Компьютерное моделирование в изучении физических основ электромагнитных явлений в курсах общей физики и специальных дисциплин технического вуза

• Автор: Саватеев, Дмитрий Анатольевич
• Шифр специальности: 13.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ПСИХОЛОГОПЕДАГОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ
1.1. Роль и место эксперимента в мышлении, процессе познания и в учебном процессе технического вуза
1.2. Анализ возможностей использования компьютерного моделирования в практике изучения физических основ электромагнитных явлений
1.3. Использование компьютерного моделирования средство повышения эффективности учебной деятельности студентов
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ИЗУЧЕНИИ ФИЗИЧЕСКИХ ОСНОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ЯВЛЕНИЙ
2.1. Применение компьютерного моделирования с целью модернизации натурного эксперимента
2.2. Применение компьютерного моделирования с целью модернизации демонстрационного эксперимента.
2.3. Использование компьютерного моделирования для оптимизации самостоятельной учебной деятельности студентов
ГЛАВА 3. ОРГАНИЗАЦИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1. Организация педагогического эксперимента
3.2. Состояние проблемы изучения физических основ электромагнитных явлений в практике преподавания физики и специальных дисциплин вуза
3.3. Формирующий эксперимент ЗАКЛЮЧЕНИЕ БИБЛИОГРАФИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Показано, что в отличие от натурного исследования электромагнитных явлений, их компьютерное моделирование позволяет исследовать более широкий спектр объектов и режимов, включая аномальные и экстремальные режимы и предусматривает возможность экспериментальной проверки студентом собственных гипотез. Практическое значение работы состоит в том, что основные результаты доведены до уровня конкретных методических разработок, наглядных интерактивных пособий и инструментальных средств, дающих возможность эффективного использования компьютерного моделирования в изучении физических основ электромагнитных явлений. Разработаны и внедрены в учебный процесс технического вуза инструментальное средство измерения и символического отображения переменных электрических величин, электронные методические указания к выполнению подготовительной части лабораторных работ, компьютерные приложения и конспекты лекций. Апробация результатов исследования. Основные положения и результаты работы докладывались на Международных научноых конференциях ’’Наука и образование - " (Мурманск, ), "Наука и образование -” (Мурманск, ), "Наука и образование -" (Мурманск, ),"Герценовские чтения -" (Санкт-Петербург, ), Международной научно-практической конференции ’’Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики" (Екатеринбург, ), семинарах кафедры физики Мурманского государственного педагогического университета, были использованы при разработке и реализации учебных программ Мурманского государственного технического университета. Применение компьютерных программ, моделирующих работу электрических цепей, предоставляет студентам возможность экспериментальной проверки собственных гипотез и включения в учебную исследовательскую деятельность метода поисковых проб, что приближает учебное исследование к научному поиску и способствует активизации самостоятельной учебной деятельности студентов при изучении электромагнитных явлений в курсах общей физики и специальных дисциплин технического вуза. ГЛАВА 1. Приступая к теме применения компьютерного моделирования в изучении физических основ электромагнитных явлений в курсах общей физики и специальных дисциплин, необходимо определить как общий подход к проблеме, так и конкретную область деятельности по его реализации. Мы позиционируем свою деятельность в рамках третьего, общего подхода и направляем ее на совершенствование экспериментальной учебной деятельности по изучению электромагнитных явлений на основе интеграции компьютерного моделирования с традиционными формами учебных занятий, понимая под изучением электромагнетизма непрерывный процесс начинающийся курсом общей физики и продолжающийся в рамках специальных электротехнических дисциплин вуза. Рассмотрение роли и места эксперимента - натурного, вычислительного, дсхмонстрационного - в учебном процессе технического вуза целесообразно начать с анализа современных целей обучения, а также - роли и места, занимаемого экспериментальной деятельностью в структуре человеческого мышления и познания. Современный мир характеризуется бурным развитием новых, высокотехнологичных отраслей науки, практики и знания. В результате появления и развития компьютера на смену проводной и традиционной радиосвязи пришли и стали доступны сотовая и спутниковая связь, средства массовой информации объединились для потребителя в единое информационное пространство, электронные деньги вышли из исключительно банковской сферы и распространились на сферу расчетов рядовых граждан. Создание программного обеспечения и технологий защиты информации требуют сегодня подготовки специалистов смежных областей: математики и программирования с одной стороны, и технологии производств, связи, банковского, музейного дела, социологии, политологии и т. Понятие "квалификация" все больше замещается понятием "компетенция", включающим не только осведомленность в определенной области знаний, но и способность применять эти знания в соответствии с изменяющимися обстоятельствами [1, с. З]. Человечество вступило в информационную фазу развития, характеризующуюся нарастанием и постоянным обновлением потока информации, необходимой индивидууму для выполнения своих функциональных обязанностей в обществе [9, с.