Психолого-педагогiчнi аспекти комптАЩютерного моделювання при вивченнi роздiлу "ГеометричноСЧ оптики"
Дипломная работа - Педагогика
Другие дипломы по предмету Педагогика
х технологiй СФдиним способом було використання мов програмування високого рiвня.
За останнi десятирiччя опублiковано немало книг та статей, де
розглядаСФться розвязання фiзичних задач таким способом. Поява спецiалiзованих програмних продуктiв для автоматизацiСЧ математичних обчислень суттСФво змiнюСФ стан справ у галузi компютерного моделювання. Використання компютера на уроцi фiзики, яку вивчають усi без винятку школярi, не повинно вимагати вiд них спецiальних знань з програмування, а давати можливiсть працювати у простому, iнтуСЧтивно зрозумiлому для них середовищi. Це дасть змогу не витрачати зайвий час на непродуктивну дiяльнiсть по створенню та налагодженню програми (з таким самим успiхом можна будувати графiки на мiлiметровому паперi, виконуючи обчислення за допомогою калькулятора), а зосереджуватися на аналiзi фiзичноСЧ сутi тих процесiв, якi ховаються за побудованими компютером графiками.
Автори публiкацiй, що зявляються останнiм часом у фахових перiодичних виданнях пропонують використовувати для цього електроннi таблицi, зокрема табличний процесор Microsoft Exel. Вивчення цiСФСЧ програми як складовоСЧ частини пакета Microsoft Office передбачено програмою шкiльного курсу iнформатики, у неСЧ досить простий iнтерфейс, великi обчислювальнi можливостi та засоби графiчного вiдображення iнформацiСЧ.
У той же час специфiка електронних таблиць така, що робить СЧх незамiнним iнструментом для обробки результатiв лабораторного експерименту та побудови, графiкiв на СЧх основi, але не зовсiм зручним для власне компютерного моделювання.
Mathcad 2000 потужна i гнучка унiверсальна система компютерноСЧ математики. Для неСЧ характернi великi обчислювальнi можливостi, не тiльки числовi, а й аналiтичнi, багатий арсенал графiчних засобiв та iнструментiв форматування електронних документiв[19]. У той же час простий. РЖнтуСЧтивно зрозумiлий iнтерфейс, звична i зручна форма завдання вихiдних даних констант, змiнних, функцiй, виразiв (майже повнiстю вiдтворюСФться стандартна математична символiка), Хоч ознайомлення iз зазначеним програмним пакетом не СФ обовязковим елементом навчальноСЧ програми з iнформатики для загальноосвiтнiх шкiл, найпростiшi прийоми роботи з Mathcad 2000, необхiднi для розвязання задач компютерного моделювання нескладних фiзичних процесiв, можуть бути засвоСФнi учнями впродовж одного додаткового заняття.
Наступне завдання, яке повинен вирiшувати вчитель фiзики, впроваджуючи елементи компютерного моделювання у навчальний процес з предмета, визначення кола задач, для розвязання яких доцiльно застосовувати електронно-обчислювальну технiку. Типи задач, якi можна доручити компютеру, уже визначено у методичнiй лiтературi. У шкiльному курсi фiзики дуже часто виникають чотири класи графiчних задач, якi потребують компютерноСЧ пiдтримки:
побудова графiкiв складних функцiональних залежностей мiж фiзичними величинами;
побудова траСФкторiй складних рухiв;
дослiдження змiни вигляду графiка функцiональноСЧ, залежностi при змiнi одного з параметрiв;
побудова групи характеристик одного явища чи процесу на одному графiку.
Компютерне моделювання у фiзицi розгортаСФться у двох напрямках:
- чисельне моделювання фiзичних явищ та процесiв;
- розробка та створення демонстрацiйних програм з фiзики.
Загальновизнано, що чисельне моделювання невiдСФмна складова сучасноСЧ фундаментальноСЧ та прикладноСЧ науки, яка не поступаСФться за важливiстю традицiйним експериментальним i теоретичним методам. У багатьох випадках тiльки чисельне моделювання, що замiнюСФ дорогий експеримент. Умiння обчислювати СФ обовязковим для майбутнiх науковцiв та викладачiв.
Побудова фiзичноСЧ моделi вимагаСФ бiльш детального та поглибленого розумiння фiзичних процесiв, що розглядаються, аби обТСрунтовано зробити потрiбнi припущення, видiлити першоряднi та вiдкинути другоряднi фактори. Задачi, що пропонуються, оригiнальнi, СЧх розвязання потребуСФ опрацювання додатковоСЧ лiтератури, вдумливоСЧ та копiткоСЧ самостiйноСЧ роботи. ЗакiнчуСФться етап затвердженням робочоСЧ моделi, яка у подальшому може коригуватись.
Математична модель це система рiвнянь, яка вiдображаСФ прийняту фiзичну модель на вiдповiдному рiвнi знань.
Для фiзичного опису явища добирають кiлька простих демонстрацiй, якi найбiльш наочно та повно вiдображають суть явища. ДемонстрацiСЧ не повиннi бути складними для програмноСЧ реалiзацiСЧ на компютерi [17]. Крiм того, вони мають добре виглядати на екранi дисплею.
Для кiлькiсного звязку величин у фiзичному явищi наводяться математичнi спiввiдношення, якi виражають фiзичнi закони. Для бiльшоСЧ наочностi цi спiввiдношення пiдтверджуються доведенням та графiками. Однак виведення спiввiдношень та iнший допомiжний матерiал не повиннi захаращувати екран дисплею та вiдволiкати вiд демонстрацiСЧ.
Компоновка матерiалу на екранi дисплею, послiдовнiсть його подачi, кольорова гама малюнкiв тощо обговорюються при створеннi iенарiю демонстрацiйноСЧ програми. iенарiй це набiр iлюстрацiй з фрагментами малюнкiв, пояснюючих написiв, математичних формул, розмiщених у певному порядку.
Реалiзацiя демонстрацiйноСЧ програми передбачаСФ хорошу компютерну пiдготовку учня: знання алгоритмiчноСЧ мови з вiдповiдними графiчними можливостями та графiчного редактора. Крiм того, демонстрацiйна програма повинна мати дружнiй та зручний для користувача iнтерфейс. У персп