Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Математическое моделирование астрономических объектов на основе междисциплинарных связей

Работа №49291

Тип работы

Дипломные работы, ВКР

Предмет

информатика

Объем работы71
Год сдачи2018
Стоимость4210 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
457
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Глава I. Астрономия как раздел науки формирующий мировоззрение и мотивацию учащихся 3
I.1 Введение 3
1.2. Виды мотивации изучения астрономии 7
1.3. Математические задачи в астрономии 12
1.4. Метапредметность в образовании и астрономия 15
I.4.1 Метапредметы в школьном образовании. 19
1.4.2. Подходы к реализации междисциплинарных связей 24
1.4.3. Выводы по первой главе 26
Глава II. Закон Всемирного тяготения в приложении к астрономии и математике 27
2.1. Уравнения движения двух тел под действием силы гравитации в теории
Ньютона 27
2.2. Кривые второго порядка 34
2.2.1. Эллипс 35
2.2.2. Гипербола 38
2.2.3. Парабола 42
2.3.4. Общее определение кривых второго порядка и их связь с
траекторией движения двух тел под действием гравитации 42
Глава III. Компьютерные модели движения небесных тел под действием гравитации 47
3.1. Модели объектов солнечной системы в программе GeoGebra 47
3.1.2. Модель «движения космического зонда с тягой, приводящей к
постоянной радиальной скорости» 52
3.2. Модели объектов солнечной системы в программе maple 59
Литература: 68
Заключение 70


Изучение астрономии как отдельной школьной дисциплины в России было отменено с 90 годов прошлого века. Рассмотрим, каким последствиям это привело, в аспекте образованности молодежи и населения страны в целом, учитывая, что астрономические знания связаны элементами культурного пласта общества. Астрономические знания влияют на мировоззрение человека по части представлений о Мире в целом. Значит, и влияют на образ мышления, на психологическое поведение человека в обществе.
Оказывается, 30% населения России считают, что Солнце вращается около Земли (по опросам, проведенным ВЦИОМ.
tech.onliner.by/2017/03/31/geocentricheskaya-sistema). 6% респондентов вообще не нашлись, что ответить на вопрос о том, что вокруг чего вращается (www.vesti.ru/doc.html?id=427536). Они просто никогда не задумывались над этим вопросом! Им это неинтересно!
Другая тенденция: все больше людей верят в теорию плоской Земли, при этом, таких людей становится с каждым годом все больше и больше.
Приведенные тенденции, хотя и имеют разные корни возникновения и имеют разные влияние на мировоззрение общества, они пересекаются в вопросе недостаточности знаний в вопросах астрономии и физики.
Самое интересное, с большинством людей, которые вначале верят в модель плоской Земли, через пару лет происходит обратный переход - они начинают соглашаться, что Земля шар и Земля вращается вокруг Солнца.
В чем же дело? А все в том, что сам момент перехода в веру «плоской Земли» у них вызывает шоковую смену психологической настройки связанную с возникновением сильнейшей мотивации «узнать правду». Эта мотивация приводит к заинтересованности человека к получению достоверных научных знаний и человек начинает самостоятельно получать знания и образовывается. Так что, не так плохо со сторонниками «плоской» Земли, чем с теми 36%, которых и в школе не учили астрономии, и им все это и не интересно.
Начиная с 2017-2018 годов астрономия официально вошла в список обязательных школьных предметов, об этом написано в приказе №506Минобрнауки от 7 июня 2017 года.
Важной проблемой становится нахождение приемлемой методики преподавания астрономии, с учетом современных компьютерных технологий и интернет ресурсов.
В связи с всевозрастающими тенденциями увеличения объема знаний, связанными в первую очередь с развитием информационных технологий, возникла проблема передачи этих знаний возрастающему поколению. Школьные программы не успевают за прогрессом все возрастающих знаний и технологий. Эта проблема ставит новые задачи перед образовательными институтами и методистами. Как перестроить формы и методы образовательного процесса, чтобы успевать за научно-техническим прогрессом? В этом аспекте следует упомянуть новые ФГОС школьного образования. Например, в ФГОС среднего (полного) общего образования - утверждённого приказом Министерства образования и науки Российской Федерации [1], [2], вводится новое понятие в результативность учащихся - это метапредметные результаты.
Ключевым звеном «метапредметности» является понятие междисциплинарности. Основой возникновения указанных понятий в современном образовании является так называемый деятельностный подход в обучении - это когда перед учащимися ставится задача проектного характера в целом и нацеленность на конечный результат создает мотивацию обучающихся. Для математического образования задачи проектного характера сводятся к разработке математических моделей тех или иных процессов и явлений действительности.
При подготовке учащихся на основе междисциплинарных связей основное внимание уделяется решению задач направленных на построение моделей, тем самым возникают обратные связи, стимулирующие изучение, как самого предмета - объекта моделирования, так и математики и информатики, играющих роль инструментов познавательного процесса.
Например, рассмотрим следующую задачу[6]: "Составить математическую и компьютерную модель солнечной системы". Эту задачу способен решить как школьник старших классов, так и студент университета. Только решать ее они будут по-разному, в соответствии с уровнем своих знаний и представлений. Некоторые школьники, например, могут в качестве орбит планет взять окружности, другие прочитают в научной литературе, что орбитами планет являются эллипсы, а студенты задумаются о влиянии сил притяжения планет друг к другу... Но всех их будет объединять одно: чтобы решить эту задачу, необходимо повторить и изучить дополнительную литературу по физике, астрономии, математике, составить математическую модель, найти соответствующую компьютерную программу. Данный поиск информации приводит к возникновению процесса установления междисциплинарных связей. Таким образом, решение такого рода задач способно создавать дополнительные стимулы к самостоятельной поисковой, познавательной и учебной деятельности, для развития мотивации, психологической самостоятельности учащихся[7].
Цель исследования квалификационной работы заключается в реализации междисциплинарных связей средствами развития познавательного интереса к астрономии, физике и математике, которые делают актуальной и полезной работу по обобщению и систематизации знаний учащихся по нескольким смежным предметам, а также способствуют развитию познавательного интереса учащихся к математике, физике и астрономии. Также рассмотреть вопросы передачи астрономических знаний подрастающему поколению посредством методов математического и компьютерного моделирования.
Объектом дипломного исследования является вывод и математическое моделирование уравнений небесной механики на основе развития познавательного интереса в процессе обучения математике и астрономии.
Предметом исследования является реализация междисциплинарных связей как средство развития познавательного интереса на занятиях по математическому моделированию.
Гипотеза исследования состоит в том, что реализация междисциплинарных связей является эффективным средством развития познавательного интереса учащихся в процессе обучения их математике.
Задачи, которые необходимо решить:
1) изучение вопросов преподавания астрономии
2) в процессе анализа учебно-методической литературы установить связи математики с понятиями, встречающимися в астрономии;
3) выявить роль междисциплинарных связей как средства развития познавательного интереса на уроках математики и астрономии;
4) построить математические демонстрационные модели движения небесных тел, на основе математических программ.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


В работе рассмотрены следующие вопросы:
1. Реализация познавательного интереса к изучению астрономии, на основе использования в учебном процессе методов математического моделирования.
2. Исследованы междисциплинарные связи возникающие при изучении астрономии и рассмотрены возможности использования этих связей в обучении математике и информатике.;
3. В рамках понятия метапредметности в образовании, рассмотрены междисциплинарные связи на основе астрономических задач; реализация междисциплинарных связей в школьном образовании.
4. Рассмотрены уравнения небесной механики в рамках классической физики Ньютона и согласованы с моделированием движения двух тел в программах maple и GeoGebra.
5. Составлены демонстрационные модели кривых второго порядка в программе GeoGebra и параметры кривых согласованы с параметрами задачи движения двух тел под действием гравитации. В программе в «maple» составлены процедуры для расчет орбит, периодов движения небесных тел. Предложены задачи для школьников по моделированию движения в поле тяготения.
Исследования, проведенные в квалификационной работе, показали, что реализация междисциплинарных связей между астрономией, математикой и компьютерными технологиями является эффективным средством развития познавательного интереса учащихся в процессе обучения их этим дисциплинам. Изучение возникающей проблемы приводит учащегося к научному поиску и индивидуальной проектной деятельности.
Дальнейшие рекомендации: создание предметного кружка как средства развития астрономических знаний у учащихся проектированием траекторий планет солнечной системы.



1. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования.http: //standart.edu.ru/catalog.aspx?Catalo gId=2587.
2. Примерная основная образовательная программа образовательного учреждения.http: //standart.edu.ru/catalo g. aspx?CatalogId=6400.
3. Дубровский В.Н., Лебедева Н.А., Белайчук О.А. 1С:Математический конструктор - новая программа динамической геометрии // Компьютерные инструменты в образовании. - СПб.: Изд-во ЦПО "Информатизация образования", 2007. №3. - С. 47-56.
4. Колягин. Ю.М., Пикан В.В. О прикладной и практической направленности в обучении математике // Математика в школе. - 1985. №6. - С.27-32.
5. Колягин Ю.М., Луканкин Г.Л. и др. Методика преподавания математики в средней школе. Общая методика: учебное пособие. Чебоксары: Изд-во Чувашского университета, 2009. - 732с.
6. СалеховаЛ.Л, Зарипов Ф.Ш. " Математическое и дидактическое моделирование как основа подготовки учителей двойного профиля (математика и информатика)". Изда-во КФУ, 2012. 47стр.. Электронный вариант http://libweb.ksu.ru/ebooks/publicat/05_A5m-000001.pdf.
7. Zaripov, F. Sh. Development and Implementation of a Multi-level System of Training Teachers of Mathematics-computer Science Based on Mathematical and Didactic Modeling Methods. Ifte 2016 - 2nd International Forum on Teacher Education Volume: 12, Pages: 208-215. Published: 2016 .
8. Левитан Е.П., Румянцев А.Ю. Дидактика астрономии: от ХХ к XXI веку // http://xreferat.ru/54/912-1-didaktika-astronomii-ot-hh-k-hhi-veku.html.
9. Перышкин А.В. Физика. 8 кл.: учебник для общеобразовательных учреждений. - 5-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2003. - 192 с.
10. Алгебра: учеб. для 9 учащихся 9 кл. с углубл. изучением математики / [Н.Я. Виленкин, Г.С. Сурвилло, А.С. Симонов, А.И. Кудрявцев]; под ред.
Н.Я. Виленкина. - 7 изд. - М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2006. - 367 с.
11. А. Г. Коробейников. Разработка и анализ математических моделей с использованием MATLAB и MAPLE. Учебное пособие. Санкт-Петербург. 2010г. 145с.
12. Н. А. Беляев, К. И. Чурюмов. Комета Галлея и ее наблюдение. Москва, 1985 г., с. 56.
13. Ослан Асман. Квалификационная работа. Движение небесных тел. 2014г.ЬЬр://кр1и.ги/рог1а1/бос8/Т870678906/О8шап.рб1#2.
14. Еремеев Д.В. «Математическое моделирование движения небесных тел, как пример реализации междисциплинарных связей математики, астрономии и информатики» .
(http://kpfu.ru/porta1/docs/F 1800842365/Eremeev.pdf)


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ