ИНФОРМАТИКА И ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

ФИЗИКА - КОМПЬЮТЕР - ФИЗИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ - КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ - ИНФОРМАТИКА - ФИЗИКА - КОМПЬЮТЕР - ФИЗИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ - КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ - ИНФОРМАТИКА - ФИЗИКА - КОМПЬЮТЕР - ФИЗИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ - КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ - ИНФОРМАТИКА - ФИЗИКА - КОМПЬЮТЕР - ФИЗИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ - КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ - ИНФОРМАТИКА -

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И

ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Майер Р.В. ИНФОРМАТИКА: Электронный учебник

СОДЕРЖАНИЕ: 1. ВВЕДЕНИЕ = 2. ИНФОРМАЦИЯ И ЕЕ КОДИРОВАНИЕ = 3. ОСНОВЫ ТЕОРИИ АЛГОРИТМОВ = 4. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЭВМ = 5. ВНЕШНИЕ УСТРОЙСТВА ЭВМ = 6. АЛГОРИТМИЧЕСКИЙ ЯЗЫК BASIC = = 7. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

Майер Р.В. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ФИЗИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

1. КОМПЬЮТЕР И ОБУЧЕНИЕ ФИЗИКЕ

1. Информатика и физика. Научно--техническая революция вызвала развитие компьютерной техники, что привело к появлению в конце 20 века сравнительно дешевой технологии производства персональных компьютеров (ПК). Они быстро стали товаром широкого потребления и заполнили собой практически все сферы человеческой деятельности. В настоящее время компьютер --- помощник человека, который по некоторым параметрам далеко превзошел его. Это относится к скорости выполнения различных вычислений, возможности осуществления быстрого поиска нужной информации, ее обработки в соответствии с жестко детерминированным алгоритмом и т.д. Важнейшим направлением развития информационной технологии (ИТ) является использование компьютеров в образовании. Дальнейшее движение к информационному обществу требует формирования у учащихся и студентов информационной культуры, понимания сущности информационных процессов, умения работать с информацией, используя для ее получения, обработки и передачи компьютерную технологию, современные технические средства и методы.

2. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ

Компьютерное моделирование является одним из эффективных методов изучения систем. Часто компьютерные модели проще и удобнее исследовать, они позволяют проводить вычислительные эксперименты, реальная постановка которых затруднена или может дать непредсказуемый результат. Логичность и формализованность компьютерных моделей позволяют выявить основные факторы, определяющие свойства изучаемых объектов, исследовать отклик физической системы на изменения ее параметров и начальных условий. Компьютерное моделирование требует абстрагирования от конкретной природы явлений, построения сначала качественной, а затем и количественной моделей. За этим следует проведение серии вычислительных экспериментов на ЭВМ, интерпретация результатов, сопоставление результатов моделирования с поведением исследуемого объекта, последующее уточнение модели и т.д. К основным этапам компьютерного моделирования относятся: постановка задачи, определение объекта моделирования; разработка концептуальной модели, выявление основных элементов системы и элементарных актов взаимодействия; формализация, то есть переход к математической модели; создание алгоритма и написание ...

3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПК В УЧЕБНОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ

1. Сопряжение ПК с внешними устройствами. Персональный компьютер — многофункциональный прибор, который может быть использован в экспериментах в качестве генератора сигналов и измерителя различных физических величин. Для этого можно использовать последовательный COM — порт или параллельный порт LPT [38], которые позволяют обмениваться информацией с подключенным к нему внешним устройством. Порт LPT состоит из 25 выводов и используется для подключения принтера. При этом используется стандарт Bitronix. Назначение каждого вывода [38, с. 26]: 1 вывод — стробирующий, то есть передающий сигнал, синхронизирующий передачу информации, 2 — 9 выводы — 8 разрядная шина, используемая для передачи 1 байта от ПК к внешнему устройству, 10 — 17 — шина передачи данных о состоянии принтера (подтверждение приема данных, сигнал "занят", конец бумаги, перевод строки, ошибка, готовность к работе и т.д.).

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

ПРОБЛЕМА ФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЭМПИРИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ ПО ФИЗИКЕ

Актуальность исследования. Научно-технический прогресс, теснейшим образом связанный с общим интеллектуальным уровнем общества, предопределяет подъем всей системы образования и требует использования новых, передовых методов в учебном процессе. Определяющую роль в формировании научного мышления и естественно-научной картины мира играет изучение физики. Одной из важнейших составляющих курса физики является система учебных эмпирических знаний, то есть совокупность фактов и методов их установления, позволяющих обосновать основные положения изучаемой теории. В работе кратко изложена суть диссертации, которая посвящена развитию методики формирования эмпирических знаний при изучении физики. В ней проведен качественно--количественный анализ системы эмпирических знаний, предложена математическая модель процесса формирования эмпирических знаний, разработана соответствующая методика, осуществлен педагогический эксперимент, подтвердивший гипотезу исследования...

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

ИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕНИ С ПОМОЩЬЮ КОМПЬЮТЕРА

Развитие техники учебного эксперимента по физике требует совершенствования методов измерения времени. Современный измеритель времени должен иметь широкие пределы измерения, высокое быстродействие и малую погрешность, выдавать результат в цифровом виде. Для измерения времени протекания процессов различной природы достаточно, чтобы он позволял измерить длительность замыкания и (или) интервал времени между двумя последовательными замыканиями (размыканиями). Для применения такого измерителя времени в демонстрационном эксперименте необходимо, чтобы...

ДЕМОНСТРАЦИЯ ПРИНЦИПА ФЕРМА В АКУСТИЧЕСКОМ ДИАПАЗОНЕ

Схема установки, для демонстрации принципа Ферма при отражении звука, представлена на рис. 1. Динамик ВA1, подключенный к возбудителю сигнала 1, периодически (примерно раз в секунду) вырабатывает кратковременный звуковой сигнал. Электронным секундомером, состоящим из генератора счетных импульсов 2, ключевого устройства 3 и счетчика импульсов 4, каждый раз производится измерение времени распространения звукового сигнала ...

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПК ПРИ ИЗУЧЕНИИ ВРАЩЕНИЯ ТЕЛА В ВЯЗКОЙ СРЕДЕ

Использование компьютера существенно расширяет функциональные возможности установки. В зависимости от программы могут быть реализованы различные схемы эксперимента 1) определение угла поворота диска за известный промежуток времени, длительность которого может варьироваться в зависимости от скорости вращения диска; 2) определение времени поворота диска на заданный угол, величина которого от измерения к измерению может изменяться в зависимости от скорости варщения. Кроме того, компьютерный измеритель скорости вращения позволяет записывать результаты ...

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПК ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ РЕАКТИВНОГО ДВИЖЕНИЯ СЕГНЕРОВА КОЛЕСА

Предлагается экспериментальная установка для изучения реактивного движения. Она состоит из сегнерова колеса, на котором установлен диск с прорезями, а рядом расположен оптодатчик, подключеный к компьютеру. Компьютер подсчитывает число прорезей, прошедших мимо оптодатчика за 1--2 с, вычисляет скорость вращения и строит график ее зависимости от времени...

МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЭМПИРИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ

В статье проанализирован процесс формирования у учащихся эмпирических знаний и предложены его качественная и количественная модели. Системный анализ позволяет выделить следующие структурные элементы: учащийся, преподаватель, окружающая среда, система учебных опытов и наблюдений (рис.1). Среда, то есть совокупность явлений, встречающихся в повседневной жизни, воздействует на учащегося и преподавателя, последний, учитывая это, выбирает такие методы обучения, при которых процесс обучения осуществляется наиболее оптимальным образом.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПК В УЧЕБНОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ ПО МЕХАНИКЕ

В статье рассматривается методика использования персонального компьютера, к которому через параллельный порт LPT, подключаются различные датчики (геркон, оптодатчик и датчик координаты). Общие принципы использования параллельного интерфейса для обмена информацией с внешними устройствами и конкретные примеры программ ...

КАК ИЗ КОМПЬЮТЕРА СДЕЛАТЬ ОСЦИЛЛОГРАФ

Использование персонального компьютера в учебном процессе в качестве осциллографа имеет ряд преимуществ: 1) ПК многофункциональны, распространены и доступны, в то время как современный средний осциллограф имеет высокую стоимость и решает сравнительно узкий класс задач; 2) ПК имеет большой экран, что позволяет демонстрировать осциллограммы аудитории; 3) оцифрованный сигнал можно записать в графический файл ...

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ДИСПЕРСИИ ЗВУКА

Предложена лабораторная работа по экспериментальному изучению дисперсии звука. Диспергирующей средой является слой воздуха перед отверстиями установленных в плоскости акустических резонаторов. Учащиеся получают возможность на стандартном оборудовании исследовать дисперсию волн в искусственной среде.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АНАЛОГО--ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЗАТУХАЮЩИХ КОЛЕБАНИЙ

Колебательная система состоит из стального шарика 1, катающегося по изогнутым направляющим 2, которые являются резистивным датчиком координаты. Направляющие выполнены в виде металлических стержней, на одну из них надета нихромовая спираль от электроплитки. На концы спирали подано напряжение 10 В. Выходное напряжение с датчика ...

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ВТОРОГО НАЧАЛА ТЕРМОДИНАМИКИ

Одним из сложнейших вопросов современного курса физики является необратимость физических явлений. Трудность усвоения этого материала школьниками понятна: они не знакомы с понятием вероятности и законами сложения и умножения вероятностей. В статье описан простой опыт с монетами, доказывающий, что неупорядоченному состоянию системы частиц соответствует наибольшая вероятность, а вероятности упорядоченных состояний близки к нулю. Это объясняет, почему замкнутая система стремится перейти в наиболее неупорядоченное состояние, и ее энтропия возрастает...

ПРОВЕРКА ПРИНЦИПА ЭКСТРЕМАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ ГАМИЛЬТОНА МЕТОДОМ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Предлагаемый вычислительный эксперимент позволяет определить действие S при движении материальной точки в однородном силовом поле по действительному и окольному путям. Варьирование пути осуществляется путем изменения скорости движения на разных участках прямолинейной траектории при фиксированном времени движения. Результаты вычислений показывают, что при движении по действительному пути действие S достигает минимума, как того требует принцип экстремального действия Гамильтона...

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЦИКЛОИДЫ

Представьте себе две произвольные точки A и B в поле тяжести Земли. Их можно соединить бесконечно большим числом кривых 1, 2, 3 и т.д. Допустим, что каждая кривая является горкой, по которой под действием силы тяжести движется отпущенное в точке A без начальной скорости тело, например, не крутя педали, скатывается велосипедист или скользит лыжник. Понятно, что затрачиваемое время движения из A в B зависит от траектории движения...

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ВОЛНОВЫХ ЯВЛЕНИЙ

Персональный компьютер -- многофункциональное устройство, которое может быть использовано: а) в качестве источника сигналов или измерительного прибора; б) для обработки файлов, полученных на других устройствах (сканерах, фото- и видеокамерах и т.д.); в) для обработки и графического представления результатов измерений; г) для компьютерного ...

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ МАГНИТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТОКОВ

Предлагается методика экспериментального изучения зависимости силы магнитного взаимодействия проводников с током от величины силы тока с помощью магнитных весов. Экспериментальная установка, состоящая из коромысла, чашечки для гирь, двух обмоток, амперметра и ЛАТРа, позволяет измерить магнитную постоянную с точностью до 10 % ...

ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ С ИСТОЧНИКОМ НЕГАРМОНИЧЕСКИХ ЭДС

Рассмотрена серия опытов, позволяющая изучить влияние емкости и индуктивности на кривые тока и напряжения, проанализированы возможности использования среды Electronics Workbench для моделирования цепей с источником негармонической ЭДС. Убедительно показано, что кривая тока через катушку индуктивности в большей степени похожа на синусоиду, чем кривая напряжения на индуктивности...

СУММАТОР ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ

Одним из основных узлов ЭВМ является сумматор, - устройство, позволяющее осуществить сложение двоичных чисел. Нами на базе микросхемы К155ИМ3 собран прибор, демонстрирующий работу трехразрядного двоичного сумматора. На лицевой панели прибора друг под другом размещены три ключа SA1, SA2, SA3 с красными светодиодами HL1, HL2, HL3 для ввода двоичного числа A₂A₁A₀, три ключа SA4, SA5, SA6 с красными светодиодами HL4, HL5, HL6 для ввода числа B₂B₁B₀ и четыре зеленых светодиода ...

КЛАССИФИКАЦИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОВ МЕТОДОМ КЛАСТЕРНОГО АНАЛИЗА

Рассмотрены основные принципы и особенности автоматической классификации объектов в гуманитарных исследованиях. Указаны основные факторы, определяющие уровень овладения учащимися физическими фактами, определены дидактические характеристики учебного физического факта. Описаны результаты экспертной оценки дидактических характеристик физических фактов и методами кластерного анализа произведена их классификация. В результате выявлены три основные группы учебных фактов и установлено их содержание...

АКУСТИЧЕСКИЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТЫ ПРИ ИЗУЧЕНИИ СВОБОДНЫХ И ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ

Рассматриваемый метод позволяет измерять координату тела с точностью до 2-5 мм с периодичностью 0,3 -- 1 с, и сохранять результаты в массиве с последующим построением графика. Сущность метода состоит в определении времени распространения звукового импульса от динамика до микрофона, установленного на движущемся теле. Управление динамиком и измерение времени осуществляется с помощью компьютера...

РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЯ ШРЕДИНГЕРА НА КОМПЬЮТЕРЕ

Динамическое состояние квантовой частицы описывается волновой функцией Ψ(x,y,z,t), квадрат модуля которой равен плотности вероятности нахождения частицы в данной точке пространства. Основным уравнением квантовой механики является уравнение Шредингера ...

| Глазовский государственный педагогический институт | Физический факультет ГГПИ |

Автор сайта Роберт Валерьевич МАЙЕР (Глазов)

||||||||ВВЕРХ||||||

Электронная библиотека компьютерных учебников по Perl, Java Script, CSS, SSI, HTML, XML, PHP, раскрутке сайтов, FTP, программированию, Delphi, C, C++, OC, Unix, FreeBSD, Linux, NetWare, базам данных, SQL, Access, железу, HDD, сети, Photoshop, Flash MX.

физика компьютер информационные технологии физическое образование компьютерное моделирование вычислительный эксперимент информатика физика компьютер информационные технологии физическое образование компьютерное моделирование вычислительный эксперимент информатика физика компьютер информационные технологии физическое образование компьютерное моделирование вычислительный эксперимент информатика физика компьютер информационные технологии физическое образование компьютерное моделирование вычислительный эксперимент информатика физика компьютер информационные технологии физическое образование компьютерное моделирование вычислительный эксперимент информатика физика компьютер информационные технологии физическое образование компьютерное моделирование вычислительный эксперимент информатика физика компьютер информационные технологии физическое образование компьютерное моделирование вычислительный эксперимент информатика