Областное методическое объединение: программного обеспечения и информационных систем

Моделирование физических процессов на ПК

Толпегина Надежда Юрьевна, КГКП «Геологоразведочный колледж» управления образования Восточно-Казахстанского областного акимата

Компьютерное моделирование является одним из эффективных методов изучения физических 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 позволяет выявить основные факторы, определяющие свойства изучаемых объектов, исследовать отклик физической системы на изменения ее параметров и начальных условий.

Особенностью моделирования является отсутствие полных инструкций о ходе выполнения работы и возможность для учащихся проявить значительную самостоятельность, уточнить постановку задачи, выбрать метод реализации модели, форму представления результатов и т.д.

Целями выполнения таких работ являются:

1. Выборка и закрепление практических навыков в освоении методологии компьютерного математического моделирования

2. Практическая реализация межпредметных связей

3. Освоение элементов самостоятельной научно-исследовательской работы

4. Укрепление навыков программирования при реализации практически значимых задач

5. Освоение специальных приемов программирования, связанных с моделированием.

При проведении лабораторных работ по компьютерному математическому моделированию можно опираться на различные виды программного обеспечения, в зависимости от уровня подготовки учащегося и знаниях программного обеспечения:

1. Трансляторы языков высокого уровня Соответствующий способ проведения занятий ориентирован на активно программирующих учащихся и позволяет наряду с отработкой навыков моделирования углубить программистскую подготовку. Недостаток такого способа – относительно высокая трудоемкость.

2. Офисные пакеты (электронные таблицы) С помощью электронных таблиц можно произвести моделирование большей части физических процессов. Недостаток – не всегда удобно реализовать достаточно сложные вычислительные алгоритмы в электронных таблицах.

3. Специальные пакеты для решения математических задач (MathCad, MathLab). Позволяют обойти трудность, связанную с программированием математических алгоритмов и (частично) представлением результатов моделирования.

Моделирование всех физических процессов можно разделить на следующие модули:

1. Движение тел в среде с учетом трения