Методичні особливості моделювання фізичних явищна прикладі взаємодіючих коливань - Головін, Микола Борисович; Головіна, Ніна Анатоліївна (Волинський національний університет імені Лесі Українки, 2021)
Розглядаються методичні особливості навчального моделювання фізичних явищ на прикладі реалізації моделі коливання системи зв'язаних осциляторів та моделі частотної взаємодії двох осциляторів. Для реалізації моде-лей використовується мова програмування Python із застосуванням спеціалізованої бібліотеки Visual. Надається програмний код. Проведений модельний експеримент. Представлені траєкторії рухів відповідних частинок. Про-ведений аналіз результатів моделювання. Проаналізовані методичні особливості моделювання фізичних явищ в контексті лабораторних практикумів з фізики та програмування. Особливістю цієї роботи є те, що навчаль-не моделювання фізичних явищ тут розглядається в контексті концепцій когнітивної (пізнавальної) психології. Поєднання доктрин когнітивної психології і методичних підходів навчання в галузі інформатики і фізики дало можливість розглядати процеси навчання через призму структури знань, її еволюції, ієрархічності організації та порційності модифікуючих цю структуру доз матеріалу. Окремі алгоритмічні задачі на моделювання фізич-них процесів розглядаються в роботі, як компоненти цілісної системи задач, що входять в лабораторний прак-тикум. У роботі відстоюється думка, що лабораторні практикуми з фізики і з програмування в окремих темах треба представляти, як систему зв’язаних між собою задач. Відмічається, що з точки зору методики навчання програмування, бажано щоб кожна поточна задача практикуму, з одного боку, була б результатом еволюції попередніх задач і їх розв’язків, а з іншого боку, кожна задача мала б бути базисом для наступної задачі. У роботі акцентується увага на тому, що існують ключові задачі, які є базисом для цілого пакету задач. У роботі зазна-чається, що аналогічна ситуація, насправді, з практикумами з фізики, однак у практикумах з програмування це особливо відчувається, як студентами, так і викладачами, що проводять лабораторні заняття. Відмічається, що щойно описана структура задач для практикумів в окремих темах породжує уявлення, як про дерево задач (проблем), які треба подолати в процесі лабораторного практикуму з окремої теми. В роботі відстоюється думка про подібність навчальних дій в галузі практичного програмування і в галузі експериментальної фізики. Адже, як перша, так і друга галузь діяльності вимагає вишуканого абстрактно-логічного та причинно-наслід-кового мислення; строгої структури професійних знань. В практичній навчальній діяльності з програмування, як і в практичній діяльності з фізики проводяться чисельні експерименти – перевірки на коректність роботи програми в процесі її створення. Перевірка на коректність роботи програм, що моделюють фізичні явища, ще більше зближують специфіку діяльностей.
Keywords: моделювання в навчанні; комп’ютерне моделювання; програмування; Visual Python; VPython; модель коливальних рухів; варіація параметрів; модельний експеримен; 378.016:53-047.58