟิสิกส์ค่อนข้างอ่อนเมื่อเทียบกับชาติอื่นๆ โดยเฉพาะวิชาปฏิบัติการ สาเหตุของปัญหานี้เนื่องมาจากนักเรียนได้รับประสบการณ์การทำปฏิบัติการฟิสิกส์จากรงเรียนน้อย ทั้งนี้อาจเป็นเพราะมีเวลาเรียนไม่พอที่จะจัดให้มีภาคปฏิบัติได้ โรงเรียนอาจมีเครื่องมือไม่พอเพราะเครื่องมือราคาแพงหรือมีแต่เครื่องมือไม่ทำงาน นอกจากนั้นโดยทั่วไปจำนวนอาจารย์มีจำนวนไม่พอที่จะดูแลนักเรียนให้ทั่วถึงในห้องปฏิบัติการ จึงทำให้นักเรียนขาดทักษะ ความคุ้นเคยกับเครื่องมือ ขาดความสามารถในการออกแบบ วิเคราะห์และแก้ปัญหา ซึ่งต่างก็้เป็้นปัจจัยสำคัญในการเรียนรู้ฟิสิกส์

การที่จะพัฒนานักเรียนให้มีประสบการณ์และความสามารถทางฟิสิกส์เชิงปฏิบัติการได้ดีขึ้น อาจต้องปรับปรุง แก้ไขปัญหาข้างต้นในโรงเรียนให้หมดไป ซึ่งต้องใช้การลงทุนสูงและใช้เวลานาน โครงการพัฒนา Physics Cyberlab พยายามแก้ใขปัญหานี้ในช่วงเวลาสั้น ๆ โดยการสร้างห้องปกิบัตการฟิสิกส์เสมือนในคอมพิวเตอร์ สำหรับนักเรียนที่ไม่มีโอกาสได้ทำปฏิบัติการทดลองจริงที่โรงเรียนก็สามารถใช้ Cyberlab ซึ่งจะเป็นสื่อการสอนที่จะให้นักเรียนได้ทดลองทำปฏิบัติการจากแบบจำลอง ทำให้มองเห็นภาพว่าปฏิบัติการฟิสิกส์เป็นอย่างไร นักเรียนควรได้ฝึกทำอะไรและเห็นอะไรบ้างนอกเหนือจากสูตร ตัวเลขหรือสมการทีมีในทฤษฎีแบบจำลองฟิสิกส์เชิงปฏิบัติการที่สร้างขึ้นมาเรียกว่า Virtual Lab ซึ่งจะเลียบแบบปฏิบัติการจริงในทุกขั้นตอน คือมีการให้นักเรียนลงมือด้วยตนเอง ทั้งการออกแบบ สังเกต อ่านค่า เขียนตาราง เขียนกราฟ ทำการคำนวณ วิเคราะห์และรายงายผล เหมือนที่ต้องกระทำจริงในห้องปฏิบัติการ สิ่งต่างๆ เหล่านี้จะช่วยฝึกให้นักเรียนมีทักษะ ความชำนาญในหลายๆ ด้าน นอกจากนักเรียนนักศึกษาแล้ว ครูอาจารย์ หรือบุคคลทั่วไปที่สนใจก็้สามารถใช้ Virtual Lab นี้ได้ เพราะจะจัดให้มีการเผยแพร่ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

1. สร้างทักษะ ให้นักเรียนคุ้นเคยกับเครื่องมือปฏิบัติการฟิสิกส์ก่อนเข้าห้องปฏิบัติการจริง

2. ส่งเสริมให้เข้าใจหลักการของฟิสิกส์ได้ง่ายขึ้น

3. หัดให้นักเรียนออกแบบเป็น ฝึกวิธีการแก้ปัญหารอย่างเป็นระบบ

4. นักเรียนมี "ชุดทดลอง" ที่บ้านได้โดยไม่ต้องมีเครื่องมือจริงที่อาจหายากและแพง

5. เป็นตัวอย่างให้นักเรียนฝึกเขียนซอฟต์แวร์ โดยศึกษาจาก source code มีให้เมื่อทำปฏิบัตการเสร็จ

1. รวบรวมตัวอย่างที่เกี่ยวกับปฏิบัติการฟิสิกส์และ link ที่มีอยู่ใน internet เพื่อให้มีการรวบรวมตัวอย่างไว้ที่เดียวกัน อันจะเป็นการง่ายและไวต่อการเรียกใช้ ตัวอย่างที่ download ไม่ได้จะมีคำอธิบายว่าเมื่อเข้าไปดูแล้วจะพบอะไรบ้างและควรสังเกตอะไร

2. พัฒนาซอฟแวร์ของตัวเอง เพื่อให้เข้ากับปัญหาท้องถิ่นไทย และเพื่อยกระดับความสามารถของบุคลากรไทย

สิ่งที่จะสร้างขึ้นมาคือ virtual lab ทางฟิสิกส์ ซึ่งจะมีลักษณะเป็นแบบการจำลองการทดลองฟิสิกส์คล้ายๆกับ flight simulator ที่ใช้ฝึกนักบินก่อนบินจริง virtual lab ทางฟิสิกส์นี้จะพยายามเลียนแบบของจริง ไม่ใช่การทดลองทางอุดมคติ จะฝึกฝนนักเรียนคุ้นเคยกับเครื่องมือ ขั้นตอนการทดลองและข้อควรระวังต่างๆ ก่อนเข้าปฏิบัติการจริง นักเรียนจะต้องลงมือวัด บันทึกข้อมูลและวิเคราะห็ข้อมูลที่ได้จากการทดลอง เหมือนที่ทำในห้องปฏิบัติการจริง

Virtual lab ทางฟิสิกส์ที่จะสร้างขึ้นมี 3 แบบ ได้แก่

1. ท่อสั่นพ้อง (Resonance Tube)

2. การชนในสองมิติ (Collisions in Two Dimension)

3. วงแหวนของนิวตัน (Newton's Rings

ดังมีรายละเอียดโดยย่อดังนี้

2.1 ท่อสั่นพ้อง (Resonance Tube)

เพื่อวัดอัตราเร็วของเสียงในอากาศในท่อ โดยวิธีกระตุ้นด้วยส้อมเสียงที่ทราบค่าความถี่ ทำให้อากาศในท่อสั่นพ้องหรือเกิดการพ้องกันระหว่างการสั่นของลำอากาศในท่อกับการสั่นของส้อมเสียง นักเรียนจะได้ทดลองโดยเคาะส้อมเสียงให้สั่นแล้วจ่อที่เหนือปากท่อที่บรรจุน้ำไว้ ขณะที่ปรับความยาวของลำอากาศโดยการปรับระดับน้ำในท่อ นักเรียนต้องวัดตำแหน่งของระดับน้ำเมื่อมีการสั่นพ้องโดยสังเกตจากเสียงเหมือนที่ต้องปฏิบัติในห้องทดลองจริง เสร็จแล้วบันทึกผลที่วัดได้ วิเคราะห์และรายงานค่าอัตราเร็วของเสียงในอากาศในท่อจากทฤษฎีการสั่นพ้อง ขั้นตอนที่ทำและผลที่รายงานจะถูกประเมิน

2.2 การชนในสองมิติ (Collision in Two Dimension)

เพื่อวัดมวลขอวัตถุต่างๆ โดยเปรียบเทียบกับมวลของวัตถุมาตรฐาน นักเรียนจะได้ทดลองจัดให้วัตถุที่ต้องการจะวัดมวลกับวัตถุมาตรฐานบนโต๊ะลม จัดให้มีการบันทึกภาพวีดีโอของการชนแล้วนำภาพมาวิเคราะห์วัดการกระจัดของวัตถุทั้งสองทั้งก่อนชนและหลังชน โดยนักเรียนต้องลงมือวัดเองจากภาพที่ได้ เปรียบเทียบ สังเกตและวิเคราะห์ความเร็วที่เปลี่ยนไปของวัตถุทั้งสองสำหรับการชนในลักษณะต่างๆ เสร็จแล้วคำนวณและรายงานมวลของวัตถุว่าเป็นกี่เท่าของวัตถุมาตรฐาน ขั้นตอนที่ทำและผลที่รายงานจะถูกประเมินเช่นเดียวกับปฏิบัติการอื่น

2.3 วงแหวนของนิวตัน (Newton's Ring)

เพื่อศึกษาปรากฏการณ์เลี้ยวเบนและแทรกสอดของแสง เมื่อแสงตกลงบนฟิล์มอากาศบางระหว่างผิวของเลนส์นูนและผิวของแผ่นแก้วราบ จะมีภาพการแทรกสอดของแสงเกิดขึ้นเป็นวงมืดและสว่างสลับกันไป เรียกว่า "วงแหวนของนิวตัน" นักเรียนจะได้ทำการทดลองใช้ travelling microscope วัดรัศมีของวงแหวนนิวตันแต่ละวง นำผลที่ได้มาเขียนกราฟโดยนักเรียนจะต้องลงมือกระทำจริงทั้งการจุดข้อมูลลงบนกราฟ ลากเส้นและหาความชัน แล้วคำนวณหารัศมีผิวโค้งของเลนส์นูนซึ่งเป็นผลสุดท้ายที่ต้องรายงาน จากนั้นจะมีการประเมินว่าขั้นตอนต่างๆ ที่ทำได้ผลที่ถูกต้องหรือไม่

Virtual labs ทั้งสามนี้ถูกสร้างขึ้นโดยภาษา Java เขียนซอฟแวร์ เนื่องจาก Java เป็นภาษาที่เป็นแบบ object oriented เขียนง่ายและมีศักยภาพสูง ซอฟแวร์ที่เขียนขึ้นโดยใช้ Java นั้นสามารถใช้งานได้ทุก platform โดยไม้ต้องไปดัดแปลงเขียนใหม่ นอกจากนี้ Java สามารถสื่อสารกับสื่อต่างๆได้หลายชนิด เช่นข้อความ กราฟฟิก ภาพเคลื่อนไหวและเสียง ซึ่งต่างเป็นสิ่งจำเป็นที่ต้องใช้ใน virtual labs ทางฟิสิกส์ที่จะสร้างขึ้นมา

3. สร้าง web page

เพื่อให้นักเรียนสามารถทดลอง virtual labs ผ่านทาง internet ได้ ไม่ว่าจะเป็นจากบ้านหรือโรงเรียน การเผยแพร่ Physics Cyberlab บน web page ทำให้ได้ปรับปรุงเนื้อหาให้ทันสมัยได้ง่ายและรวดเร็ว และสามารถเผยแพร่ได้ง่าย โครงสร้างทั่วไปของ web page ที่จะสร้างขึ้นประกอบด้วยเนื้อหาวิชาการ แนวทางการใช้ virtual lab และแบบทดสอบความเข้าใจ นอกจากนี้ก็จะใช้ web page เป็นที่รวบรวม links ที่เกี่ยวกับ virtual lab ทางฟิสิกส์ที่มีอยู่ใน internet ด้วย

1. ได้สื่อการเรียนการสอนฟิสิกส์เชิงปฏิบัติการ

2. ได้เผยแพร่เนื้อหาความรู้เกี่ยวกับฟิสิกส์เชิงปฏิบัติการ แก่นักเรียน นักศึกษา ครู อาจารย์และบุคคลทั่วไป

3. ส่งเสริมการเรียนรู้ฟิสิกส์ด้วยวิธีการแก้ปัญหาเอง

4. ได้มีการรวบรวมตัวอย่างที่เกี่ยวกับปฏิบัติการฟิสิกส์ที่มีใน internet

5. ได้ตัวอย่าง source code ภาษา Java ที่ช่วยนักเรียนให้สามารถเรียนรู้และพัฒนาการเขียนซอฟแวร์ทางวิทยาศาสตร์ได้ง่ายและรวดเร็วขึ้น