Решение физических задач с помощью компьютера как составляющая физического образования

  • Автор:
  • Специальность ВАК РФ: 13.00.02
  • Научная степень: Докторская
  • Год защиты: 2009
  • Место защиты: Нальчик
  • Количество страниц: 482 с. : ил.
  • бесплатно скачать автореферат
  • Стоимость: 230 руб.
Титульный лист Решение физических задач с помощью компьютера как составляющая физического образования
Оглавление Решение физических задач с помощью компьютера как составляющая физического образования
Содержание Решение физических задач с помощью компьютера как составляющая физического образования

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Учебная физическая задача
1.1. Физическая проблема, физическая задача и учебная физическая
задача
1.2. Классификация процессов решения задач
1.3. Классификация процессов выполнения экспериментальных задач
Выводы по ГЛАВЕ
ГЛАВА 2. Компьютер как современное инструментальное средство решения задач по физике
2.1. Компьютерная техника в учебном процессе
2.2. Анализ условия задачи и выбор компьютера в качестве
инструментального средства решения
2.3. Анализ условия и определение типа физической задачи, решаемой
с помощью компьютера
Выводы по ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. Освоение методов физики-науки и развитие
творческих способностей в процессе решения физических
задач с помощью компьютера
3.1. Метод моделирования и физическая модель
3.2. Решение физических задач как средство освоения методов науки
3.3. Развитие творческих способностей учащихся и студентов вузов
при освоении научных методов
3.4. Ведущие идеи, обусловливающие применение компьютера
при решении задач по физике в процессе обучения физике
Выводы по ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. Методы решения физических задач с помощью компьютера
4.1. Методы перебора
4.2. Решение задач на поиск экстремума методами перебора
4.3. Расчетные методы
4.4. Модельные методы решения задач на компьютере
4.5. Решение задач смешанного типа с использованием
графических средств

4.6. Решение задач с компьютерной имитацией физических явлений
4.7 Реализация межпредметных связей физики, информатики,
математики, биологии при решении задач
4.8 Методика проведения анализа ответа и проверки хода решения задач
4.9. Приемы проверки (тестирования) программ
Выводы по Г ЛАВЕ
ГЛАВА 5. Концепция методики обучения и система обучения решению физических задач с помощью компьютера в школе и в вузе
5.1. Концепция применения решения задач по физике с помощью
компьютера в процессе обучения физике
5.2. Идеи решений и методы их реализации при решении задач
с помощью компьютера
5.3. Методика обучения определению типа задач и выбору метода
решения задач с помощью компьютера
5.4. Методика обучения расчету конечных выражений, процедурам
дискретизации объектов и процессов
5.5. Модель методической системы обучения решению физических
задач с помощью компьютера
Выводы по ГЛАВЕ
ГЛАВА 6. Экспериментальные основы исследования
6.1. Организация педагогического эксперимента
6.2. Методика проведения и результаты этапов педагогического
эксперимента в школе и в вузе
Выводы по ГЛАВЕ 6
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
1. Задачи, рекомендуемые для решения с помощью компьютера
2 Листинги программ решения задач
3 Программа курса “Решение физических задач с помощью компьютера”
4 Анкета учителя физики
5 Анкета учащегося
6 Анкета студента
7 Тексты контрольных работ для студентов IV курса
ВВЕДЕНИЕ

Бурное развитие электроники, широкое распространение в обществе аппаратных и программных средств вычислительной техники все отчетливее выявляют черты современной технической цивилизации. Электронная техника определяет технический и научный прогресс практически любой области человеческой деятельности, формирует новые виды деятельности.
Компьютерные технологии изменяют способы восприятия и отражения окружающего нас внешнего мира в соответствующих моделях физического мира. Но до сих пор компьютер существенно не изменил методику обучения, структуру, объём самих учебных курсов (кроме информатики) ни в школе, ни в вузе. Можно прогнозировать, что, когда компьютер станет обычным явлением в семье, в школе, в вузе, численное моделирование, вычислительные методы потеснят аналитические методы в XXI веке.
Современный мощный инструментарий — компьютер (с соответствующим языком моделирования), численные методы математики, развивавшиеся в течение почти 2000 лет, стали неотъемлемой частью культуры человечества, в частности, научной культуры физики. Всё это требует изменения содержания курсов физики и методов организации учебно-познавательной деятельности учащихся при изучении физики в школе и в вузе.
Технические и методические проблемы, возникающие при компьютеризации обучения, также должны найти свое разрешение. Одна из таких проблем - использование дисплейных классов в обучении физике, в которых в настоящее время изучается только один предмет — информатика. Зачастую, недостаточная подготовленность учителей в работе с компьютерной техникой, а также отсутствие или недостаток доступной методической литературы (программной, психолого-педагогической), методической поддержки делают эту проблему трудно разрешимой. В этом плане разработка методики обучения решению физических задач с помощью компьютера является шагом на пути частичного разрешения проблемы компьютеризации обучения физике.

1.1. Физическая проблема, физическая задача и учебная физическая задача
Для раскрытия логики вопроса необходимо использование определённой терминологии, которая ещё не устоялась, не стала общепринятой. Ниже мы приводим наши определения.
Назовём условно познающей системой (системой) - субъекта (человек, люди) в информационном поле, который воспринимает и обрабатывает информацию с целью формирования динамической информационной модели внешнего мира.
Проблемная ситуация - состояние системы с частной (или с частичной) неопределенностью информации, которую необходимо понизить. Неопределенность состояния системы связана с обилием неупорядоченной информации (или отсутствием необходимой), в которой находится субъект.
Проблема - сформулированная на некотором языке программа действий, ведущих к выходу из проблемной ситуации к ее полному или частичному решению. Проблемная ситуация может породить множество проблем. Выделение и формулировка основной, более значимой проблемы, её постановка упорядочивают информацию, отбрасывая несущественную и лишнюю, и является первым этапом выхода из проблемной ситуации. При наличии сформулированной проблемы и соответствующего инструментария система переходит в новое состояние, которое назовем заданной ситуацией.
Заданная ситуация - состояние системы с некоторой неопределенностью информации, но с необходимым набором средств, ведущих к выходу из этой ситуации. Заданная ситуация является моделью проблемной ситуации. Выделение заданной ситуации и её осознание делает состояние системы более определенным, уменьшает энтропию состояния системы. Заданная ситуация может породить множество задач.

Рекомендуемые диссертации данного раздела