Preview

Информатика и образование

Расширенный поиск

Запуск метеорологической ракеты как поучительный объект компьютерного моделирования в школьном курсе информатики

https://doi.org/10.32517/0234-0453-2022-37-5-62-75

Полный текст:

Аннотация

Начиная с первого отечественного школьного учебника по информатике, выпущенного под редакцией А. П. Ершова и В. М. Монахова в 1985 г., во многих пособиях по этому предмету тема «Компьютерное моделирование и компьютерный эксперимент» раскрывается на примерах моделирования физических процессов, разворачивающихся во времени и доступных непосредственному наблюдению. Для таких процессов идея дискретизации во времени может быть введена наглядно с помощью метафоры видеосъемки. В качестве физических процессов, моделируемых компьютерными программами, в российских учебниках информатики рассматривались такие процессы, как малое колебание груза на пружине, вытекание воды из кубического бака, падение человека без парашюта («затяжной прыжок») в атмосфере с учетом сопротивления воздуха, полет брошенного человеком небольшого предмета без учета сопротивления воздуха. Эти примеры содержательны, но в них нет никаких неочевидных выводов, которые без компьютерного моделирования получить нельзя. В статье в качестве более привлекательного объекта моделирования в школьном курсе информатики предлагается выбрать процесс вертикального взлета одноступенчатой ракеты с целью доставки научной аппаратуры в верхние слои атмосферы Земли и прилегающее к ним околоземное космическое пространство. Такие ракеты называются метеорологическими. Предложенный выбор объекта компьютерного моделирования интересен тем, что компьютерные эксперименты с построенной моделью позволяют получить новые результаты: спроектировать ракету, максимальная высота подъема которой парадоксально растет с увеличением полезной нагрузки, а также показать, что высоту подъема одноступенчатых метеорологических ракет можно было бы существенно увеличить, научись мы просто останавливать при разгоне ракетный двигатель на несколько секунд.

Об авторах

А. Г. Кушниренко
Федеральный научный центр «Научно-исследовательский институт системных исследований Российской академии наук»
Россия

Кушниренко Анатолий Георгиевич, канд. физ.-мат. наук, доцент, зав. отделом учебной информатики

г. Москва



А. А. Малый
Федеральный научный центр «Научно-исследовательский институт системных исследований Российской академии наук»
Россия

Малый Александр Альбертович, младший научный сотрудник

г. Москва



Список литературы

1. Основные научные результаты академика А. А. Самарского в области математического моделирования. Мемориальный сайт академика А. А. Самарского. Режим доступа: http://samarskii.ru/ru/nauka/matematicheskoemodelirovanie

2. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования. Утвержден приказом Министерства просвещения Российской Федерации от 31.05.2021 № 287. Режим доступа: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202107050027

3. Ершов А. П., Монахов В. М., Бешенков С. А. и др. Основы информатики и вычислительной техники: проб. учеб. пособие для сред. учеб. заведений. В 2 ч. Ч. 1: под ред. А. П. Ершова, В. М. Монахова. М.: Просвещение; 1985:68–76. Режим доступа: http://cip.iis.nsk.su/files/course/oivt1p.pdf

4. Кушниренко А. Г., Зайдельман Я. Н., А. Г. Леонов А. Г., Тарасова В. В. Информатика. 9 класс: учебник. 4-е изд., перераб. М.: Просвещение; 2022. 240 с.

5. Кушниренко А. Г., Лебедев Г. В., Сворень Р. А. Основы информатики и вычислительной техники: учеб. пособие для 10–11-х классов общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение; 1990. 224 с. Режим доступа: https://www.niisi.ru/kumir/books/1.pdf

6. Поляков К. Ю., Еремин Е. А. Информатика. 11 класс. Базовый и углубленный уровни: учебник. В 2 ч. Ч. 2. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний; 2016. 304 с.

7. Гейн А. Г., Юнерман Н. А. Информатика. 9 класс: учебник. М.: Просвещение; 2021. 240 с.

8. Словарная статья «Метеорологическая ракета МР12». Википедия. Свободная энциклопедия. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/МР-12

9. Словарная статья «Международная стандартная атмосфера». «Академик». Энциклопедия техники. Режим доступа: https://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_tech/2697/Международная

10. ГОСТ 4401-81 «Межгосударственный стандарт. Атмосфера Стандартная. Параметры». Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200009588

11. Куприков М. Ю. Словарная статья «Реактивный двигатель». Большая российская энциклопедия. Режим доступа: https://bigenc.ru/technology_and_technique/text/4422756

12. Лившиц М. Парадоксы реактивного движения. Квант. 1971;(7):11–16. Режим доступа: http://kvant.mccme.ru/1971/07/paradoksy_reaktivnogo_dvizheni.htm

13. Блудов М. И. Беседы по физике. В 3 ч. Ч. 1: под ред. Л. В. Тарасова. 3-е изд., перераб. М.: Просвещение; 1984. 207 с. Режим доступа: https://djvu.online/file/zPh5jhi5t0qNM

14. Гиндикин С. Г. Рассказы о физиках и математиках. 3-е изд., расширенное. М.: МЦНМО; 2001. 448 с. Режим доступа: https://www.mccme.ru/free-books/gindikin/contes.pdf

15. Маликов Р. Ф. Практикум по компьютерному моделированию физических явлений и объектов: учеб. пособие. Уфа: Изд-во БашГПУ; 2005. 291 с. Режим доступа: http://suroklxj.bget.ru/sibgau/al-malikov.pdf

16. Широкова О. А. Практикум по компьютерному математическому моделированию. Часть II: Компьютерное моделирование физических процессов: учебно-методическое пособие. Казань: КФУ; 2015. 85 с. Режим доступа: https://repository.kpfu.ru/?p_id=111813

17. Niazi М. А., Temkin A. Why teach modeling & simulation in schools? Complex Adaptive Systems Modeling. 2017;(5):7. DOI: 10.1186/s40294-017-0046-y

18. Головная страница проекта КуМир на сайте Федерального научного центра «НИИСИ РАН». Режим доступа: https://www.niisi.ru/kumir/

19. Коды вычислительных моделей данной статьи на школьном алгоритмическом языке и языке Python 3. Режим доступа: https://www.niisi.ru/kumir/meth/MR12.htm

20. Маркушевич М. В., Федосов А. Ю. Основные методические подходы к использованию свободного программного обеспечения в курсе информатики на уровне основного общего образования. Информатика и образование. 2022;37(1):37–48. DOI: 10.32517/0234-0453-2022-37-1-37-48


Рецензия

Для цитирования:


Кушниренко А.Г., Малый А.А. Запуск метеорологической ракеты как поучительный объект компьютерного моделирования в школьном курсе информатики. Информатика и образование. 2022;37(5):62-75. https://doi.org/10.32517/0234-0453-2022-37-5-62-75

For citation:


Kushnirenko A.G., Maly A.A. Launching a meteorological rocket as an instructive object of computer simulation in the school informatics course. Informatics and education. 2022;37(5):62-75. (In Russ.) https://doi.org/10.32517/0234-0453-2022-37-5-62-75

Просмотров: 80


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0234-0453 (Print)
ISSN 2658-7769 (Online)