Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский государственный педагогический университет» Институт математики, информатики и информационных технологий Кафедра информатики, информационных технологий и методики обучения информатике
МЕТОДИКА ИЗЛОЖЕНИЕ ТЕМЫ: «ОТНОСИТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ КЛАССИЧЕСКИХ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ" В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ КОМПЬЮТЕРНОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ Выпускная квалификационная работа по специальности 0502002.65 – Информатика
Работа допущена к защите «____»__________ 2015 г. Зав. кафедрой __________	Исполнитель: студент группы БИ-41z института МИ и ИТ Имаев А.В. Руководитель:
Екатеринбург – 2015

Реферат

ФИО автора и название работы с указанием количества страниц, рисунков, таблиц, приложений;

Сведения о руководителе работы;

В настоящее время при изучении различных дисциплин все более широко применяются персональные компьютеры, как в процессе обучения, так и текущего контроля. Применение компьютеров активизирует процесс изучения дисциплины студентами, облегчает и ускоряет усвоение нового материала и контроль, что в итоге повышает качество обучения и углубляет знания студентов. При этом используются как стандартные программы, так и разрабатываемые при изучении наиболее важных тем теоретического курса и материала практических и лабораторных занятий.

Модель, компьютерная модель, элемент, система, состояние системы, методы моделирования, обучение моделированию.

Оглавление

Реферат 2

Оглавление 3

Введение 5

Глава I. Компьютерное моделирование 7

1.1. Моделирование как метод научного познания 7

1.2. История возникновения и развития метода компьютерного моделирования. Области применения 13

1.3. Детерминированные модели динамических систем с конечным числом степеней свободы 17

1.4. Моделирование движения механической системы в силовом поле 23

Глава II. Методика изложения темы «Движение в поле гравитационных и электрических сил» 30

2.1. Изложение теории и постановка задачи 30

2.1.1. Постановка целей и задач построения компьютерной модели движения электрического заряда 30

2.1.2. Теория движения заряженной частицы в магнитном поле 32

2.1.3. Постановка целей и задач моделирования движения космической станции 33

2.1.4. Теория движения ИСЗ 35

2.2. Движение электрического заряда в пространстве между заряженными пластинами конденсатора с наложенным магнитным полем. 38

2.3. Модель движения космической станции в поле силы тяжести Земли, Луны и Солнца 43

Заключение 52

Список литературы 54

Введение

В настоящее время компьютерное моделирование является неотъемлемой составной частью информатики. Развитие этого раздела информатики и проблемы, связанные с его изложением, тесно переплетаются с проблемами постановки курса информатики в целом.

Для развития компьютерной техники и совершенствования архитектурной организации компьютерных систем необходимо непрерывное обучение и самосовершенствование специалистов на этапе обучения. При его проведении необходимо комбинировать формы традиционного обучения с возможностями самостоятельной подготовки, дистанционного обучения, практической разработки проектов и реализации экспериментов исследования.

Существенную роль при обучении в области компьютерных наук играет применение современных методов изучения архитектурной организации и анализа системной производительности КС. В этом смысле, применение методов моделирования в процессе изучения базовых структур различных КС и организации компьютерных процессов позволяет разработать подходящее математическое описание исследуемого объекта и создать программное обеспечение для выполнения компьютерных экспериментов [1]. Анализ экспериментальных результатов моделирования позволяет оценить основные характеристики системы и производительность изучаемых КС.

Применение моделирования в процессе обучения студентов позволяет исследовать особенности архитектуры и организацию вычисления и управления. Это можно осуществить на основе модельного эксперимента, организация которого предполагает проектирование компьютерной модели как последовательности трех компонентов (концептуальная модель, математическая модель, программная модель) и реализации этой модели в подходящей операционной среде. В настоящей работе рассматривается возможность применения методов компьютерного моделирования в процессе их изучения и, в частности, применение принципов моделирования для исследования протекающих процессов.

Основная цель дипломного проекта состоит в определении обобщенной процедуры компьютерного моделирования как последовательности взаимосвязанных этапов и представлении основных стадий методологии модельного исследования при обучении студентов.

Для этого необходимо решить следующие задачи:

• Анализ и общая формализация компьютерной обработки информации при компьютерном моделировании;

• выделение особенностей компьютерных вычислений в качестве объекта изучения при обучении моделированию;

• применение принципов моделирования в процессе обучения;

• разработка практических и лабораторных заданий для обучения компьютерному моделированию.

Решение всех поставленных задач будет формализовано в виде курса теоретических, практических и лабораторных занятий для студентов.