CC BY
9
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 3/2019
УДК 373
Каримов М.Ф.
канд. физ.-мат. наук, доцент БФ БГУ
г. Бирск, РФ E-mail: [email protected] Иргубаева Е.В. студент БФ БГУ г. Бирск, РФ
КОМПЬЮТЕРНОЕ ВЫЧИСЛЕНИЕ СТАРШЕКЛАССНИКАМИ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЙ НА ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЯХ ПО ФИЗИКЕ И ХИМИИ
Аннотация
Рассмотрены элементы дидактики и методики компьютерных вычислений учащимися старших классов средних общеобразовательных школ погрешностей измерений по физике и химии на лабораторных занятиях.
Ключевые слова
Прямые и косвенные измерения, формулы вычисления погрешностей.
Учителя физики и химии десятых - одиннадцатых классов отдельно выделяют перед учащимися о том, что прямые измерения представляют собой сравнение значения физической или химической величины с её эталоном при помощи измерительного прибора, а косвенные измерения есть вычисление значения физической или химической величины по формуле, связывающей эту величину с другими, значения которых уже измерены [1].
Устанавливая и развивая междисциплинарную связь между математикой, физикой и химий на теоретических и практических занятиях по этим дисциплинам [2] учителя со старшеклассниками получают формулы для вычисления абсолютной и относительной погрешностей и представляют их в табличном виде. В этой таблице абсолютная ошибка измерения величины Х1 равна АХ1, а абсолютная ошибка измерения величины Х2 есть АХ2. Здесь же учтены в определенной степени и с некоторыми оговорками формулы вычисления производной и дифференциала суммы, разности, произведения и частного функций.
Таблица
Формулы для расчета абсолютной и относительной погрешностей функций
Характер функциональной Абсолютная погрешность косвенного Относительная погрешность косвенного
зависимости измерения измерения
Y = Xi + X2 AY = AXi + AX2 5 = (AXi + AX2)/( Xi + X2)
1 1 2 AY = AXi + AX2 5 = (AXi + AX2)/( Xi - X2)
Y = Xi*X2 AY = Xi*AX2 + X2*AXi 5 = AXi/ Xi + AX2/X2
Y = X1/X2 AY = (Xi*AX2 + X2*AXi)/ X22 5 = AXi/ Xi + AX2/X2
Учителя физики и математики выделяют для старшеклассников о том, что при получении формул приведенной выше таблицы в теории погрешностей измерения предполагаются ошибки АХ1 и АХ2 любого знака, но рассматривается наиболее невыгодный случай, когда ошибка измерения наибольшая.
Словесные модели [3] полученных выше формул для вычисления погрешностей измерений величин, повторяемые старшеклассниками вслух при математической обработке данных лабораторных занятий по физике и химии, представляются так.
1. Максимальная абсолютная ошибка АУ измерений величины У = Х1 ± Х2 равна сумме абсолютных ошибок измерений величин Х1 и Х2 .
2. Абсолютная максимальная ошибка произведения величин равна сумме произведений абсолютной ошибки первого множителя на второй множитель и ошибки первого множителя на первый.
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 3/2019
3. Максимальная абсолютная ошибка частного величин равна сумме произведений абсолютной ошибки числителя на знаменатель и абсолютной ошибки знаменателя на числитель, деленной на квадрат знаменателя.
Компьютерные вычисления абсолютных и относительных погрешностей измерений величин на лабораторных занятиях по физике и химии учащиеся старших классов средних общеобразовательных школ производят с помощью лабораторных или домашних персональных компьютеров, оснащенных языками программирования высокого уровня, системами электронных таблиц или системами математического проектирования.
Дидактический опыт проектирования и реализации компьютерных вычислений погрешностей измерений величин на лабораторных занятиях по физике и химии имеет следующие положительные следствия.
1. Осуществляется сильная междисциплинарная связь между, физикой, химией, математикой и информатикой, составляющих естественно - математическое ядро современного общего среднего образования учащейся молодежи.
2. Происходит на уровне теории и практики освоение основ теории погрешностей измерений физических и химических величин учащимися старших классов средних общеобразовательных школ.
3. Эмпирический уровень учебного познания физической и химической действительности старшеклассниками приобретает элементы его теоретического сопровождения в среде новых компьютерных технологий.
Анализ и обобщение приведенного выше краткого материала позволяют сформулировать вывод о том, что включение и осуществление в учебном процессе средней общеобразовательной школы компьютерного вычисления старшеклассниками погрешностей измерений на лабораторных занятиях по физике и химии приводит к повышению уровня интеллектуального и творческого потенциала учащейся молодежи.
Список использованной литературы:
1. Каримов М.Ф. Состояние и задачи совершенствования химического и естественно-математического образования молодежи // Башкирский химический журнал. - 2009. - Т.16. - № 1. - С. 26 - 29.
2. Каримов М.Ф., Колоколова Н.В. Математическое моделирование действительности как интегратор школьных дисциплин // Инновационное развитие. - 2017. - № 5(10). - С. 124 - 125.
3. Каримов М.Ф., Закирова С.И. Учебное информационное моделирование междисциплинарной связи естествознания, обществознания и языкознания // Инновационное развитие. - 2018. - №2. - С. 99 - 100.
© Каримов М.Ф., Иргубаева Е.В., 2019
УДК 373
Каримов М.Ф.
канд. физ.-мат. наук, доцент БФ БГУ
г. Бирск, РФ E-mail: [email protected] Исакаева Н.А. студент БФ БГУ г. Бирск, РФ
ИЗУЧЕНИЕ СТАРШЕКЛАССНИКАМИ ОСНОВ ТЕОРИИ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЙ НА
ЗАНЯТИЯХ ПО ФИЗИКЕ, МАТЕМАТИКЕ И ХИМИИ
Аннотация
Выделена дидактическая часть изучения учащимися старших классов средних общеобразовательных
