Математическое моделирование как средство формирования информационной коммуникационной компетентности обучающихся на занятиях по физике.
статья на тему

Математическое моделирование как средство

формирования информационной коммуникационной компетентности обучающихся  на занятиях по физике.

СПбГБПОУ “Колледж отраслевых технологий “Краснодеревец”

Преподаватели физики: Монова Н.Д.

Современная информационно-коммуникационная деятельность требует новых методологических подходов к ее изучению и соответственно новых методов и критериев оценки педагогических достижений.

Одним из методов формирования компетентностного подхода на занятиях по физике является математическое моделирование в среде Matlab, “Живая физика” и других системах. В настоящей статье представлены  следующие математические модели:

1. Исследование движения тела, брошенного под углом к горизонту и попадание его в движущуюся мишень.
2. Исследование колебаний маятника в электростатическом поле.

Первая модель представлена в виде лабораторной работы. Целью работы является: закрепить знания обучающихся законов движения тела, брошенного под углом к горизонту, относительности механического движения, научиться использовать эти законы для расчета пути, времени движения. Задача содержит четыре параметра, которые можно менять с помощью специальных регуляторов. Обучающимся предлагается подобрать значения скоростей  движущейся  мишени,  начальной  скорости  снаряда  

( стрелы) по оси OX и OY меняя начальное положение мишени относительно орудия. С  помощью графиков определить время попадания и координаты.

Отчет оформить в виде таблицы.

            Вторая модель рассматривает колебания математического маятника в электростатическом поле, созданном с помощью воздушного конденсатора.

Заряд маятника и конденсатора, расстояния между пластинами можно менять с помощью специальных регуляторов. С помощью модели можно наблюдать как свободные, так и вынужденные колебания. На графиках фиксируется временная зависимость смещения, скорости маятника, значения кинетической и полной механической энергии. Модель может быт рекомендована в качестве демонстрационного материала при изучении физики колебаний.

На рис 1 представлен вариант использования первой модели с коэффициентами жесткости равными нулю. Если выбрать коэффициэнт жесткости к=0,5, возможна отличная от нуля вероятность вторичного попадания в цель.

Рис 1

При работе со второй моделью рекомендуется следующая последовательность действий:

1. Установить начальную скорость маятника вдоль OX, наблюдать гармонические колебания маятника
2. Установить сопротивление среды к=0,1, наблюдать затухающие колебания маятника
3. Поместив маятник в электростатическое поле наблюдать вынужденные колебания
4. Меняя расстояния между воздушным конденсатором наблюдать изменение частоты и периода колебаний (Рис 2).

Рис 2

Наглядность, красивое оформление,  и доступность в использовании       предложенных моделей рассматриваемых процессов позволяет надеяться на

заинтересованность использования их в процессе обучения.