Разработка методики изучения темы "Энтропия" с использованием информационных технологий
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ ЭНТРОПИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Дипломная работа
РЕФЕРАТ
Дипломная работа 51 страница, 18 рисунков, 17 источников, 4 приложения.
Ключевые слова: энтропия, термодинамика, необратимый процесс, идеальный газ, термодинамическая вероятность, статистический вес, система, теплота, теорема Клаузиуса, обратимый процесс.
Объект исследования: методика изучения темы Энтропия.
Предмет исследования: использование информационных технологий при проведении занятий в ВУЗе.
Методы исследования: аналитический, графический.
Цель дипломной работы: совершенствование изложения темы Энтропия на основе применения компьютерных технологий. Разработка виртуальных демонстрационных экспериментов по теме Энтропии.
Результат работы: программные приложения, характеризующие и описывающие явление энтропии, позволяющее наглядно продемонстрировать второе начало термодинамики и рассчитать энтропию системы с помощью вычисления термодинамической вероятности макросостояний.
Программы в первую очередь предназначены для виртуальной демонстрации необратимых процессов, наглядного представления тепловой машины, для расчета энтропии системы, а так же термодинамической вероятности макросостояний. Они позволяет наглядно продемонстрировать, как измениться числовое значение энтропии при изменении количества отсеков.
Задачами дипломной работы являются: изучение опыта использования информационных технологий в образовательном процессе; изучение общих вопросов методики преподавания темы Энтропия; выяснение, с какими трудностями сталкиваются учащиеся в процессе изучения данного раздела и, следовательно, каким вопросам и понятиям следует уделить особое внимание; разработка виртуальных демонстрационных экспериментов по теме Энтропия.
Выводы: Использование компьютерных технологий повышает эффективность учебного процесса и позволяет добиться более глубокого понимания темы учащимися; разработаны компьютерные модели, позволяющие наглядно продемонстрировать термодинамические процессы. В связи с повсеместной компьютеризацией, данные программы являются достаточно актуальными и полезными. Они позволяет существенно облегчить процесс обучения, не требует затрат на оборудование, сокращают время и демонстрирует явления, которые невозможно наблюдать в обычных условиях.
Предложения: Разработанные интерактивные модели и методика преподавания темы Энтропия были использованы для публикации.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ПО ТЕМЕ ЭНТРОПИЯ
.1 Второе начало термодинамики. Понятие Энтропии
.2Равенство Клаузиуса
.3 Процессы в изолированных системах
.4 Парадокс Гиббса
.5 Энтропия и термодинамическая вероятность. Связь термодинамической и статистической трактовок
.6 Энтропия и статистический вес системы
.7 Третье начало термодинамики. Теорема Нёрнста
.8 Сверхнизкие температуры и принцип недостижимости абсолютного нуля
МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ФИЗИКИ
.1 Актуальность использования виртуальных моделей и компьютерных лабораторных работ в процессе изучения физики
2.2 Использование виртуальных демонстраций по физике в школе
2.3 Использование виртуальных моделей в ВУЗе
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОГРАММ
.1 Структура программирования Delphi
.2 Дополнительные элементы
.3 Описание программ
.4 Установка программ
.5 Описание виртуальных экспериментов Энтропия 1, Энтропия 2
.6 Описание виртуального эксперимента Энтропия 3
.7 Описание виртуальной модели Энтропия 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Введение
Современному обществу необходим человек новой формации, способный к активному творческому овладению знаниями, умеющий быстро и адекватно реагировать на изменяющуюся ситуацию, прогнозировать развитие событий и работать с современными информационными средствами.
Использование виртуальных экспериментов и компьютерных лабораторных работ особенно актуально в процессе обучения студентов и школьников, так как это существенно повышает эффективность учебной деятельности и самостоятельную активность учащихся. Актуальность выбранной темы дипломной работы обусловлена тем, что на сегодняшний день в процессе преподавания физики очень многие важные явления и опыты не могут быть реализованы в виде демонстраций в силу их сложности. Именно поэтому появилась тенденция создания компьютерных программ для моделирования подобных процессов
Внедрение виртуального лабораторного практикума поможет справиться с недостатком оборудования, вследствие его износа, и позволит наглядно продемонстрировать физические процессы, которые невозможно провести в обычных и даже лабораторных условиях.
Так же использование компьютера во время проведения, как лекционных, так и практических занятий, существенно экономит время, расширяет возможности педагогических технологий, облегчает понимание учащихся.
Целью данной работы являлась разработка виртуальных демонстрационных экспериментов по определению энтропии системы, с помощью которой можно наглядно продемонстрировать явления, характеризующие второе начало термодинамики, и рассчитать э