С. В. Поршнев Нижнетагильский государственный педагогический институт




НазваниеС. В. Поршнев Нижнетагильский государственный педагогический институт
Дата конвертации08.02.2016
Размер41 Kb.
ТипДокументы
источникhttp://www.ict.edu.ru/vconf/files/3109.rtf
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В КУРСЕ «ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА»

С.В. Поршнев


Нижнетагильский государственный педагогический институт

e-mail: psv@mail.tagil.ru

Опыт преподавания физики в высших учебных заведениях привел нас к выводу о существовании известного недостатка стандартных курсов физики, в которых мало внимания уделяется обучению использования ПК как инструмента вычислений. Под умением «вычислять» мы понимаем навык физически правильно сформулировать задачу исследования, выбрать соответствующий математический аппарат и метод решения. До настоящего времени преподавание большинства курсов физических дисциплин остается «классическим», т.е. базирующимся на «трех китах»: теоретическом курсе, излагаемом в виде лекций; семинарских занятиях, на которых проводится решение задач; лабораторных занятиях.

Такое положение объясняется во многом тем, что до недавнего времени учебные заведения не были обеспечены достаточным количеством вычислительной техники. Однако в настоящее время, когда большинство высших учебных заведений оснащены ПК, возможности которых позволяют решать в реальном времени задачи, требующие большого объема вычислений, назрела необходимость пересмотра подходов к использованию ПК в преподавании физики. Выходом из создавшегося положения является дополнение «трех китов» преподавания физики соответствующими курсами лабораторных работ по вычислительной физике за счет часов, отводимых на спецкурсы и региональный вузовский компонент. Данный подход, во-первых, позволит внедрить в сознание студента понимание того, что физика является наукой, занимающейся построением математических моделей процессов и явлений, протекающих в окружающем нас мире. Во-вторых, потребует от студента более глубокого проникновения в суть изучаемой проблемы, будет способствовать закреплению физического материала и развитию физической интуиции. В-третьих, позволит привить студенту понимание того, что ПК не только средство для набора текстов, но и средство научного исследования, которое может и должно быть использовано в его дальнейшей профессиональной деятельности. Первые шаги в развитии именно такого подхода сделаны в [1,2]. Здесь авторам удалось отойти от традиционных для работ, посвященных численным методам, подходов, и на примерах решения широкого класса физических задач показать возможности использования ПК как экспериментальной установки для проведения физических опытов.

Не ставя под сомнение высокий научно-методической уровень этих работ и их актуальность, нельзя не отметить, что они ориентированы на возможности ПК десятилетней давности (в первую очередь это касается программного обеспечения). Учитывая современное состояние аппаратных и программных средств ПК, по нашему мнению, более разумно ориентироваться на специализированные пакеты для математических вычислений, одним из которых является пакет Mathcad [3], что позволяет сократить время, необходимое на разработку и отладку программы, в пользу для анализа физического содержания решаемой задачи [4]. Кроме того пакет Mathcad оснащен средством создания электронных книг, объединяющим в себе возможности гипертекстового представления текстовой информации и формул, с возможностью вычисления по этим формулам в реальном масштабе времени. Перечисленные возможности пакета Mathcad позволяют создавать полноценные электронные учебники.

Следуя выбранному подходу автор создал электронную книгу «Введение в вычислительную физику. Часть I», которую в ближайшее время планирует выставить на образовательном математическом сайте http:\\www.exponenta.ru. В книге рассмотрены различные задачи, относящие к классической механике и электродинамике. В том числе: моделирование относительных движений; физические процессы, описываемые дифференциальными уравнениями первого порядка; задачи динамики материальной точки (движение в гравитационном поле Земли без учета и с учетом сил трения); задача Кеплера; моделирование статических и магнитных полей; моделирование движения электрических зарядов в электрических и магнитных полях (в том числе, компьютерная модель опыта Резерфорда); фурье-анализ непрерывных и дискретных функций; механические колебания.

Необходимо отметить, что предлагаемый автором подход вполне согласуется с современной парадигмой образования, требующей большей фундаментализации, т.е. переноса акцентов на теоретические методы научного познания – идеализацию, абстрагирование, аналогию, обобщение и др., главным звеном которых является построение моделей. Особо отметим, что под компьютерной моделью здесь мы понимаем не использование готовых программ типа «Виртуальная физика», созданной с использованием моделирующей среды Stratum-2000 [5], но прохождение всего пути построения компьютерной модели: постановка задачи – определение целей моделирования – огрубление объекта (процесса) – поиск математического описания – математическая модель – разработка алгоритма – реализация математической модели на ПК – проведение расчетов – анализ результатов (и в зависимости от полученных результатов уточнение модели).

Литература

  1. Гулд Х., Тобочник Я. Компьютерное моделирование в физике: В 2-х частях. М.:Мир. 1990. Ч.1.: С.349, Ч.2. С.400.

  2. Кунин С. Вычислительная физика. М.: Мир, 1992.

  3. Mathcad PLUS 6.0. Финансовые, инженерные и научные расчеты в среде Windows 95. Перевод с англ. М.:Информационно–издательский дом «Филинъ», 1996.

  4. Поршнев С.В. Персональный компьютер в вузовском курсе физики: его место, программное обеспечение//Учебный эксперимент в высшей школе. 1998. №2. С.3–8.

  5. http://statum.pstu.ac.ru; http://statum.ac.ru; http://www.rci.perm.ru

Похожие:

С. В. Поршнев Нижнетагильский государственный педагогический институт iconРеспублики Казахстан Таразский государственный педагогический институт
Таразский государственный педагогический институт 17 апреля 2014 г проводит Международную научно-практическую конференцию «научная...
С. В. Поршнев Нижнетагильский государственный педагогический институт iconМинистерство образования и науки Республики Казахстан Таразский государственный педагогический институт Уважаемые коллеги!
Таразский государственный педагогический институт 29 февраля 2016 года проводит заочную Международную научно-практическую конференцию,...
С. В. Поршнев Нижнетагильский государственный педагогический институт iconГлазовский государственный педагогический институт им. В. Г. Короленко
Рекомендовано кафедрой педагогики Филиала фгбоу впо «Глазовский государственный педагогический институт им. В. Г. Короленко» в г....
С. В. Поршнев Нижнетагильский государственный педагогический институт iconКазахский государственный
Казахский государственный женский педагогический институт. Вестник №3 (2), 2007
С. В. Поршнев Нижнетагильский государственный педагогический институт iconИшимский государственный педагогический институт им. П. П. Ершова
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
С. В. Поршнев Нижнетагильский государственный педагогический институт iconГлазовский государственный педагогический институт имени В. Г. Короленко
Специальность 351500 – «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем»
С. В. Поршнев Нижнетагильский государственный педагогический институт iconРеспублики Казахстан Таразский государственный педагогический институт
Международную научно-практическую конференцию молодых ученых, студентов и школьников
С. В. Поршнев Нижнетагильский государственный педагогический институт iconГлазовский государственный педагогический институт им. В. Г. Короленко
Проверил: Касаткин К. А. старший преподаватель кафедры информационных технологий в физическом образовании
С. В. Поршнев Нижнетагильский государственный педагогический институт iconКраснодарское региональное отделение армавирский государственный педагогический институт
Хх в., в связи с этим прослеживаются основные этапы развития, характеризуются их особенности на фоне общих закономерностей исторической...
С. В. Поршнев Нижнетагильский государственный педагогический институт iconМинистерство образования и науки республики казахстан
Аркалыкский государственный педагогический институт им. Ы. Алтынсарина приглашает принять участие в Международной научно практической...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©kzdocs.docdat.com 2012
обратиться к администрации
Документы
Главная страница