Использование компьютерного моделирования электромагнитных явлений в профильной школе
Введение
В государственной программе Российской Федерации «Развитие образования» на 2019-2025 годы в рамках Федерального проекта «Современная школа» по направлению «Развитие современных механизмов и технологий дошкольного и общего образования» определены мероприятия по модернизации технологий и содержания обучения, на основе разработки и верификации цифрового образовательного контента, содержащего интерактивные и адаптивные цифровые инструменты, к числу которых относится создание базы компьютерных моделей курса физики общеобразовательных организаций, чему и посвящено наше исследование.
Внедрение компьютерного моделирования в обучение физике сегодня является, с одной стороны приоритетной задачей учителя по проектированию таких моделей, а с другой стороны социальный заказ для реализации практической и исследовательской деятельности учащихся на основе компьютерных моделей. И то, и другое требует дополнительных временных ресурсов и материально-технического обеспечения (компьютерные
Содержание
Введение…………………………………………….............................................. 6
1 Компьютерное моделирование физических процессов …….....…………...... 9
1.1 Компьютерное моделирование и модель…………………....………….. 9
1.2 Особенности компьютерного моделирования физических явлений …. 14
2 Моделирование электромагнитных явлений.....................................................18
2.1 Методика изучения электромагнитных явлений в школьном курсе физики……………………………………………………………………........ 18
2.2 Моделирование электромагнитных явлений, изучаемых в школьном курсе физики при помощи среды ELCUT и VBA MS Excel ……………… 23
Заключение …………………………….…………………………………............. 73
Список использованных источников ……………………..………...…............... 75
Список использованных источников
1. Абушкин, Х. Х. Методика проблемного обучения физике: учебное пособие для вузов / Х. Х. Абушкин. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2023. — 178 с.
2. Абушкин Х. Х., Бабичева, А. Е. Использование компьютерного моделирования при изучении свободных колебаний в курсе физики средней школы // Новации и традиции в преподавании физики: от школы до вуза. Сборник материалов VI международной научно-практической конференции. Под общей редакцией В. А. Панина. -Тула, 2020 С.11-15.
3. Амос Гилат MATLAB. Теория и практика / Гилат Амос; пер. с англ. 5-е изд. М.: ДМКПресс, 2016. – 415 с.
4. Бессонов, Л.А. Электромагнитное поле / Л. А. Бессонов. – М. : Гардарики, 2003. – 316 с.
5. Воронин, А.В. Применение программного пакета Elcut для моделирования потенциальных электрических полей: метод. пособие // А. В. Воронин. – Гомель: БелГУТ, – 2010 – 70с.
6. Геворкян, В.М. Электромагнитная совместимость электронных информационных систем. В 2 ч. Ч.2. Электромагнитная совместимость систем цифровой обработки и передачи данных: учебное пособие по курсу «Электромагнитная совместимость информационных систем» по направлению «Информатика и вычислительная техника», специализации «Системы цифровой обработки сигналов» / В. М. Геворкян; Ред. Ю. А. Казанцев; Моск. энерг. ин-т (МЭИ ТУ). – М. : Издательский дом МЭИ, 2007. – 308 с.
7. Глазков В. В., Абушкин Х. Х. Применение компьютерного моделирования в дистанционном образовании //Учебный эксперимент в образовании. 2011 г. С.29-33.
8. Гончаров, В.А. Методы моделирования электромагнитных полей в вычислительных средах [Электронный ресурс] / В. А. Гончаров. // Научный электронный архив. – URL: http://econf.rae.ru/article/5166 (дата обращения: 17.06.2016).
9. Государственная программа Российской Федерации «Развитие образования»: Стратегические приоритеты в сфере реализации государственной программы Российской Федерации «Развитие образования» до 2030 года (в ред. Постановления Правительства РФ от 07.10.2021 №1701). – Москва, 2021. – 150 с.
10. Губернаторова Л.И. Методика обучения физике. Общие вопросы: курс лекций / Л.И. Губернаторова ; Владим. гос. ун-т им. А.Г. и Н.Г. Столетовых. – Владимир : Изд-во ВлГУ, 2020. 228 с.
11. Ефимова, И.Ю. Методика обучения информатике [Электронный ресурс] / учеб. пособие / И.Ю. Ефимова, И.Н. Мовчан, Л.А. Савельева. Электрон. дан. — М. : ФЛИНТА, 2017. 59с. – URL: https://e.lanbook.com/book/104906. Загл. с экрана.
12. Захарова, Т.Б. Подготовка кадров высшей квалификации по методике обучения информатике [Электронный ресурс] / учеб. - метод. пособие / Т.Б. Захарова, А.С. Захаров, Н.Н. Самылкина. Электрон. дан. М. : Прометей, 2016. 244 с. – URL: https://e.lanbook.com/book/78162. Загл. с экрана.
13. Капуткин, Д.Е. Физика: электричество и магнетизм: учеб. пособие для практ. занятий по физике; под ред. В.В. Пташинского / Д.Е. Капуткин, В.В. Пташинский, Ю.А. Рахштадт. – М. : Изд. Дом МИСиС, 2013. – 91 с.
14. Кириков М.В. Вопросы методики преподавания физики: Текст лекций / М.В. Кириков, В.П. Алексеев. – Яросл. гос. ун-т. Ярославль, 2017. – 72 с.
15. Кононова З.А. Компьютерное моделирование. Физика: учебное пособие / З.А. Кононова, С.О. Алтухова, Г.А. Воробьев, Г.И. Белозерова. – Издание 2-е, дополненное и переработанное. – Липецк: ЛГПУ имени П.П. Семенова-Тян-Шанского, 2016. Часть 1. – 143 с.
16. Королев А.Л. Компьютерное моделирование. Лабораторный практикум / А.Л. Королев. – М. : Бином, 2015. – 296 с.
17. Коткин Г.Л. Компьютерное моделирование физических процессов с использованием MATLAB: учеб.пособие / Г.Л. Коткин, Л.К. Попов, В.С. Черкасский; Новосиб. гос. ун-т. 2-е, изд. испр. и доп. – Новосибирск : 2016. – 203 с.
18. Кузнецов, А.А. Общая методика обучения информатике [Электронный ресурс] / учеб. пособие / А.А. Кузнецов, Т.Б. Захарова, А.С. Захаров. Электрон. дан. М. : Прометей, 2016. 300 с. – URL: https://e.lanbook.com/book/78171. Загл. с экрана.
19. Личностно-ориентированное обучение физике в профильной школе: практикум / авт.-сост.: И.М. Агибова, В.К. Крахоткина, О.В. Федина. – Ставрополь: Изд-во СКФУ, 2017. – 100 с.
20. Лоренц, Х.А. Курс физики. В 2 т. / Х.А. Лоренц. – М. : Ленанд, 2016. – 824 c.
21. Майер, Р. В. Компьютерное
Соответственно электромагнитное взаимодействие состоит из двух компонентов: электрической и магнитной составляющей. Лишь в отдельных случаях (в некоторых системах отсчета) электромагнитное взаимодействие носит только электрический или только магнитный характер. Но поскольку скорость тела зависит от системы отсчета, то взаимодействие, его характер определяется системой отсчета.
Принципиально важно все время подчеркивать школьникам — взаимодействие между заряженными телами (частицами) осуществляется через поле. Заряженные тела (частицы) непосредственно друг с другом не взаимодействуют.
Различные проявления электромагнитного поля (электростатическое, стационарное и вихревое электрические поля) в курсе физики одиннадцатилетней школы изучают в нескольких темах.
Самый простой случай электромагнитного взаимодействия проявляется при создании поля покоящимися заряженными телами. В этом с