НЕОБХОДИМОСТЬ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ЗАНЯТИЯХ ПО АСТРОНОМИИ

УДК [373.5.016:52]:004.93

Е. А. Рыбак, М. А. Рыбак

A. Ryback, M. A. Ryback

Рыбак Елена Андреевна, учитель физики МБОУ «ООШ № 24», г. Киселёвск.

Рыбак Мария Андреевна, студентка 5 курса группы ФИа-13-1, НФИ КемГУ, г. Новокузнецк.

Научный руководитель: Васильев Алексей Алексеевич, старший преподаватель кафедры МФиМО, НФИ КемГУ.

Rybak Elena Andreevna, the teacher of physics, MBOU «School № 24», Kiselevsk.

Rybak Maria Andreevna, 5th year student group FIA-13-1, NFI Kemgu, Novokuznetsk.

Supervisor: Vasilyev Alexey Alekseevich, senior lecturer MGIMO, NFI Kemgu.

THE NEED FOR COMPUTER MODELING IN THE CLASSROOM FOR ASTRONOMY

Аннотация. В статье анализируется необходимость использования компьютерного моделирования при изучении астрономии, как средства наглядности абстрактных моделей прообразов реальных астрономических явлений и процессов.

Abstract. The article analyzes the need for the use of computer simulation in the study of astronomy as a means of visualization of abstract models of real astronomical phenomena and processes.

Ключевые слова: компьютерное моделирование, мышление, изучение астрономии.

Keywords: computer modeling, thinking, astronomy study.

В настоящее время компьютеры активно используются во всех сферах деятельности, и образовательная сфера – не исключение. На уроках астрономии ученикам часто приходится использовать абстрактное мышление и воображение для того, чтобы представить какое-либо тело или явление. К примеру, движение планет вокруг Солнца. Но что говорить о более сложных явлениях, процессах в космосе? Как показать ученикам движение Луны или Солнца, как рассказать об их взаимосвязи? Важно активировать их абстрактное мышление, помогать развивать воображение, но так, чтобы каждый представлял действительную (настоящую) картину. Именно в решении этой задачи нам помогает компьютерное моделирование. Одно из основных применений компьютера при изучении астрономии – это наглядность. Компьютерное моделирование в школьном курсе помогает ознакомить обучающихся с некоторыми методами создания и исследования моделей различных процессов и явлений. Более того, кроме обучения одной дисциплине, одновременно происходит изучение языка программирования (ученики более подробно знакомятся с тем языком, с которым работали на уроках информатики).

Компьютерное моделирование – это один из эффективных методов изучения физических явлений. Как правило, компьютерные модели воспринимаются учениками намного проще, и с их помощью удобнее проводить физические исследования. Кроме того, они позволяют проводить вычислительные эксперименты, реальная постановка которых затруднена или может дать совершенно непредсказуемый результат. Первый этап компьютерного моделирования – это построение качественной, а затем количественной модели. В ходе следующего этапа необходимо провести серию вычислительных экспериментов на компьютере, а также дать интерпретацию полученных результатов. И в итоге проводится сопоставление результатов проведенного моделирования с реальным поведением исследуемого объекта [2].

Для того чтобы не допускать ошибки при составлении интересующей модели, необходимо следовать основным принципам компьютерного моделирования.

Необходимо поставить задачи и определить объект моделирования.
Далее следует разработка концептуальной модели, выявление основных элементов системы и элементарных актов взаимодействия.
Третий пункт связан с формализацией, другими словами, это переход к математической модели.
Создается алгоритм и пишется программа.
Целесообразно провести серию компьютерных экспериментов.
Последний пункт – анализ и интерпретация результатов.

Для моделирования на уроках астрономии удобнее всего использовать среду табличного процессора. В нашем случае используется Excel, так как она наиболее распространенная, легко доступная и проста в использовании.

Хотя на данных уроках и рассматривается построение именно физических задач, однако основной упор идет не на осмысление определенного процесса или явления, а на знакомство с алгоритмом построения подобных моделей. Именно поэтому компьютерное моделирование важно использовать не только на уроках информатики, но и на уроках физики.

В современной науке довольно часто возникает потребность в эксперименте, в котором не требуется открывать фундаментальные законы, а необходимо установить поведение какого-либо конкретного объекта или характер протекания конкретного процесса [1].

Обычно модель предназначается для изучения вполне конкретного процесса, происходящего в системе с определенными геометрическими параметрами и физическими свойствами в условиях, когда обстановка для натурного эксперимента неблагоприятна. Например, геометрические размеры системы чрезмерно велики или очень малы, исследуемый процесс протекает слишком быстро или слишком медленно, очень высоки значения режимных параметров процесса (температура, давление, электрическое напряжение и т.п.), дороговизна или токсичность расходуемых материалов и другие факторы.

Другой причиной использования моделей может служить привлечение их как эффективного средства обучения.

Список литературы

Коткин, Г. Л. Компьютерное моделирование физических процессов с использованием matlab : учебное пособие [Текст] / Г. Л. Коткин, В. С. Черкасский. – Новосиб. ун-т. Новосибирск, 2001. – 173 с.
Майер, Р. В. Основы компьютерного моделирования: учебное пособие [Текст] / Р. В. Майер. – Глазов: ГГПИ, 2005. – 25 с.