Огляд програмного забезпечення для комп'ютерного моделювання у профільному навчанні фізики

Арнольд Ків; Олександр Мерзликін; Євгеній Модло; Павло Нечипуренко; Ірина Тополова

doi:10.31812/pedag.v52i0.3782

Автор(и)

Арнольд Ків Неґевський університет (імені) Бен-Гуріона
Олександр Мерзликін Криворізький навчально-виховний комплекс № 129 «Гімназія-ліцей академічного спрямування»
Євгеній Модло Криворізький металургійний інститут Національної металургійної академії України
Павло Нечипуренко Криворізький педагогічний університет
Ірина Тополова Криворізький навчально-виховний комплекс № 129 «Гімназія-ліцей академічного спрямування»

DOI:

https://doi.org/10.31812/pedag.v52i0.3782

Ключові слова:

профільне навчання фізики, фізичне дослідження, CAS, електронні таблиці, віртуальні лабораторії, віртуальні тренажери, мови програмування та бібліотеки, програмне забезпечення для моделювання природних процесів

Анотація

У статті розглядається можливості використання спеціалізованих програм (віртуальні лабораторії та тренажери, програмне забезпечення для моделювання природних процесів) та загального (мови програмування та бібліотеки, таблиці, CAS) у шкільних дослідженнях.

Таке програмне забезпечення, як віртуальні лабораторії, програмне забезпечення для моделювання природних процесів, мови програмування й бібліотеки в шкільних дослідженнях, можна використовувати для моделювання явищ, яких неможливо вивчити в шкільній лабораторії (наприклад, для моделювання радіоактивного розпаду або для демонстрації станів релятивістської механіки). Також віртуальні лабораторії в шкільній практиці зазвичай використовуються в тих випадках, коли учні не можуть виконати експеримент у реальних лабораторіях. Наприклад, це зручно для дистанційного навчання.

Використання мов програмування та бібліотек у навчальних фізичних дослідженнях вимагає як дослідницьких компетенцій студентів, так і компетенцій програмування. Ось чому використання цього програмного забезпечення на уроках фізики навряд чи можна рекомендувати. Однак мови програмування та бібліотеки можуть стати потужним інструментом формування й розвитку дослідницьких компетентностей студентів з фізики у позакласній навчальній діяльності.

Впровадження електронної таблиці та CAS у шкільних фізичних дослідженнях є найпростішим і має свої переваги.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Metrics

Metrics Loading ...

Abstract views: 280 / PDF downloads: 143

Посилання

Bothun, G., Russell, S., Hulse, A.: Virtual Laboratory (University of Oregon). Computers in Physics 12 (1), 20–21 (1998). doi: 10.1063/1.168650 DOI: https://doi.org/10.1063/1.168650

Checinski, M.: Using FireFly in education and research @ home: A short introduction in Computational Chemistry & an overview of strength possibilities of FireFly and how to make calculations more efficient. Part I — Usage. https://web.archive.org/web/20160705151337/http://classic.chem.msu.su/gran/gamess/marek/en/docs/PCG-Tutorial-Usage.pdf (2008). Accessed 17 Aug 2019.

Esquembre, F.: Computers in Physics Education. Computer Physics Communications 147 (1–2), 13–18 (2002). doi: 10.1016/S0010-4655(02)00197-2 DOI: https://doi.org/10.1016/S0010-4655(02)00197-2

Feynman, R. P., Leighton, R. B., Sands, M.: Feinmanovskie lektcii po fizike (The Feynman Lectures on Physics), iss. 1. Mir, Moscow (1965). DOI: https://doi.org/10.1119/1.1972241

Hamann, D. R.: Kompiutery v fizike: obshchii obzor (Computers in Physics: an Overview). Uspekhi fizicheskikh nauk 143 (2), 239–256. doi: 10.3367/UFNr.0143.198406c.0239 DOI: https://doi.org/10.3367/UFNr.0143.198406c.0239

Kim, J.-H., Park, S.-T., Lee, Heebok, Yuk, K.-C., Lee, Heeman: Simulation programs for physics education using virtual reality technique. In: Park, Y. (ed.) Proceedings of the International Conference on Physics Education in Cultural Contexts, Cheongwon, South Korea, 13–17 August 2001, pp. 401–408. World Scientific, Singapore (2004). doi: 10.1142/9789812702890_0038 DOI: https://doi.org/10.1142/9789812702890_0038

Markova, O., Semerikov, S., Popel, M.: CoCalc as a Learning Tool for Neural Network Simulation in the Special Course “Foundations of Mathematic Informatics”. In: Ermolayev, V., Su ́arez-Figueroa, M. C., Yakovyna, V., Kharchenko, V., Kobets, V., Kravtsov, H., Peschanenko, V., Prytula, Ya., Nikitchenko, M., Spivakovsky A. (eds.) Proceedings of the 14th International Conference on ICT in Education, Research and Industrial Applications. Integration, Harmonization and Knowledge Transfer (ICTERI, 2018), Kyiv, Ukraine, 14–17 May 2018, vol. II: Workshops. CEUR Workshop Proceedings 2104, 338–403. http://ceur-ws.org/Vol-2104/paper_204.pdf (2018). Accessed 30 Nov 2018.

Misner, Ch.W.: Spreadsheets in Research and Instruction. In: Redish, E. F., Risley, J. S. (eds.) Proceedings of the Conference on Computers in Physics Instruction, Raleigh, North Carolina, August 1–5, 1988, pp. 382–398. Addison-Wesley Publishing Company, The Advanced Book Program, Redwood (1990).

Modlo, Ye. O., Semerikov, S. O.: Xcos on Web as a promising learning tool for Bachelor’s of Electromechanics modeling of technical objects. In: Semerikov, S. O., Shyshkina, M. P. (eds.) Proceedings of the 5th Workshop on Cloud Technologies in Education (CTE 2017), Kryvyi Rih, Ukraine, April 28, 2017. CEUR Workshop Proceedings 2168, 34–41. http://ceur-ws.org/Vol-2168/paper6.pdf (2018). Accessed 21 Mar 2019.

Nechypurenko, P. P., Semerikov, S. O.: VlabEmbed — the New Plugin Moodle for the Chemistry Education. In: Ermolayev, V., Bassiliades, N., Fill, H.-G., Yakovyna, V., Mayr, H. C., Kharchenko, V., Peschanenko, V., Shyshkina, M., Nikitchenko, M., Spivakovsky, A. (eds.) 13th International Conference on ICT in Education, Research and Industrial Applications. Integration, Harmonization and Knowledge Transfer (ICTERI, 2017), Kyiv, Ukraine, 15–18 May 2017. CEUR Workshop Proceedings 1844, 319–326. http://ceur-ws.org/Vol-1844/10000319.pdf (2017). Accessed 21 Mar 2019.

Seldiaev, V. I.: Razvitie issledovatelskikh umenii uchashchikhsia pri ispolzovanii kompiuterov v protcesse vypolneniia laboratornykh rabot na urokakh fiziki (Development of students’ research skills when using computers in the process of performing laboratory work in physics lessons). Dissertation, Russian State Pedagogical University named after A. I. Herzen (1999).

Semerikov, S. O., Teplytskyi, I. O., Yechkalo, Yu. V., Kiv, A. E.: Computer Simulation of Neural Networks Using Spreadsheets: The Dawn of the Age of Camelot. In: Kiv, A. E., Soloviev, V. N. (eds.) Proceedings of the 1st International Workshop on Augmented Reality in Education (AREdu 2018), Kryvyi Rih, Ukraine, October 2, 2018. CEUR Workshop Proceedings 2257, 122–147. http://ceur-ws.org/Vol-2257/paper14.pdf (2018). Accessed 30 Nov 2018.

Semerikov, S. O., Teplytskyi, I. O., Yechkalo, Yu. V., Markova, O. M., Soloviev, V. N., Kiv, A. E.: Computer Simulation of Neural Networks Using Spreadsheets: Dr. Anderson, Welcome Back. In: Ermolayev, V., Mallet, F., Yakovyna, V., Kharchenko, V., Kobets, V., Korni lowicz, A., Kravtsov, H., Nikitchenko, M., Semerikov, S., Spivakovsky, A. (eds.) Proceedings of the 15th International Conference on ICT in Education, Research and Industrial Applications. Integration, Harmonization and Knowledge Transfer (ICTERI, 2019), Kherson, Ukraine, June 12–15 2019, vol. II: Workshops. CEUR Workshop Proceedings 2393, 833–848.

http://ceur-ws.org/Vol-2393/paper_348.pdf (2019). Accessed 30 Jun 2019.

Soloviov, V. M., Semerikov, S. O., Teplytskyi, I. O.: Instrumentalne zabezpechennia kursu kompiuternoho modeliuvannia (Instrumental computer simulation courseware). Kompiuter u shkoli ta simi 4, 28–31 (2000).

Teplitckii, I. A., Semerikov, S. A.: Sozdanie 3D-modelei fizicheskikh protcessov v srede Python (Creating 3D-models of physical processes in Python environment). In: Dni nauky, Humanitarnyi universytet “ZIDMU”, 27–28 zhovtnia 2005, vol. 2, pp. 157–159. HU “ZIDMU”, Zaporizhzhia (2005).

Teplytskyi, I., Semerikov, S.: Kompiuterne modeliuvannia mekhanichnykh rukhiv u seredovyshchi elektronnykh tablyts (Computer modeling of mechanical movements in an spreadsheets environment). Fizyka ta astronomiia v shkoli 5, 41–46 (2002).

Teplytskyi, I. O., Semerikov, S. O.: Kompiuterne modeliuvannia absoliutnykh ta vidnosnykh rukhiv planet Soniachnoi systemy (Computer simulation of absolute and relative motions of the planets the Solar system). Zbirnyk naukovykh prats Kamianets-Podilskoho natsionalnoho universytetu, Seriia pedahohichna 13, 211–214 (2007).