Информационно-образовательный портал СОДРУЖЕСТВА НЕЗАВИСИМЫХ ГОСУДАРСТВ
ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ
И ДИСТАНЦИОННОЕ ОБУЧЕНИЕ В СНГ
Информационно-образовательный портал СОДРУЖЕСТВА НЕЗАВИСИМЫХ ГОСУДАРСТВ  

Страны
Азербайджанская Республика
Республика Армения
Республика Беларусь
Республика Казахстан
Кыргызская Республика
Республика Молдова
Российская Федерация
Республика Таджикистан
Туркменистан
Республика Узбекистан
Украина

Типы материала
Информационно-коммуникационные технологии
Дополнительные информационные материалы
Нормативно-правовое обеспечение
Организация и методики обучения
Экономика образования
Межгосударственное сотрудничество
Образовательные центры
Методики обучения
Межвузовское сотрудничество
Повышение квалификации
Международные проекты и гранты, конкурсы
Конференции, симпозиумы, семинары и др.
Библиотека
 
Журнал «Вестник РУДН» серия «Информатизация образования»
 
2014, №4
2014, №3
2014, №2
2014, №1
2013, №4
2013, №3
2013, №2
2013, №1
2012, №4
2012, №3
2012, №2
2012, №1
2011, №4
2011, №3
2011, №2
2011, №1
2010, №4
2010, №3
2010, №2
2010, №1
2009, №4
2009, №3
2009, №2
2009, №1
2008, №4
2008, №3
2008, №2
2008, №1
2007, №4
2007, №3
2007, №2-3
2007, №1
2006, №1(3)
2005, №1(2)
2004, №1
Научные и специальные электронные ресурсы
Учебная, научная и специальная литература
Комиссия по дистанционному обучению совета по сотрудничеству в области образования государств-участников СНГ
Новости

Использование компьютерных моделей в процессе обучения студентов физике


Аннотация
В статье приводится краткое описание некоторых компьютерных моделей по разделу магнетизма учебного курса физики, разработанных авторами. Ключевые слова: компьютерные модели, демонстрационные опыты, анимационные эффекты, физика, магнетизм.

Текст документа

Общеизвестно, что использование компьютерных моделей различных физических процессов и явлений способствует эффективности обучения студентов учебному курсу физики, позволяют им осмысливать механизмы физических явлений, в большей степени тех процессов, которые невозможно увидеть человеческому глазу, а в некоторых случаях – неосуществимых на практике и в жизни. В связи с этим, в настоящее время, в Международном казахско-турецком университете им. А. Ясави уделяется большое внимание разработке технической базы использования информационных и телекоммуникационных технологий при обучении студентов технических специальностей физике, разрабатываются электронные образовательные ресурсы для использования при обучении физике [1–3].

Ниже приводится краткое описание некоторых компьютерных моделей по разделу магнетизма учебного курса физики, разработанных авторами и приводятся их краткие описания.  При  разработке моделей использованы стандартные программы Power Point и программа Macromedia Flаch МХ. Для реализации предлагаемых моделей необходимы: IBM PC. OC Windows XP c приложением программы Power Point и программы Macromedia Flаch МХ.

                                        

Компьютерная модель по наблюдению движения

зарядов в магнитном поле

 

 

    Рис.1а. Движение частицы по спирали           Рис.1б. Движение частицы по окружности                                                     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2. Движение частицы в скрещенном электрическом и магнитном поле

 

На моделях имитируется движение положительно-заряженной частицы попавшей под углом к направлению магнитной индукции (Рис.1а): движение по спирали; заряд попавший перпендикулярно к направлению магнитной индукции вращается по окружности (Рис.1б.), причем вращается по часовой стрелке, если вектор магнитной индукции направлен от монитора к Вам. Если заряд попадает в скрещенное электрическое и магнитное поле, то он отклоняясь под действием электрической силы от первоначального направления попадает в магнитное поле под углом к линиям магнитной индукции и в магнитном поле начинает двигаться по спирали (Рис.2.).

 

 

Компьютерная модель для пояснения принципа

работы масс-спектрометра

 

 

На рис. 3. Представлена модель имитирующая селектор скорости заряженных ионов и из селектора ионы с разными удельными зарядами вылетают с одинаковыми скоростями.

 

 

Рис. 3. Имитация селектора скорости заряженных ионов

 

После вылета из селектора ионы с разными удельными зарядами попадают перпендикулярно к линиям магнитного поля и вращаются по окружности, причем описывают окружности разного радиуса в зависимости от удельного заряда и попадают в разные места ловушки - детектора. По сигналу детектора их можно подвергать к анализу.

 

Компьютерная модель опыта Эрстеда

 

На модели имитируется поворот стрелки компаса находящегося рядом с проводником, по которому течет постоянный электрический ток. Причем стрелка компаса все время устанавливается перпендикулярно к проводу с током.

 

 

Рис. 4. Имитационная модель поворота стрелки компаса находящегося

рядом с проводником, по которому течет постоянный электрический ток

 

Компьютерная модель для наблюдения влияния

формы тела намагничивания

 

На рис. 5. представлена компьютерная модель, имитирующая две одинаковые катушки индуктивности, намагничивающие магнитные материалы, источник постоянного тока, ключ включения источника тока, амперметр и железные проволоки 1 и 2. В начале о??ыта железные прутья стянуты вместе проволокой и поставлены вплотную к катушкам, как показаны на рис. 5. 

Рис. 5. Компьютерная модель для наблюдения влияния

формы тела намагничивания

Щелчком мышки стягивающая проволока снимается из (2) одного с них, ключ замыкает электрическую цепь и амперметр покажет наличие определенного тока. В этот момент железные прутья втягиваются вовнутрь катушек. Можно заметить, что при одинаковой силе тока проволоки со снятыми стягивающими петлями (2) втягиваются сильнее, чем другой (1). Это свидетельствует о том, что в случае (2) каждая проволока намагничивается раздельно, а так как размагничивающий фактор для тонкой проволоки меньше чем для толстого стержня, то и намагничивание у (2)  оказывается больше.

 

 

Компьютерная модель опыта по снятию

петли гистерезиса

 

На рис. 6. имитируются катушки индуктивности со стальными магнитопроводами (ярмо), нуль-гальванометр, реостат, источник постоянного тока и двух-полюсный переключатель.

 

 

 

Рис. 6. Компьютерная модель опыта по снятию петли гистерезиса

 

 

Щелчком мышки переключатель, передвигаясь вверх, замыкает электрическую цепь. Сразу передвигается очень медленно движок реостата, при этом нуль гальванометр показывает постепенно увеличивающуюся силу тока до определенного деления. Одновременно на графике зависимости  B(IГ) от Н вырисовывается кривая 01а (основная кривая намагниченияырисовывается кривая 01а ()01Асти  ванометр показывает постепенно увеличивающуюся силу тока до , ключ включения источника тока,). Щелчком мышки медленно передвигается движок реостата в обратную сторону, при этом показание гальванометра уменьшается, но  не доходит до нуля. Одновременно на графике зависимости  B(IГ) от Н вырисовывается кривая а2В0. Это свидетельствует о том, что ярмо остался намагниченным.

Чтобы снять остаточную индукцию В0 необходимо поменять направление намагничивающего тока. Это делается щелчком мышки, при этом двухполюсный переключатель поменяет направление тока. Далее осторожно передвигается  движок реостата, и показание гальванометра доходит до нуля. Одновременно, на графике появляется кривая  В0К. Далее операции повторяются вплоть до замыкания кривых в петлю.

Использование средств информатизации обучения физике в лице компьютерных моделей, изложенных выше и других, способствует формированию у студентов фундаментальных знаний в области физики, умений и навыков применения информационных и коммуникационных технологий для исследования различных физических процессов и явлений, проявлению мотивации к обучению физике.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

 

[1] Орманова Г.К. Кабылбеков К.А. Электр ж?не магнетизм с?ра?-жауап т?рінде.  Комп.ба?дарламалы? электронды о?улы?. – Астана, 2007.

[2] Кабылбеков К.А., Орманова Г. Компьютерные модели демонстраций по курсу физики «Электричество. Часть-2» и их использование в учебном процессе для формирования устойчивого интереса к физике // Сборник научных трудов ЮКГУ им. М.О. Ауезова. – Шымкент, 2006. – № 11–12.

[3] Орманова Г.К. Обоснование деятельности преподавателя по развитию познавательного интереса у студентов технических специальностей к физике при реше??ии проблемных задач // Высшая школа. – 2007. – 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

THE USE OF COMPUTER MODELS  IN THE PROCESS

OF EDUCATION THE STUDENTS OF PHYSICS     

 

K.M. Berkimbaev

 

Chair of the general pedagogics and ethnopedagogics

International Kazakh-Turkish University named after A. Jasavi

B. Sattarkhanov Str., 29, Turkestan, Republic of Kazakhstan, 161200

 

G.K. Ormanova

 

Physics chair

International Kazakh-Turkish University named after A. Jasavi

B. Sattarkhanov Str., 29, Turkestan, Republic of Kazakhstan, 161200

 

 

The short description of some computer models is provided in article according to the section of magnetism of education course of the physics, developed by authors.

Key words: computer models, demonstration slides, animation effects, physics, magnetism. 

 

 


Автор оригинала: К.М. Беркимбаев, Г.К. Орманова
Источник оригинала: Журнал "Вестник РУДН" серия "Информатизация образования", 2012, №3

Новости
16.06.2017

Российский университет дружбы народов объявляет о проведение первой волны вступительных испытаний среди иностранных граждан для обучения на программах магистратуры на контрактной основе. Первая ...

13.10.2016

26 октября-27 октября 2016 года Российский университет дружбы народов проводит Международную конференцию «Сетевые университеты и международный рынок труда (пространства БРИКС, СНГ, ШОС)».

19.05.2016

The Peoples’ Friendship University of Russia (PFUR) announces the beginning of admission of foreign citizens who graduated from Bachelor and Specialist Degree programs of PFUR and other Russian and ...

19.05.2016

Российский университет дружбы народов (РУДН) объявляет о наборе иностранных граждан -выпускников бакалавриата и специалитета РУДН и других российских и зарубежных ВУЗов на программы магистратуры на ...

11.12.2015

Проект рекомендаций Семинара-совещания научной общественности по проблемам международного научно-технического и образовательного сотрудничества