Язык программирования Python как современный инструмент моделирования

Физико-математический факультет, 4 курс, профиль «Информатика и ИКТ»

 

В современном мире моделирование применяется в различных сферах человеческой деятельности: биологии, медицине, астрономии, физике и во многих других, так как некоторые исследования невозможно проводить с помощью натурного эксперимента. В связи с чем изучение компьютерного моделирования является одной из важнейших тем школьного курса информатики, так как оно способствует развитию познавательной деятельности учащихся, творческих способностей и умений строить модели и проводить исследования используя инструменты моделирования. В настоящий момент в большинстве школьных учебников при построении и исследовании моделей средствами языков программирования используется язык Pascal, имеющий достаточно сложную структуру визуализации данных. В связи с чем возникает необходимость внедрения в учебный процесс языков программирования, которые бы обладали достаточным функционалом для визуального представления процессов и явлений. На наш взгляд, целесообразно использовать для решения поставленной задачи язык программирования Python.

Python – один из интерпретируемых, объектно-ориентированных языков программирования, который был разработан в 1991 году Гвидо ван Руссом [2]. Синтаксис языка отличается своей простотой и понятностью для пользователя. Python обладает большим количеством модулей, находящихся в свободном доступе. В работе [1] отмечается, что язык Python обладает широкими возможностями, которые позволяют реализовывать и исследовать различные виды моделей, используя как стандартные модули, так и дополнительные: Tkinter, SumPy, Matplotlib, VPython, OpenGL и другие.

С целью развития и совершенствования знаний обучающихся в области моделирования был разработан элективный курс «Компьютерное моделирование средствами языка программирования Python». Курс рассчитан на учащихся 10 класса физико-математического и информационного-технологического профилей и имеет практико-ориентированную направленность. Элективный курс включает в себя 5 основных модулей: математическое моделирование, моделирование физических процессов, моделирование в экономике, моделирование в экологии и биологии, моделирование игровых стратегий. К каждому модулю курса разработаны конспекты занятий для учителя, лабораторные работы и опорные конспекты для учащихся. По завершении курса предполагается защита итоговых проектов, для успешной подготовки которых требуются знания и навыки из всех разделов данного курса.

 

Список литературы

1. Долгих, Т.Ф. Язык Python 3 для научных исследований / Т.Ф. Долгих, Е.В. Ширяева. – Ростов-на-Дону: Ростов, 2017. – 90 с.

2. Мэтиз, Эрик Изучаем Python. Программирование игр, визуализация данных, веб-приложения / Эрик Мэтиз. – СПб.: Питер, 2017. – 496 с.

 

УДК 348.146

А.А. Жукова

(научный руководитель: Ю.А. Померанцев, кандидат физико-математических наук, доцент, кафедра общей физики)

РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОННОГО ПРИЛОЖЕНИЯ К ШКОЛЬНОМУ КУРСУ АСТРОНОМИИ НА ТЕМУ: «ЭКЗОПЛАНЕТЫ»

Физико-математический факультет, 5 курс, профиль «Физика Информатика»

 

На сегодняшний момент существует большое количество различных учебно – методических разработок в электронном виде, которые называют компьютерными учебными средствами, учебными компьютерными программами, педагогическими средствами учебного назначения и т.д. Но сейчас все это принято называть одним обобщающим термином – электронный образовательный ресурс (ЭОР).

Согласно ГОСТ Р 53620-2009 электронный образовательный ресурс (ЭОР) – это образовательный ресурс, представленный в электронно-цифровой форме и включающий в себя структуру, предметное содержание и метаданные о них. Электронный образовательный ресурс может включать в себя данные, информацию, программное обеспечение, необходимые для его использования в процессе обучения.

В выпускной квалификационной работе разработан Электронный Образовательный Ресурс, а именно электронное приложение к школьному курсу астрономии в формате сайта.

       Сайт содержит следующие разделы: «Глоссарий», «Теория: Общие сведения об экзопланетах, история открытия экзопланет, методы нахождения экзопланет, самые известные открытые экзопланеты», «Презентации», «Практические задания», «Фотогалерея», «Полезные ссылки». С 2017-2018 учебного года астрономия вернулась в школу как самостоятельный учебный предмет. Приказом Минобрнауки России от 07-06-2017 № 506 внесены соответствующие изменения в ФГОС (утвержден стандарт учебного предмета «Астрономия»). Был выпущен учебник, по которому рекомендуется обучение астрономии в школе и примерная рабочая программа. Наша разработка будет служить хорошим дополнением в изучении астрономии в школе.

Список литературы

1. Бакулин П.А. Курс общей астрономии/ П. А. Бакулин, В.И. Мороз. - СПб.: Питер, 1997. - 224 с.

2. Кононович, Э.В. Общий курс астрономии / Э.В. Кононович. - Москва: СПб. [и др.]: Питер, 2017. - 387 c.

3. Левитан, Е.П. Дидактика астрономии / Е.П. Левитан. - Москва: Гостехиздат, 2013. - 987 c.

4. Астрономия. Учебное пособие / М.М. Дагаев и др. - М.: Просвещение, 2018. - 384 c.

5. Ацюковский, В. А. Эфиродинамические основы космологии и космогонии / В.А. Ацюковский. - М.: Научный мир, 2016. - 284 c.

6. Бережко, Е. Г. Введение в физику космоса / Е.Г. Бережко. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2014. - 264 c.

7. Бережной, А.А. Солнечная система / А.А. Бережной. - М.: ФМЛ, 2017. - 694 c.

 

УДК 372.853

Т.С. Зверева

(научный руководитель: Ю.Е. Сахаров,

старший преподаватель кафедры общей физики)