Например, Бобцов

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКОГО ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ РАЗВИТИЯ ИНДИВИДУАЛИЗИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ И ОРГАНИЗАЦИИ МИНИ-ИССЛЕДОВАНИЙ В КУРСАХ МЕХАНИКИ

Аннотация:

Предмет исследования. Рассмотрен относительно простой метод создания интерактивных электронных моделей физических систем,не требующий программирования и автоматической генерации численных моделей сложных физических систем. Создаваемые учебные модели доступны для использования через Интернет и допускают практически неограниченное on-lineредактирование пользователями. Обсуждены варианты использования создаваемых электронных моделей для сопровождения массового индивидуализированного обучения и организации самостоятельных учебно-научных исследований учащихся. Метод. В основу разработки положен оригинальный метод физического объектно-ориентированного моделирования, являющийся приложением традиционных идей объектно-ориентированного программирования к задачам построения и настройки численных моделей относительно сложных физических систем. В его рамках компьютерная модель физической системы строится как совокупность программных объектов, моделирующих поведение составляющих ее относительно обособленных физических элементов - частиц и полей. Взаимодействия между элементами модели описываются с помощью самоадаптирующихся алгоритмов, выбор которых задается при построении модели в зависимости от используемого физического приближения – классического или релятивистского. Использованный подход не требует априорных представлений о характере временной эволюции рассматриваемой физической системы и составления системы дифференциальных уравнений, описывающих эту систему как целое. Основные результаты. Проверка работоспособности метода и правильности реализации алгоритмов поведения базовых объектов осуществлялась на тестовых моделях, временная эволюция которых допускает аналитическое описание. Разработанный конструктор обеспечил возможность серийной автоматизированной разработки интерактивных моделей-демонстраций по основным разделам курсов механики, изучаемых в средних и высших учебных заведениях. В состав электронных сборников многоуровневых мультимедийных ресурсов для сопровождения преподавания механики вошло более 150 оригинальных интерактивных моделей. Апробирована возможность использования электронного конструктора как основы для проведения учащимися самостоятельной поисковой работы по исследованию физических свойств сложных механических систем, анализ которых выходит за рамкистандартных программ по физике и математике. Продемонстрированы эвристические возможности создаваемых с помощью электронного конструктора моделей. Показана их применимость для изучения динамики сложных систем, априорный качественный анализ поведения которых не самоочевиден, а аналитический расчет временной эволюции затруднен или невозможен. Практическая значимость. Созданное средство автоматизации разработки интерактивных электронных образовательных ресурсов для учебного моделирования позволяет обеспечить решение актуальных задач электронного сопровождения массового индивидуализированного предметного многоуровневого обучения физике и развития активных творческих форм обучения, включающих элементы научного исследования.

Ключевые слова:

Постоянный URL

Статьи в номере

Содержание © 1993–2024 Университет ИТМО
Разработка © 2015 Университет ИТМО