ПІДВИЩЕННЯ НАОЧНОСТІ ФІЗИЧНОГО ЕКСПЕРИМЕНТУ З ВИКОРИСТАННЯМ МАТЕМАТИЧНОГО ПАКЕТУ MATHCAD
УДК 372.147
Алла КІКТЄВА (м. Дніпродзержинськ)
У статті розглядаються особливості виконання фізичного експерименту за допомогою інформаційно-комунікаційних технологій, що забезпечує формування в студентів цілісних та системних знань в процесі вивчення фізики під час дослідження руху зарядженої частинки в магнітному полі в середовищі Mathcad.
Ключові слова: фізичний експеримент, магнітне поле, Mathcad, навчальний процес, трек.
In the article the features of performance of physical experiments using information technology that is aimed at developing students' holistic and systematic knowledge in the study of physics as an example the study of motion of a charged particle in a magnetic field in the environment of Mathcad.
Keywords: physical experiment, the magnetic field, Mathcad, the educational process, track.
Актуальність проблеми. Роль експерименту в процесі навчання фізики у вищій школі у продовж останніх років помітно зросла. Для глибшого й усебічного сприйняття програмного матеріалу використовується система демонстраційних і фронтальних дослідів, експериментальних задач, фронтальних лабораторних робіт.
Процес впровадження комп’ютерної техніки можна використовувати як для керування фізичним експериментом, так і для моделювання фізичних явищ [4]. Все частіше фізичні явища вивчаються за допомогою комп’ютерних програм та віртуальної наочності, оскільки це допомагає оновити фізичний експеримент та інші традиційні форми наочності. Використання реального чи віртуального фізичного експериментів активізує не лише пізнавальну діяльність студентів, а й дозволяє сформувати цілісні уявлення про сучасну фізичну картину світу, проте, лише їх комплексне застосування може дати позитивні результати при навчанні фізики [6].
В основі фізики, як науки, лежить експериментальне дослідження явищ природи, а до її основних задач входять формулювання законів, якими пояснюються ці явища. Фізика зосереджується на вивченні найфундаментальніших та найпростіших явищ і на відповідях на найпростіші запитання: з чого складається матерія, яким чином частинки матерії взаємодіють між собою, за якими законами здійснюється рух частинок тощо. Базу фізичних досліджень створюють спостереження. Узагальнення спостережень дозволяє фізикам формулювати гіпотези щодо спільних загальних рис тих явищ, за якими велися спостереження. У ході цього процесу знаходить відображення індуктивний характер встановлення основних фізичних закономірностей на базі експерименту і дедуктивний характер виведення наслідків із встановлених таким чином закономірностей з використанням доступного для студентів математичного апарату. Гіпотези перевіряються за допомогою продуманого експерименту, в якому явище проявлялося б у якомога «чистішому» вигляді й не ускладнювалося б іншими явищами.
Фізика робить вирішальний внесок у створення сучасної обчислювальної техніки, що представляє собою матеріальну основу інформатики. Всі покоління електронних обчислювальних машин (на вакуумних лампах, напівпровідниках та інтегральних схемах), створені до наших днів, народилися в сучасних лабораторіях.
Сучасна фізика демонструє нам риси єдності природи. Але все ж таки багато чого, може, навіть саму фізичну суть єдності світу, вловити поки що не вдалося. Невідомо, чому існує так багато різних елементарних частинок, чому вони мають ті чи інші значення маси, заряду та інших характеристик. До цих пір всі ці величини визначаються експериментально [6].