 |
 |
||||||||
|
Вид доклада: [устное выступление и публикация] ИТО-2002/Секция II /Подсекция 1 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ MATHCAD В МОДЕЛИРОВАНИИ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ Скорнякова Надежда Михайловна Московский энергетический институт (технический университет) (МЭИ (ТУ)) Рассматривается использование пакета MATHCAD для реализации компьютерного эксперимента в различных областях физики. Разработанные программы позволяют строить двух- и трехмерные зависимости, решать уравнения по оптимизации экспериментальных установок и многое другое. Они позволяют наглядно продемонстрировать законы физики и исследовать основные зависимости. Создан банк анимационных файлов, моделирующих основные физические процессы.
В настоящее время, с развитием компьютерной техники и подорожанием составляющих экспериментальных установок, значительно возрастает роль численного моделирования физических процессов. Не вызывает сомнения необходимость наглядной демонстрации исследуемых в процессе обучения зависимостей для их лучшего понимания и запоминания. Также актуально обучение студентов высших учебных заведений основам компьютерной грамотности и компьютерного моделирования. Автором разработан пакет программ, работающий в среде математического программирования MATHCAD, который позволяет продемонстрировать и дать возможность изучения основных физических законов на уровне более близком к студенту. MATHCAD является уникальной средой для работы с формулами, числами, текстами и графикой. Он столь же гибок, как самые мощные электронные таблицы и языки программирования, но легок в освоении и использовании. MATHCAD позволяет записывать на экране компьютера формулы в их привычном виде. Разработанные программы ориентированы на разделы механики и оптики. В ходе практических занятий и выполнения лабораторных работ при помощи данного пакета студенты могут наглядно изучить происходящие физические процессы, изменять параметры моделирования, добавлять свои компоненты, вследствие чего учебный процесс становится более интересным. Использование в качестве основы пакета общеизвестной математической платформы позволяет студентам исследовать широкий круг вопросов путем достаточно простого изменения существующих частей программ и добавления новых модулей. Существующий пакет позволяет создавать и изучать графические зависимости: как двумерные и трехмерные, так и анимированные (анимационные последовательности). Также пакет программ позволяет рассчитать и оптимизировать параметры экспериментальных установок, путем решения уравнений, описывающих конкретные системы. При работе с данным пакетом программ студенты не только качественно изучают основные законы физики, но также учатся компьютерной грамотности (что необходимо в дальнейшей профессиональной работе) и созданию собственных программ, направленных на решение специальных задач, возникающих в ходе обучения и научной деятельности. Некоторые из программ данного пакета могут быть полезны и для обучения старшеклассников. Среди них можно выделить отдельным пунктом анимационные файлы, которые показывают течение определенных физических процессов во времени. Причем, для их запуска достаточно знать лишь общие принципы работы компьютера и наличие установленной программы MATHCAD не является обязательным. Таким образом, данный пакет программ может быть полезен как мало знающим компьютер школьникам, так и более опытным пользователям. Первые могут лишь использовать результаты работы программ, вторые изменять их на свое усмотрение и добавлять необходимые компоненты. Также представляет интерес и возможность передачи средой MATHCAD данных в файл. Данная возможность реализована в некоторых программах разработанного пакета, что позволяет использовать результаты моделирования в специализированных научных и прикладных программах. Литература
|
