MATLAB-ПРОГРАМА ДИСПЕРСІЇ СВІТЛА НА ПРИЗМІ ТА МЕТОД НАВЧАННЯ НА «ВЛАСНИХ ВІДКРИТТЯХ»

Є.О. Гаєв

doi:10.14308/ite000672

Є.О. Гаєв Національний авіаційний університет, Київ, https://orcid.org/0000-0001-9744-6874

Ключові слова: дисперсія світла, програмування, MATLAB, геометрична оптика, аналітична геометрія

Анотація

MATLAB-програмування фізичних задач доволі просте. Воно захоплює студентів, надає їм сили подолати певні труднощі та дійти до красивої програми з графічним інтерфейсом. Студенти зосереджуються на фізичному формулюванні задачі, обирають потрібний математичний апарат. Тим самим студенти реалізують метод навчання «Шляхом власних відкриттів», який автор пропагує в останніх роботах. У даному випадку це ілюстровано створенням MATLAB-програми, яка демонструє (імітує) розділення білого світла на «веселку» після його проходження через скляну призму. MATLAB надає інструмент «нескладного програмування», що дозволяє студентові більш ефективно вивчати фізику. Окрім законів шкільної геометричної оптики, потрібно знати лише геометрію, тригонометрію та початки аналітичної геометрії, тему «Пряма на площині».
Матеріал статті надасть лекторові з інформатики кілька вправ з алгоритмізації і програмування. Вчителю математики – переконливу ілюстрацію практичного використання її певних розділів (тригонометрія та рівняння прямої). Вчителю фізики – модель та програму для комп’ютерних експериментів з оптики. А учням та студентам, зрештою – доступні їм науково-навчальні вправи, курсову роботу тощо, які демонструють як красоту наук, так і їх взаємний зв’язок.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

##plugins.generic.paperbuzz.metrics##

##plugins.generic.paperbuzz.loading##

Посилання

1. Discovery Learning. (2018). Retrieved from https://en.wikipedia.org/wiki/Discovery_learning.
2. Обучение путём открытия. (2018). Відновлено з https://ru.wikipedia.org/wiki/ Обучение_путём_открытия.
3. Wolfram, S. (2002). A New Kind of Science. Wolfram Media.
4. Gayev, Y. O. & Nesterenko B.N. (2006). MATLAB for Math and Programming: Textbook. Zaporozhye: Polygraph. Retrieved from http://www.exponenta.ru/educat/competit/ nagrada1_2015.asp.
5. Азарсков, В.М. & Гаєв, Є.О. (2014). Сучасне програмування. Модулі 1,2: “Програмування та математика із другом MATLABом”. Київ.: НАУ.
6. Гаєв, Є.О. & Азарсков, В.М. (2014). Сучасне програмування. Частина 2 (модулі 3 – 5) "Складні типи даних та алгоритми, інтелектуальні програми". Київ: НАУ.
7. Гаєв, Є.О., Рожок, О. & Овчарчин, Н. (2014). Звук та музика в курсі програмування. Інженерія програмного забезпечення, 3(19), 41 – 48.
8. Гаев, Е.А., Мартич, М. & Тарак, Г. (2015). Программы моделирования случайных явлений для изучения программирования и математики. Информационные технологии в образовании, 23, 30 – 42. Відновлено з http://ite.kspu.edu/webfm_send/829.
9. Гаев, Е.А. & Малинина, Д. (2017). Параметрическая роза – предмет математики, программирования, эстетики. Информационные технологии в образовании, 1, 9-24. Відновлено з http://ite.kspu.edu/ru/webfm_send/929.
10. Gayev, Y.A., Khavray, K. & Skoroded, A. (2017). Digital Laboratory of Information Processes Theory: an innovative educational approach. Матеріали XIII Міжнародної науково-технічної конференції “Авіа-2017”. 19-21 квітня, Київ: НАУ, 2017. Секц. 9.42, c. 638–641. Відновлено з http://avia.nau.edu.ua/doc/avia-2017/AVIA_2017.pdf.
11. Gayev, Ye.A. & Kalmikov, V.V. (2017). The Travelling Salesman Problem in the engineering education programming curriculum. Proceedings of National aviation university. Retrieved from http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/visnik/article/view/11989/16164.
12. Stephen, J.Ch. (2007). MATLAB Programming for Engineers. Thomson Learning.
13. Wagon, S. (2010). Mathematica in Action: Problem Solving Through Visualization and Computation. Springer Pbl.
14. Cundy, M.H. & Rollett, A.P. (1974). Mathematical Models. Oxford University Press.
15. Овруцький, А.М. (2006). Фізика на Паскалі: Практикум. Дніпропетровськ.
16. Кравцов, Г.М., Баев, А.С., Лемещук, А.И. & Орлов, В.В. (2017). Мультимедийный редактор виртуальной физической лаборатории в системе дистанционного обучения «Херсонский виртуальный университет». Information Technologies in Education, 4 (33), 63- 79.
17. Флегантов, Л.О. & Антонець, А.В. (2017). Комп’ютерне моделювання механічного руху тіла засобами MathCAD. Інформаційні технології в освіті, 1 (30), с. 97 - 109.
18. Будкевич, Т.В. (2011). Програмні засоби навчання фізики, хімії і біології. Комп’ютер у школі та сім’ї, 4, 35 - 41.
19. The Virtual Physical Laboratory (VPLab). Software Screenshots. (2018). Retrieved from http://vplab.ndo.co.uk/screenshots_gallery.
20. Заломлення. (2017). Відновлено з https://uk.wikipedia.org/wiki/Заломлення.
21. Дисперсія світла: історія відкриття та опис явища. (2017). Відновлено з http://stylezhinki.ru/osobistist/7649-dispersija-svitla-istorija-vidkrittja-ta-opis.html.
22. Закон Снеліуса. (2018). Відновлено з https://uk.wikipedia.org/wiki/Закон_Снеліуса.
23. Бодриев, И.Б., Бандеров, В.В. & Задворнов, О.А. (2010). Разработка графического пользовательского интерфейса в среде MATLAB. Учебн. пособие. Казань: Казанский гос.ун-т.
24. Элементарный учебник физики (Под ред. академика Г.С.Ландсберга) т. 3 (Колебания, волны, оптика. Строение атома). (1964). М.: «Наука».
25. Вигнер, Е. (1968). Непостижимая эффективность математики в естественных науках. Успехи физических наук, 94 (3), 535 - 546. Відновлено з http://ogs-seminar.narod.ru/materials/ effectiveness_of_mathematics.pdf.
26. Повне внутрішнє відбиття. (2016). Відновлено з https://uk.wikipedia.org/wiki/ Повне_внутрішнє_відбиття.

1. Discovery Learning. (2018). Retrieved from https://en.wikipedia.org/wiki/Discovery_learning.
2. Learning by Discovery Method. (2018). Retrieved from https://ru.wikipedia.org/wiki/Обучение_путём_открытия.
3. Wolfram, S. (2002). A New Kind of Science. Wolfram Media.
4. Gayev, Y. O. & Nesterenko B.N. (2006). MATLAB for Math and Programming: Textbook. Zaporozhye: Polygraph. Retrieved from http://www.exponenta.ru/educat/competit/ nagrada1_2015.asp.
5. Azarskov, V. М. & Gayev, Y. О. (2014). Modern programming. Modules 1,2: “Programming and mathematics with the mate MATLAB”. Kyiv: NAU.
6. Gayev, Y.О. & Azarskov, V.М. (2016). Modern programming. Part 2 (modules 3 – 5) "Complex data types and algorithms, intellectual programs". Kyiv: NAU.
7. Gayev, Y.О., Rozhok, О. & Ovcharnyn, N. (2014). Sound and music in programming. Software Engineering, 3(19), 41 – 48.
8. Gayev, Y.A., Martich, М. & Таrak, G. (2015). Programs for modelling random events for the sake of learning both programming and mathematics. Information Technology In Education, 23, 30 – 42. Retrieved from http://ite.kspu.edu/webfm_send/829.
9. Gayev, Y.A. & Malinina, D. (2017). Parametric rose as a subject of mathematics, programming, aesthetics. Information Technology In Education, 1, 9-24, Retrieved from http://ite.kspu.edu/ru/webfm_send/929.
10. Gayev, Y.A., Khavray, K. & Skoroded, A. (2017). Digital Laboratory of Information Processes Theory: an innovative educational approach. Маteriali XIII Міzhnarodnoi naukovo-technichnoi conferencii “Аvіа-2017”. 19-21 April, Kyiv: NAU, 2017. Sect. 9.42, p. 638–641. Retrieved from http://avia.nau.edu.ua/doc/avia-2017/AVIA_2017.pdf.
11. Gayev, Ye.A. & Kalmikov, V.V. (2017). The Travelling Salesman Problem in the engineering education programming curriculum. Proceedings of National aviation university. Retrieved from http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/visnik/article/view/11989/16164.
12. Stephen, J.Ch. (2007). MATLAB Programming for Engineers. Thomson Learning.
13. Wagon, S. (2010). Mathematica in Action: Problem Solving Through Visualization and Computation. Springer Pbl.
14. Cundy, M.H. & Rollett, A.P. (1974). Mathematical Models. Oxford University Press.
15. Оvrutski, А.М. (2006). Physics in Pascal: Practicum. Dnipropetrovsk.
16. Kravtsov, H., Baiev, A., Lemeshchuk, O., Orlov, V. (2017). Multimedia editor of virtual physical laboratory in distance learning system «Kherson virtual university». Information Technology In Education, 4 (33), 63 - 79.
17. Flehantov, L. & Antonets, A. (2017). Computer simulation the mechanical movement body by means of MathCAD. Information Technology In Education, 1 (30), 97 – 109.
18. Budkevich, Т.V. (2011). Programming means to learn physics, chemistry and biology. Computer in the school and family, 4, 35 - 41.
19. The Virtual Physical Laboratory (VPLab). Software Screenshots. (2018). Retrieved from http://vplab.ndo.co.uk/screenshots_gallery.
20. Refraction. (2017). Retrieved from https://uk.wikipedia.org/wiki/Заломлення.
21. Dispersion of light: the history of discovery and description of the phenomenon (2017). Retrieved from http://stylezhinki.ru/osobistist/7649-dispersija-svitla-istorija-vidkrittja-ta-opis.html.
22. Snell's law. (2018). Retireved from https://uk.wikipedia.org/wiki/Закон_Снеліуса.
23. Bodriev, I.B., Banderov, V.V. & Zadvornov, О.А. (2010). Development of graphical user interface in MATLAB. Textbook. Kazan: Kazan State university.
24. Elementary physics text book (Edited by Academician G.S.Landsberg), v. 3 (Oscillations, waves, optics. Atom structure).(1964). Мoscow: «Nauka».
25. Wigneг, E. (1968). The Unreasonable Effectiveness of Mathematics. Natural Sciences, Comm. Pure and Appl. Math., 131, 1 (1960). In: Uspekhi fisicheskikh nauk, 1968, 94 (3), 535 - 546. Retrieved from http://ogs-seminar.narod.ru/materials/effectiveness_of_mathematics.pdf.
26. The total internal reflection. (2016). Retireved from https://uk.wikipedia.org/wiki/ Повне_внутрішнє_відбиття.