Засоби Mathcad у навчальному фізичному експерименті
Дата
2018
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
СумДПУ імені А. С. Макаренка
Анотація
У статті запропоновано використання системи комп’ютерної математики Mathcad у формуванні дослідницької складової фізичної компетентності студентів техніко-технологічних спеціальностей коледжів і технікумів на прикладі виконання лабораторного експерименту по визначенню коефіцієнта в’язкості рідини за методом Стокса. Описано створення навчальної комп’ютерної моделі, яка дозволяє всебічно аналізувати процес руху кульки в рідині, змінюючи вхідні параметри моделі: діаметр кулі, відстань між мітками на циліндрі, діаметр циліндра, густину рідини, її температуру, матеріал кулі (густину). Відмічено переваги системи комп’ютерної математики Mathcad як середовища чисельних обчислень та моделювання фізичних явищ і процесів, яке посяде вагоме місце в інтернаціональній освіті у зв’язку з переходом до нових Grid-технологій. Вказано, що залучення програмних засобів систем комп’ютерної математики в навчальний експеримент, зокрема під час визначення коефіцієнта в’язкості води за методом Стокса, не перекреслює попередні здобутки в методиці проведення фізичного експерименту, не підмінює реальний експеримент віртуальним, а модернізує його. Виконання лабораторного експерименту передбачає вивчення фізичних явищ і процесів. Тому абстрагування від математичних обчислень та візуалізація навчального матеріалу сприяє підвищенню якості фізичних знань, економії часу для змістового аналізу, отриманих у дослідженні результатів. Серед безумовних переваг впровадження систем комп’ютерної математики в навчальний експеримент з фізики є широкі можливості редагування даних експерименту, зберігання їх для спільного використання та обговорення, відкритість для онлайн доступу й оцінювання; можливість в межах документу, завдяки посиланню, звертатися до теоретичних даних. Отже, стаття показує, що знайомство з системами комп’ютерної математики озброює студентів сучасними засобами та методами дослідницької діяльності, які сприятимуть у наступному формуванню професійної компетентності майбутнього фахівця.
The article propose using computer mathematics system Mathcad is offered in forming of research constituent of physical competence of students of technical and technological specialities of colleges on the example of implementation of laboratory experiment on determination of coefficient of viscidity of liquid after the Stokes method. It is described the creation the computer simulation model that allows you to comprehensively analyze the process of ball movement in a liquid, changing the initial parameters of the model: the diameter of the ball, the distance between marks on the cylinder and its diameter, the density of the liquid, its temperature and material of the ball. The advantages of computer mathematics system Mathcad as environment of numeral calculations and mathematical modeling of the physical phenomena and processes, that will take an important place in international education in connection with the transition to new Grid-technologies. It is indicated that the attraction of software systems of computer mathematics into an educational experiment, especially during the determination of coefficient of viscidity of liquid after the Stokes method, does not cross previous achievements in the method of conducting a physical experiment, does not replace an actual experiment with a virtual one, but modernizes it. Making a laboratory experiment supposes studying physical things and processes. That’s why abstraction from mathematical calculations and visualization of educational material by mean of computer graphics gives the opportunity to increase the lever of physics knowledge, to save time for detailed analysis, received as a result of investigation. Among the unconditional advantages of the introduction of systems of computer mathematics in the educational experiment in physics there are wide possibilities for editing experimental data, storing them for general using and discussion, openness for online access and evaluation; possibility to refer to theoretical data within the document. Besides this computer mathematics system Mathcad gives students with modern means and methods of investigation activity to help forming the professional competence of a future specialist.
The article propose using computer mathematics system Mathcad is offered in forming of research constituent of physical competence of students of technical and technological specialities of colleges on the example of implementation of laboratory experiment on determination of coefficient of viscidity of liquid after the Stokes method. It is described the creation the computer simulation model that allows you to comprehensively analyze the process of ball movement in a liquid, changing the initial parameters of the model: the diameter of the ball, the distance between marks on the cylinder and its diameter, the density of the liquid, its temperature and material of the ball. The advantages of computer mathematics system Mathcad as environment of numeral calculations and mathematical modeling of the physical phenomena and processes, that will take an important place in international education in connection with the transition to new Grid-technologies. It is indicated that the attraction of software systems of computer mathematics into an educational experiment, especially during the determination of coefficient of viscidity of liquid after the Stokes method, does not cross previous achievements in the method of conducting a physical experiment, does not replace an actual experiment with a virtual one, but modernizes it. Making a laboratory experiment supposes studying physical things and processes. That’s why abstraction from mathematical calculations and visualization of educational material by mean of computer graphics gives the opportunity to increase the lever of physics knowledge, to save time for detailed analysis, received as a result of investigation. Among the unconditional advantages of the introduction of systems of computer mathematics in the educational experiment in physics there are wide possibilities for editing experimental data, storing them for general using and discussion, openness for online access and evaluation; possibility to refer to theoretical data within the document. Besides this computer mathematics system Mathcad gives students with modern means and methods of investigation activity to help forming the professional competence of a future specialist.
Опис
Ключові слова
системи комп’ютерної математики, Mathcad, програмні засоби математичної підтримки, візуалізація, лабораторний експеримент, дослідницька діяльність, аналіз результатів, systems of computer mathematics, Mathcad, program means of mathematical support, visualization, laboratory experiment, investigation activity, analysis of results
Бібліографічний опис
Єфименко, С. М. Засоби mathcad у навчальному фізичному експерименті [Текст] / С. М. Єфименко // Фізико-математична освіта : науковий журнал / Міністерство освіти і науки України, Сумський державний педагогічний університет імені А. С. Макаренка, Фізико-математичний факультет ; редкол.: В. Ю. Сторіжко, З. Бак, М. П. Вовк [та ін.] ; гол. ред. О. В. Семеніхіна. – Суми : Вид-во СумДПУ імені А. С. Макаренка, 2018. – Вип. 1 (15). – С. 195–199.