ВИКОРИСТАННЯ СИСТЕМ КОМП’ЮТЕРНОЇ МАТЕМАТИКИ ПІД ЧАС ВИВЧЕННЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ ФІЗИКА

Автор(и)

  • Ірина Солошич Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського https://orcid.org/0000-0002-8842-5120
  • Олена Кобильська Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського https://orcid.org/0000-0002-4210-1534
  • Віктор Ляшенко Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського https://orcid.org/0000-0002-8842-5120

DOI:

https://doi.org/10.31110/2413-1571-2021-032-6-007

Ключові слова:

система комп’ютерної математики, навчальна дисципліна «Фізика», практичні заняття, задачі кінематики, екстремальні значення величин

Анотація

Формулювання проблеми. Студенти вищих навчальних закладів повинні мати уявлення про комп'ютерні моделі, вільно орієнтуватися у сучасних програмних продуктах, зокрема системах комп’ютерної математики та вміти використовувати їх під час розв’язування фізичних задач. Застосування системи комп’ютерної математики Mathcad сприяє отриманню навичок аналізу та пошуку оптимальних  рішень проблем, що виникають не тільки при вивченні навчальної дисципліни «Фізика», а й під час розв’язання  професійних задач, підвищує зацікавленість студентів до вивчення фізики, покращує результати навчальних досягнень.

Матеріали і методи. У процесі дослідження використовувались наступні методи: теоретичні (аналіз науково-методичної літератури для виявлення стану розробленості проблеми використання можливостей систем комп’ютерної математики під час вивчення навчальної дисципліни «Фізика»); емпіричні (спостереження, аналіз та систематизація). Для розв’язування задач розділу «Кінематика» запропоновано використовувати систему комп’ютерної математики Mathcad. Показано, як за допомогою інструментів Mathcad можна інтегрувати вирази, будувати графіки функції, розв’язувати систему рівнянь (блок Given-Find), здійснювати пошук максимального значення (блок Given-Maximize).

Результати. В роботі досліджуються методичні аспекти застосування системи комп’ютерної математики Mathсad під час виконання практичних задач з навчальної дисципліни «Фізика». Розглянуто ряд задач розділу «Кінематика», зокрема задачі, в яких визначаються екстремальні значення шуканих величин (максимальна висота, максимальний кут нахилу). Для розв’язування задач запропоновано використовувати систему комп’ютерної математики Mathcad. Показано, що система Mathcad дозволяє ефективно реалізовувати такі важливі етапи розв’язання задачі пошуку екстремуму як побудова графіка, диференціювання, пошук екстремуму за допомогою спеціальних функцій в Mathcad. Застосування систем комп’ютерної математики у навчальному процесі при вивченні дисципліни «Фізика» студентами завдяки потужній графіці, засобам візуального програмування позитивно впливає на оволодіння навичками практичного використання професійних знань на основі законів фізики.

Висновки. У сучасних реаліях в умовах запровадження інформаційних технологій в навчальний процес одним із актуальних шляхів підвищення ефективності вивчення навчальної дисципліни «Фізика» є використання систем комп’ютерної математики для числових розрахунків під час розв’язання задач, обробки експериментальних даних і вивчення фізичних явищ. Впровадження системи комп’ютерної математики Mathcad під час вивчення навчальної дисципліни «Фізика» показало його ефективність, адже широкий набір можливостей даного програмного пакету дає змогу ефективно розв’язувати задачі різного рівня складності, сприяє більш глибокому розумінню фізичних законів і явищ як під час аудиторних занять, так і при самостійному опрацюванні.

Посилання

REFERENCES (TRANSLATED AND TRANSLITERATED)

Dydenchuk, A. F., & Khalanchuk, L. V. (2020). Application of Mathcad environment in the general course of physics at preparation of experts of engineering specialties. Engineering and Educational Technologies, 8 (4), 40–50.

Erdniyev, P.M., & Erdniyev, B.P. (1986). Ukrupneniye didakticheskikh yedinits v obuchenii matematike [Consolidation of didactic units in teaching mathematics]. Moscow: Prosveshcheniye (in Russian).

Єfimenko, S.M. (2018). Zasoby Mathcad u navchalnomu fizychnomu eksperymenti [Means Of Mathcad In The Educatational Physical Experiment] Fizyko-matematychna osvita – Physical and Mathematical Education, 1(15), 195-199. https://doi.org/10.31110/2413-1571-2018-015-1-036 (in Ukrainian).

Zhaldak, M.I. (2003). Komp'yuter na urokakh matematyky: Posibnyk dlya vchyteliv [Computer in math lessons: a teacher's guide]. Kyiv: RNNC "Dinit" (in Ukrainian).

Zabolotny, V.F. (2006). Vykorystannya demonstratsiynykh kompʺyuternykh modeley pry navchanni metodyky vyvchennya khvylʹovoyi optyky [Use of demonstration computer models in teaching methods of studying wave optics]. Zbirnyk naukovykh prats Kamianets-Podilskoho natsionalnoho universytetu imeni Ivana Ohiienka. Seriia pedahohichna – Pedagogical Education: Theory and Practice: Collection of research papers Kamianets-Podіlskyi Ivan Ohiienko National University; Institute of Pedagogy of NAES of Ukraine, 12, 110-113. (in Ukrainian).

Zakon Ukrainy “Pro koncepciju nacionaljnoji proghramy informatyzaciji” [Law of Ukraine” About the concept of the national program of informatization”]. https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/75/98-%D0%B2%D1%80 (in Ukrainian).

Kovalchuk, M.B. Modeliuvannia zadach matematychnoi fizyky v systemi kompiuternoi matematyky Maple [Modeling The Mathematical Physics Problem In The Computer Mathematics System Maple]. Fizyko-matematychna osvita – Physical and Mathematical Education, 2(20), 40-47. https://doi.org/10.31110/2413-1571-2019-020-2-007 (in Ukrainian).

Korniychuk, O. E. (2016). Vyvchennya pokhidnoyi razom iz Maple [Studying of the derivative together with Maple]. Fizyko-matematychna osvita – Physical and Mathematical Education, 3(9), 61-69. https://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/publ/3-1-0-93 (in Ukrainian).

Kravchenko, I.V., & Mykytenko, V.I. (2018). Informatsiyni tekhnolohiyi: Systemy komp’yuternoyi matematyky [Information Technology: Computer Mathematics Systems]. Kyiv: NTUU KPI. https://ela.kpi.ua/handle/123456789/22913 (in Ukrainian).

Miliukova, I. (2019). Zastosuvannia matematychnoho paketu MathCAD pry rozviazanni zadach z fizyky [Application The Mathematical Package Of Mathcad For Solving Tasks In Physics]. Fizyko-matematychna osvita – Physical and Mathematical Education, 2(20), 99-106. https://doi.org/10.31110/2413-1571-2019-020-2-016 (in Ukrainian).

Sosnytska, N.L. (2001). Zasoby realizatsiyi novykh pedahohichnykh tekhnolohiy u navchalʹnomu protsesi z fizyky [Means of realization of new pedagogical technologies in educational process on physics]. Naukovi zapysky. Seriia: Pedahohichni nauky – Scientific notes. Series: Pedagogical Sciences, (34), 236-241. (in Ukrainian).

Tishchuk, V.I., Semeschuk, I.L., & Myslinchuk, V.O. (2014). Vyvchennya vlastyvostey elektrostatychnoho polya z vykorystannyam informatsiyno-komunikatsiynykh tekhnolohiy [Study of electrostatic field properties using information and communication technologies]. Naukovyi chasopys NPU imeni M. P. Drahomanova. Seriia 5 : Pedahohichni nauky : realii ta perspektyvy : zb. nauk. prats – Scientific journal of M.P. Dragomanov National Pedagogical University. Series 5 Pedagogical Sciences: Realities and Perspectives, 48, 210-217. (in Ukrainian).

Hrypko, T.E. (2018). Prohramni zasoby komp'yuternoyi matematyky [Computer mathematics software]. Mizhnarodna naukovo-metodychna Internet-konferentsiia «Problemy matematychnoi osvity: vyklyky suchasnosti» – International Scientific and Methodological Internet Conference "Problems of Mathematical Education: Challenges of the Present" (pp. 345-348). Vinnytsia: VNTU (in Ukrainian).

Chornobay, K.G. (2014). Modelyuvannya fizychnoyi sytuatsiyi pry formuvanni praktychnoyi kompetentnosti uchniv z rozv’yazuvannya fizychnykh zadach [Modeling of a physical situation at formation of practical competence of pupils on the decision of physical problems]. Naukovi zapysky. Seriia: problemy metodyky fizyko-matematychnoi i tekhnolohichnoi osvity – Proceedings. Series: Problems of methods of physical-mathematical and technological education, 5(1), 179-184. (in Ukrainian).

Downloads

Опубліковано

27.01.2022

Як цитувати

Солошич, І., Кобильська, О., & Ляшенко, В. (2022). ВИКОРИСТАННЯ СИСТЕМ КОМП’ЮТЕРНОЇ МАТЕМАТИКИ ПІД ЧАС ВИВЧЕННЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ ФІЗИКА. Фізико-математична освіта, 32(6), 41–48. https://doi.org/10.31110/2413-1571-2021-032-6-007

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають