Метою даної роботи є: дослідження впливу когнітивного процесу на успішність студентів при дистанційному виконанні лабораторних робіт з фізики у вищих навчальних закладах, зокрема в галузі телекомунікацій; розроблення і упровадження в навчальний процес алгоритму формування динамічного навчального контенту. На сьогоднішній день в Україні, як і у всьому світі, в навчальних закладах різного рівня акредитації у зв’язку з можливими надзвичайними обставинами, зокрема такими як карантин, пандемія, військовий стан тощо, змушені впроваджувати дистанційну форму навчання. Значна частина науково-педагогічних працівників адаптуються до викликів «дистанційки». Перебуваючи в постійному педагогічному пошуку викладачі університету застосовуючи основні критерії (доступність, зрозумілість, максимально можливе пояснення матеріалу, дозованість матеріалу, налагодження дослідницької роботи, практичного виконання завдань) та принципи організації навчання онлайн (результативність, універсальність, оптимальність, гнучкість) власноруч розробляють, як сам навчальний контент, так і навчальну траєкторію з проведення лекційних та практичних занять, забезпечуючи чітке і систематичне здійснення зворотного зв’язку-діалогізації. Зокрема, формують необхідний динамічний навчальний контент з метою проведення лабораторних занять та відповідних експериментальних досліджень «віртуально». Водночас, значної уваги приділяється і когнітивному процесу. Використано багаторічний досвід авторів з організації і проведення лабораторних занять з фізики, аналіз педагогічної, психологічної і науково-методичної літератури. Аналітичним методом розглянуто сілабус та вплив когнітивного процесу на сумативне оцінювання успішності студентів, статистичним спостереженням узагальнено оцінення викладачами звітів, виконаних студентами лабораторних робіт з оптики та фізики твердого тіла, зокрема дистанційно. Аналіз результатів дослідження засвідчив, що при впровадженні і реалізації в навчальному процесі вперше розроблених моделей, а саме: формування динамічного навчального контенту та когнітивного процесу (викладач – студент) отримано високий показник як загальної, так і якісної академічної успішності студентів при дистанційному виконанні лабораторних робіт. Тому, з високою ймовірністю можна стверджувати що, ретельна підготовка викладачами навчального закладу динамічного навчального контенту, адаптивність учасників навчального процесу та стійкий Internet зв`язок забезпечать високу якість здобутих студентами знань онлайн.
{"title":"МОДЕЛЮВАННЯ ВИСОКОЇ АКАДЕМІЧНОЇ УСПІШНОСТІ СТУДЕНТІВ ПРИ ВИКОНАННІ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З ФІЗИКИ ОНЛАЙН","authors":"Наталія Андреєва, Ровіл Нафєєв, Л. М. Капченко","doi":"10.32782/pet-2023-1-1","DOIUrl":"https://doi.org/10.32782/pet-2023-1-1","url":null,"abstract":"Метою даної роботи є: дослідження впливу когнітивного процесу на успішність студентів при дистанційному виконанні лабораторних робіт з фізики у вищих навчальних закладах, зокрема в галузі телекомунікацій; розроблення і упровадження в навчальний процес алгоритму формування динамічного навчального контенту. На сьогоднішній день в Україні, як і у всьому світі, в навчальних закладах різного рівня акредитації у зв’язку з можливими надзвичайними обставинами, зокрема такими як карантин, пандемія, військовий стан тощо, змушені впроваджувати дистанційну форму навчання. Значна частина науково-педагогічних працівників адаптуються до викликів «дистанційки». Перебуваючи в постійному педагогічному пошуку викладачі університету застосовуючи основні критерії (доступність, зрозумілість, максимально можливе пояснення матеріалу, дозованість матеріалу, налагодження дослідницької роботи, практичного виконання завдань) та принципи організації навчання онлайн (результативність, універсальність, оптимальність, гнучкість) власноруч розробляють, як сам навчальний контент, так і навчальну траєкторію з проведення лекційних та практичних занять, забезпечуючи чітке і систематичне здійснення зворотного зв’язку-діалогізації. Зокрема, формують необхідний динамічний навчальний контент з метою проведення лабораторних занять та відповідних експериментальних досліджень «віртуально». Водночас, значної уваги приділяється і когнітивному процесу. Використано багаторічний досвід авторів з організації і проведення лабораторних занять з фізики, аналіз педагогічної, психологічної і науково-методичної літератури. Аналітичним методом розглянуто сілабус та вплив когнітивного процесу на сумативне оцінювання успішності студентів, статистичним спостереженням узагальнено оцінення викладачами звітів, виконаних студентами лабораторних робіт з оптики та фізики твердого тіла, зокрема дистанційно. Аналіз результатів дослідження засвідчив, що при впровадженні і реалізації в навчальному процесі вперше розроблених моделей, а саме: формування динамічного навчального контенту та когнітивного процесу (викладач – студент) отримано високий показник як загальної, так і якісної академічної успішності студентів при дистанційному виконанні лабораторних робіт. Тому, з високою ймовірністю можна стверджувати що, ретельна підготовка викладачами навчального закладу динамічного навчального контенту, адаптивність учасників навчального процесу та стійкий Internet зв`язок забезпечать високу якість здобутих студентами знань онлайн.","PeriodicalId":355803,"journal":{"name":"Physics and educational technology","volume":"21 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-07-13","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"125689844","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Обговорюються основні проблеми природи та моделювання зародкоутворення та кристалізації. Обговорюються два аспекти цієї проблеми: термодинамічний і електродинамічний. Процеси зародження класифікуються як гетерогенні або гомогенні. Проаналізовано основні термодинамічні теорії та моделі термодинамічного зародкоутворення та кристалізації, включаючи модель Странського-Крастанова. Показано, що ці теорії пояснюють класичні процеси та методи кристалізації, включаючи метод Кіропулоса, метод Чохральського, метод Бріджмена-Стокбаргера, методи зонної кристалізації, вирощування кристалів з рідких розчинів. Електромагнітні моделі представлені електростатичною фазонною моделлю Віталія Стафєєва, каскадними теоріями збудження відповідних хімічних зв'язків (координаційних чисел). Модель Віталія Стафєєва дозволяє оцінити мінімальні розміри нових фаз – фазонів і може бути використана для неперервного та імпульсного режимів зародкоутворення та кристалізації. Каскадні теорії дозволяють пояснити фазові перетворення під впливом лазерних імпульсів. У цьому випадку ми можемо мати нові фази як зі збільшенням ступеня впорядкованості (опромінення нестабільних або метастабільних структур), так і зі зниженням ступеня впорядкованості (опромінення стабільних структур). Наведено приклади використання цих теорій для опису фазових змін під час лазерного опромінення кремнію, германію, антимоніду індію та арсеніду індію. Ці теорії можна використовувати для всіх можливих середовищ: від неорганічних до біологічних. Проблема насичення є однією з центральних проблем цих теорій. Ця проблема має два шляхи вирішення. Для термодинамічних теорій і моделей це насичення розчинів і динаміка зміни цього насичення. Для електромагнітних теорій і моделей це насиченість збудження та інтенсивність цього збудження. Обговорено перспективи розвитку та застосування цих методів.
{"title":"ДО ПИТАННЯ ПРО ПРИРОДУ ТА МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ ЗАРОДКОУТВОРЕННЯ ТА КРИСТАЛІЗАЦІЇ","authors":"Петро Трохимчук","doi":"10.32782/pet-2023-1-6","DOIUrl":"https://doi.org/10.32782/pet-2023-1-6","url":null,"abstract":"Обговорюються основні проблеми природи та моделювання зародкоутворення та кристалізації. Обговорюються два аспекти цієї проблеми: термодинамічний і електродинамічний. Процеси зародження класифікуються як гетерогенні або гомогенні. Проаналізовано основні термодинамічні теорії та моделі термодинамічного зародкоутворення та кристалізації, включаючи модель Странського-Крастанова. Показано, що ці теорії пояснюють класичні процеси та методи кристалізації, включаючи метод Кіропулоса, метод Чохральського, метод Бріджмена-Стокбаргера, методи зонної кристалізації, вирощування кристалів з рідких розчинів. Електромагнітні моделі представлені електростатичною фазонною моделлю Віталія Стафєєва, каскадними теоріями збудження відповідних хімічних зв'язків (координаційних чисел). Модель Віталія Стафєєва дозволяє оцінити мінімальні розміри нових фаз – фазонів і може бути використана для неперервного та імпульсного режимів зародкоутворення та кристалізації. Каскадні теорії дозволяють пояснити фазові перетворення під впливом лазерних імпульсів. У цьому випадку ми можемо мати нові фази як зі збільшенням ступеня впорядкованості (опромінення нестабільних або метастабільних структур), так і зі зниженням ступеня впорядкованості (опромінення стабільних структур). Наведено приклади використання цих теорій для опису фазових змін під час лазерного опромінення кремнію, германію, антимоніду індію та арсеніду індію. Ці теорії можна використовувати для всіх можливих середовищ: від неорганічних до біологічних. Проблема насичення є однією з центральних проблем цих теорій. Ця проблема має два шляхи вирішення. Для термодинамічних теорій і моделей це насичення розчинів і динаміка зміни цього насичення. Для електромагнітних теорій і моделей це насиченість збудження та інтенсивність цього збудження. Обговорено перспективи розвитку та застосування цих методів.","PeriodicalId":355803,"journal":{"name":"Physics and educational technology","volume":"15 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-07-13","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"126362644","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
В статті пропонується ознайомитися з можливістю проведення демонстраційної та лабораторної роботи з фізики на прикладі організації роботи по перевірці законів послідовного та паралельного з’єднання, Ця концепція може бути реалізована з допомогою хмарних технологій чи доступних інтернет ресурсів з можливостями подальшої обробки отриманих результатів. Цей проект може бути успішно використаний педагогами будь яких навчальних закладів і рівнів освіти для проведення лабораторних робіт здобувачами освіти школи, коледжу або іншого навчального закладу. Лабораторна робота, яка є однією з форм навчання, і яка є однією з точних і надійних методів оцінювання практичних знань, умінь та навиків, може бути використана в умовах дистанційного навчання або карантину, як наприклад при карантині, який введено 2020 року для запобігання поширенню коронавірусної хвороби COVID-19. Наведено приклад виконання експерименту з використанням інтернет симуляції. Результати проведеного педагогічного експерименту переконливо доводять, що використання хмарних технологій є потужним інструментом та ефективним засобом навчання учнів та студентів.
{"title":"ОСОБЛИВОСТІ ПРОВЕДЕННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ З ЕЛЕКТРИКИ ЗАСОБАМИ ХМАРО ОРІЄНТОВАНИХ ТЕХНОЛОГІЙ","authors":"Галина Мирончук, Сергій Панкевич","doi":"10.32782/pet-2023-1-4","DOIUrl":"https://doi.org/10.32782/pet-2023-1-4","url":null,"abstract":"В статті пропонується ознайомитися з можливістю проведення демонстраційної та лабораторної роботи з фізики на прикладі організації роботи по перевірці законів послідовного та паралельного з’єднання, Ця концепція може бути реалізована з допомогою хмарних технологій чи доступних інтернет ресурсів з можливостями подальшої обробки отриманих результатів. Цей проект може бути успішно використаний педагогами будь яких навчальних закладів і рівнів освіти для проведення лабораторних робіт здобувачами освіти школи, коледжу або іншого навчального закладу. Лабораторна робота, яка є однією з форм навчання, і яка є однією з точних і надійних методів оцінювання практичних знань, умінь та навиків, може бути використана в умовах дистанційного навчання або карантину, як наприклад при карантині, який введено 2020 року для запобігання поширенню коронавірусної хвороби COVID-19. Наведено приклад виконання експерименту з використанням інтернет симуляції. Результати проведеного педагогічного експерименту переконливо доводять, що використання хмарних технологій є потужним інструментом та ефективним засобом навчання учнів та студентів.","PeriodicalId":355803,"journal":{"name":"Physics and educational technology","volume":"554 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-07-13","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"127672597","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
В роботі проведено квантово-хімічний розрахунок реакцій чотирьохелектронного переносу заряду з поверхні електроду на електрохімічно активні комплекси ніобієта танталовмісних розтопів. Розглянуто можливість переносу 4-х електронів як в одну стадію, так і постадійного. Виявлено, що для чистих гептафтороніобатів та гептафотортанталатів вигідним є постадійний механізм переносу електронів, тобто по одному електрону, а для електрохімічно активних комплексів – гептафтороніобатів та гептафотортанталатів літію, кальцію і магнію, пріоритетним є одностадійний перенос заряду, поряд з можливістю реалізації постадійного процесу. Вперше було включено до такого розгляду температурний фактор середовища, в якому перебігають процеси електровідновлення. У рамках квантово-механічної теорії елементарного акту переносу заряду в полярних і неполярних середовищах з застосуванням сучасних квантово-хімічних методів розрахунку досліджено гетерогенні реакції переносу електрона, що супроводжуються суттєвою перебудовою густини заряду реагуючих частинок. В даній роботі перенос електрона представлено як квантовий перехід між двома поверхнями потенціальної енергії з певним електронним станом на прикладі кептафотороніобата літію та розраховано час життя в перехідному стані цієї частинки у двох альтернативних випадках – при одностадійному переносі заряду та при постадійному. Отримані в цілому результати електрохімічних вимірювань та результати розрахунків геометричних, енергетичних, зарядових характеристик ЕАК та їх інтермедіатів у розтопах дають можливість розширити існуючі уявлення про механізм електродних процесів, дозволяючи зробити висновок про те, що перенос електронів в одну стадію може бути звичайною стадією в електродних реакціях і завжди розглядатися як один із варіантів при аналізі механізмів електродних процесів (за умови, що частка не виходить із каналу реакції).
{"title":"МЕХАНІЗМ РЕАКЦІЙ ЕЛЕКТРОННОГО ПЕРЕНОСУ НА МІЖФАЗОВІЙ МЕЖІ ЕЛЕКТРОД-РОЗТОП","authors":"Л. Г. Соляник","doi":"10.32782/pet-2023-1-5","DOIUrl":"https://doi.org/10.32782/pet-2023-1-5","url":null,"abstract":"В роботі проведено квантово-хімічний розрахунок реакцій чотирьохелектронного переносу заряду з поверхні електроду на електрохімічно активні комплекси ніобієта танталовмісних розтопів. Розглянуто можливість переносу 4-х електронів як в одну стадію, так і постадійного. Виявлено, що для чистих гептафтороніобатів та гептафотортанталатів вигідним є постадійний механізм переносу електронів, тобто по одному електрону, а для електрохімічно активних комплексів – гептафтороніобатів та гептафотортанталатів літію, кальцію і магнію, пріоритетним є одностадійний перенос заряду, поряд з можливістю реалізації постадійного процесу. Вперше було включено до такого розгляду температурний фактор середовища, в якому перебігають процеси електровідновлення. У рамках квантово-механічної теорії елементарного акту переносу заряду в полярних і неполярних середовищах з застосуванням сучасних квантово-хімічних методів розрахунку досліджено гетерогенні реакції переносу електрона, що супроводжуються суттєвою перебудовою густини заряду реагуючих частинок. В даній роботі перенос електрона представлено як квантовий перехід між двома поверхнями потенціальної енергії з певним електронним станом на прикладі кептафотороніобата літію та розраховано час життя в перехідному стані цієї частинки у двох альтернативних випадках – при одностадійному переносі заряду та при постадійному. Отримані в цілому результати електрохімічних вимірювань та результати розрахунків геометричних, енергетичних, зарядових характеристик ЕАК та їх інтермедіатів у розтопах дають можливість розширити існуючі уявлення про механізм електродних процесів, дозволяючи зробити висновок про те, що перенос електронів в одну стадію може бути звичайною стадією в електродних реакціях і завжди розглядатися як один із варіантів при аналізі механізмів електродних процесів (за умови, що частка не виходить із каналу реакції).","PeriodicalId":355803,"journal":{"name":"Physics and educational technology","volume":"101 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-07-13","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"128765187","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Карантинні обмеження раніше, військові дії тепер актуалізували дистанційне навчання. Важливими моментами стали: управління процесом навчання, фіксація та аналіз результатів навчання великих груп здобувачів освіти. Керування всяким процесом передбачає зворотній зв’язок. Актуальним перспективним напрямком забезпечення зворотного зв’язку у цьому випадку може стати аналіз відповідних статистичних розподілів результатів навчання. У цій роботі в якості наукової методології, що забезпечує згаданий вище аналіз, вибрані методи машинного навчання, а саме: дерево регресій та дерево класифікацій. Метою роботи є дослідження динаміки процесів навчання великих груп здобувачів освіти методами машинного навчання, що реалізується аналізом результатів вимірювань змін швидкостей виконання практичних завдань з інформатики. Наукова новизна цієї роботи полягає у спробі застосування методів машинного навчання до аналізу результатів практичних навчальних дій. Впродовж реалізації досліджень було проведено понад п'яти тисяч відповідних вимірів, написана програма для аналізу цих даних на мові Python з використанням бібліотеки Scikit-Learn. Ця програма представлена в роботі. За допомогою методів машинного навчання проведено аналіз результатів вимірювань швидкостей виконання завдань з інформатики. Графіки, що були отримані, мають гладку форму з незначним вигином, без екстремумів. На графіках фіксуються, значні лінійні фрагменти. У роботі здійснено порівняння отриманих результатів аналізу даних з результатами аналізу цих же даних, проведеного раніше із застосуванням методу моментів.. Спостерігається співпадіння споріднених залежностей динаміки зміни швидкостей навчальних дій, отриманих за методом дерева регресій та методом моментів.
{"title":"ВИКОРИСТАННЯ МЕТОДУ МАШИННОГО НАВЧАННЯ ДЛЯ АНАЛІЗУ ДИНАМІКИ ШВИДКОСТЕЙ ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНИХ ЗАВДАНЬ З ІНФОРМАТИКИ","authors":"Микола Головін, Ніна Головіна","doi":"10.32782/pet-2023-1-3","DOIUrl":"https://doi.org/10.32782/pet-2023-1-3","url":null,"abstract":"Карантинні обмеження раніше, військові дії тепер актуалізували дистанційне навчання. Важливими моментами стали: управління процесом навчання, фіксація та аналіз результатів навчання великих груп здобувачів освіти. Керування всяким процесом передбачає зворотній зв’язок. Актуальним перспективним напрямком забезпечення зворотного зв’язку у цьому випадку може стати аналіз відповідних статистичних розподілів результатів навчання. У цій роботі в якості наукової методології, що забезпечує згаданий вище аналіз, вибрані методи машинного навчання, а саме: дерево регресій та дерево класифікацій. Метою роботи є дослідження динаміки процесів навчання великих груп здобувачів освіти методами машинного навчання, що реалізується аналізом результатів вимірювань змін швидкостей виконання практичних завдань з інформатики. Наукова новизна цієї роботи полягає у спробі застосування методів машинного навчання до аналізу результатів практичних навчальних дій. Впродовж реалізації досліджень було проведено понад п'яти тисяч відповідних вимірів, написана програма для аналізу цих даних на мові Python з використанням бібліотеки Scikit-Learn. Ця програма представлена в роботі. За допомогою методів машинного навчання проведено аналіз результатів вимірювань швидкостей виконання завдань з інформатики. Графіки, що були отримані, мають гладку форму з незначним вигином, без екстремумів. На графіках фіксуються, значні лінійні фрагменти. У роботі здійснено порівняння отриманих результатів аналізу даних з результатами аналізу цих же даних, проведеного раніше із застосуванням методу моментів.. Спостерігається співпадіння споріднених залежностей динаміки зміни швидкостей навчальних дій, отриманих за методом дерева регресій та методом моментів.","PeriodicalId":355803,"journal":{"name":"Physics and educational technology","volume":"34 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-07-13","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"130763189","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Володимир Головацький, Ігор Головацький, Яна Головацька, Ярослав Струк
Мета даної роботи – дослідити особливості коливань пружного гравітаційного маятника, який здійснює одночасно зв’язані коливання, як пружинний та математичний маятники, при резонансному співвідношенні частот цих коливань (2:1). Визначити вплив початкових умов на утворення стабільних періодичних мод коливань. Дослідити процес передачі енергії з однієї підсистеми в іншу. На основі механіки Лагранжа, нехтуючи ефектом затухання, отримано рівняння руху маятника та досліджено числові розв’язки за допомогою комп’ютерного моделювання. Встановлено, що у такій системі відбувається періодичний процес передачі енергії коливань з однієї підсистеми в іншу. Показано, що величина енергії, яка передається та період цього процесу залежить від початкових умов. Знайдено такі початкові умови, при яких відбувається повна передача енергії, а також умови, при яких відсутній вплив однієї підсистеми на іншу. Новизна даної роботи полягає у тому, що вперше побудована карта стабільних мод коливань, що відображає їх еволюцію у залежності від початкових умов коливної системи. На основі цієї карти коливань можна спрогнозувати основні параметри коливань маятника при довільних початкових умовах. Наглядно-графічна інтерпретація розв’язків, отриманих у даній роботі, може використовуватись при вивченні інших фізичних процесів. Комп’ютерна модель опублікована з відкритим кодом і може використовуватись у навчальному процесі.
{"title":"РЕЗОНАНСНІ КОЛИВАННЯ ПРУЖНОГО ГРАВІТАЦІЙНОГО МАЯТНИКА","authors":"Володимир Головацький, Ігор Головацький, Яна Головацька, Ярослав Струк","doi":"10.32782/pet-2023-1-2","DOIUrl":"https://doi.org/10.32782/pet-2023-1-2","url":null,"abstract":"Мета даної роботи – дослідити особливості коливань пружного гравітаційного маятника, який здійснює одночасно зв’язані коливання, як пружинний та математичний маятники, при резонансному співвідношенні частот цих коливань (2:1). Визначити вплив початкових умов на утворення стабільних періодичних мод коливань. Дослідити процес передачі енергії з однієї підсистеми в іншу. На основі механіки Лагранжа, нехтуючи ефектом затухання, отримано рівняння руху маятника та досліджено числові розв’язки за допомогою комп’ютерного моделювання. Встановлено, що у такій системі відбувається періодичний процес передачі енергії коливань з однієї підсистеми в іншу. Показано, що величина енергії, яка передається та період цього процесу залежить від початкових умов. Знайдено такі початкові умови, при яких відбувається повна передача енергії, а також умови, при яких відсутній вплив однієї підсистеми на іншу. Новизна даної роботи полягає у тому, що вперше побудована карта стабільних мод коливань, що відображає їх еволюцію у залежності від початкових умов коливної системи. На основі цієї карти коливань можна спрогнозувати основні параметри коливань маятника при довільних початкових умовах. Наглядно-графічна інтерпретація розв’язків, отриманих у даній роботі, може використовуватись при вивченні інших фізичних процесів. Комп’ютерна модель опублікована з відкритим кодом і може використовуватись у навчальному процесі.","PeriodicalId":355803,"journal":{"name":"Physics and educational technology","volume":"74 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-07-13","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"123453368","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
З метою зіставлення експериментальних і теоретично одержаних характеристик проведено аналіз дослідження взаємодії поверхні алмаза з карбонат- і борвмісними розтопами. Показано, що рівень Фермі на поверхні чистого кристала алмаза розташований ближче до межі зони провідності, при цьому чистий алмаз поводиться як класичний діелектрик. Встановлено, що адсорбція діоксиду вуглецю на поверхні алмаза приводить до значної поляризації кластера поверхні убік зони провідності. Ширина забороненої зони зменшується, але діелектричний характер кластера не змінюється, не відбувається перекривання зон, тобто алмаз не набуває напівпровідникового й напівметалевого характеру провідності. В той час адсорбція ВО2 – на поверхні алмаза приводить до сильної поляризації кластера поверхні у бік валентної зони. При цьому ширина забороненої зони незначно зменшується, менше ніж у випадку діоксиду вуглецю. Таким чином, присутність ВО2 – також не приводить до виникнення напівпровідникового характеру провідності. Запропоновано умови виникнення окиснювально-відновлювальних процесів на межі поділу електрод/сольовий розтоп, де відбувається адсорбція іонів розтопу, що приводить до появи значних наведених дипольних моментів у частинок адсорбата через перерозподіл електронної густини між адсорбентом й адсорбатом. У результаті такого перерозподілу змінюється положення рівня Фермі, і, як наслідок, воно наближається до дна зони провідності (або до межі валентної зони), що приводить до переходу поверхневого шару діелектрика у провідний стан. Зміна катіонаніонного складу розтопу дозволяє керувати швидкістю окиснювально-відновних реакцій на межі діелектрик/розтоп. Очевидно, це й приводить до того, що у деяких розтопах діелектрик починає проявляти електродну функцію, і, як наслідок, виступає в ролі активної підкладки при високотемпературному електрохімічному синтезі. Проведено розрахунок катодного струму обміну при одноелектронному перенесенні заряду крізь зону провідності твердого тіла із застосуванням обраної моделі залежності густини електронних рівнів від енергії.
{"title":"РЕАКЦІЇ ЕЛЕКТРОННОГО ПЕРЕНОСУ НА МІЖФАЗОВІЙ МЕЖІ ПОВЕРХНЯ ТВЕРДОГО ТІЛА-РОЗТОП ПРИ СИНТЕЗІ НАНОМАТЕРІАЛІВ В УМОВАХ КАТІОННОГО КАТАЛІЗУ","authors":"Л. Г. Соляник","doi":"10.32782/pet-2022-2-6","DOIUrl":"https://doi.org/10.32782/pet-2022-2-6","url":null,"abstract":"З метою зіставлення експериментальних і теоретично одержаних характеристик проведено аналіз дослідження взаємодії поверхні алмаза з карбонат- і борвмісними розтопами. Показано, що рівень Фермі на поверхні чистого кристала алмаза розташований ближче до межі зони провідності, при цьому чистий алмаз поводиться як класичний діелектрик. Встановлено, що адсорбція діоксиду вуглецю на поверхні алмаза приводить до значної поляризації кластера поверхні убік зони провідності. Ширина забороненої зони зменшується, але діелектричний характер кластера не змінюється, не відбувається перекривання зон, тобто алмаз не набуває напівпровідникового й напівметалевого характеру провідності. В той час адсорбція ВО2 – на поверхні алмаза приводить до сильної поляризації кластера поверхні у бік валентної зони. При цьому ширина забороненої зони незначно зменшується, менше ніж у випадку діоксиду вуглецю. Таким чином, присутність ВО2 – також не приводить до виникнення напівпровідникового характеру провідності. Запропоновано умови виникнення окиснювально-відновлювальних процесів на межі поділу електрод/сольовий розтоп, де відбувається адсорбція іонів розтопу, що приводить до появи значних наведених дипольних моментів у частинок адсорбата через перерозподіл електронної густини між адсорбентом й адсорбатом. У результаті такого перерозподілу змінюється положення рівня Фермі, і, як наслідок, воно наближається до дна зони провідності (або до межі валентної зони), що приводить до переходу поверхневого шару діелектрика у провідний стан. Зміна катіонаніонного складу розтопу дозволяє керувати швидкістю окиснювально-відновних реакцій на межі діелектрик/розтоп. Очевидно, це й приводить до того, що у деяких розтопах діелектрик починає проявляти електродну функцію, і, як наслідок, виступає в ролі активної підкладки при високотемпературному електрохімічному синтезі. Проведено розрахунок катодного струму обміну при одноелектронному перенесенні заряду крізь зону провідності твердого тіла із застосуванням обраної моделі залежності густини електронних рівнів від енергії.","PeriodicalId":355803,"journal":{"name":"Physics and educational technology","volume":"100 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-26","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"127189691","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
У статті розкрито дидактичні можливості комп’ютерного моделювання у процесі професійної підготовки майбутніх вчителів фізики, математики та інформатики. Встановлено, що на сучасному етапі інформатизації освіти важливе місце посідають міждисциплінарні знання, нові інформаційні технології та вміння їх застосування в освітньому процесі. З огляду на це, підготовка сучасного, здатного до навчання протягом всього життя фахівця неможлива без уміння застосовувати наукові методи пізнання в освітньому процесі, здійснювати інтегроване навчання учнів. Встановлено, що розвиток фізики та інших наук відбувається в тісній єдності з розвитком методу моделювання. Моделювання в освітньому процесі одночасно виступає методом наукового пізнання, є частиною змісту навчального матеріалу різних дисциплін (предметів) та ефективним засобом їх вивчення. Особливо зросла роль в науці й освітньому процесі методу моделювання із появою комп’ютерних моделей. Використовуючи моделі, які реалізовані за допомогою програмних засобів, дослідник може змінювати відповідні параметри досліджуваного об’єкта, встановлювати функціональні залежності між відповідними величинами тощо. Поряд з тим, для оволодіння моделюванням як методом наукового пізнання студенту (учневі) недостатньо ознайомитись із поняттями моделі та моделюванням, проводити дослідження із використанням комп’ютерних моделей. Потрібно, щоб студенти (учні) були залучені до процесу створення комп’ютерних моделей. Це дозволить студентам (учням) ознайомитись з етапами побудови комп’ютерних моделей, глибше зрозуміти суть логічних відношень між оригіналом і комп’ютерною моделлю. Встановлено, що одним із інструментів створення комп’ютерних моделей на мові програмування Java є технологія JavaFX. Вона дозволяє створювати додатки з використанням візуальних ефектів, трансформації та анімації зображень, декларативного способу опису інтерфейсу за допомогою мови розмітки FXML, стилізації інтерфейсу за допомогою CSS та ін. Проілюстровано процес створення комп’ютерної моделі на основі JavaFX у лабораторній роботі «Рух молекул газу під дією сили тяжіння», яку студенти виконують при вивченні курсу «Моделювання фізичних явищ і процесів».
{"title":"КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ У ПІДГОТОВЦІ МАЙБУТНІХ ВЧИТЕЛІВ ФІЗИКИ, МАТЕМАТИКИ ТА ІНФОРМАТИКИ","authors":"Вадим Муляр, Світлана Яцюк, Валентина Юнчик","doi":"10.32782/pet-2022-2-9","DOIUrl":"https://doi.org/10.32782/pet-2022-2-9","url":null,"abstract":"У статті розкрито дидактичні можливості комп’ютерного моделювання у процесі професійної підготовки майбутніх вчителів фізики, математики та інформатики. Встановлено, що на сучасному етапі інформатизації освіти важливе місце посідають міждисциплінарні знання, нові інформаційні технології та вміння їх застосування в освітньому процесі. З огляду на це, підготовка сучасного, здатного до навчання протягом всього життя фахівця неможлива без уміння застосовувати наукові методи пізнання в освітньому процесі, здійснювати інтегроване навчання учнів. Встановлено, що розвиток фізики та інших наук відбувається в тісній єдності з розвитком методу моделювання. Моделювання в освітньому процесі одночасно виступає методом наукового пізнання, є частиною змісту навчального матеріалу різних дисциплін (предметів) та ефективним засобом їх вивчення. Особливо зросла роль в науці й освітньому процесі методу моделювання із появою комп’ютерних моделей. Використовуючи моделі, які реалізовані за допомогою програмних засобів, дослідник може змінювати відповідні параметри досліджуваного об’єкта, встановлювати функціональні залежності між відповідними величинами тощо. Поряд з тим, для оволодіння моделюванням як методом наукового пізнання студенту (учневі) недостатньо ознайомитись із поняттями моделі та моделюванням, проводити дослідження із використанням комп’ютерних моделей. Потрібно, щоб студенти (учні) були залучені до процесу створення комп’ютерних моделей. Це дозволить студентам (учням) ознайомитись з етапами побудови комп’ютерних моделей, глибше зрозуміти суть логічних відношень між оригіналом і комп’ютерною моделлю. Встановлено, що одним із інструментів створення комп’ютерних моделей на мові програмування Java є технологія JavaFX. Вона дозволяє створювати додатки з використанням візуальних ефектів, трансформації та анімації зображень, декларативного способу опису інтерфейсу за допомогою мови розмітки FXML, стилізації інтерфейсу за допомогою CSS та ін. Проілюстровано процес створення комп’ютерної моделі на основі JavaFX у лабораторній роботі «Рух молекул газу під дією сили тяжіння», яку студенти виконують при вивченні курсу «Моделювання фізичних явищ і процесів».","PeriodicalId":355803,"journal":{"name":"Physics and educational technology","volume":"21 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-26","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"114627234","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
У статті презентується організація та результати проведення педагогічного експерименту з упровадження розробленої методики навчання фізики на засадах білінгвального підходу в освітньому процесі закладів загальної середньої освіти. Також дано визначення педагогічного експерименту. Педагогічний експеримент охоплював констатувальний, пошуковий, формувальний та контрольний етапи дослідження. Під час проведення експерименту було використано методи спостереження, анкетування, тестування, експеримент, статистичні методи опрацювання результатів. Для організації тестування в дистанційній формі використовувався сервіс Google forms та тести різних типів: вибір одного варіанту, множинний вибір, правильно/неправильно, на встановлення відповідності. У статті продемонстрована діаграма розподілу учнів в контрольних та експериментальних групах за рівнем навчальних досягнень, яка вказує на ефективність запропонованої методики. Результати педагогічного експерименту підтвердили статистичну достовірність впливу запропонованої методики на якісні показники формування ключових компетентностей та позитивні зрушення у засвоєнні учнями навчального матеріалу з фізики. Суттєві зрушення виявлені в формуванні таких ключових компетентностей як: уміння вчитися впродовж життя, інформаційно-цифрова компетентність, спілкування іноземною мовою. Також впровадження розробленої нами методики сприяє: підвищенню мотивації учнів до навчання, зацікавленості до вивчення фізики, розвитку критичного мислення, удосконаленню вмінь учнів використовувати всі доступні інформаційні джерела для вирішення поставлених задач, наприклад, навчальних проектах , розвитку вмінь використовувати у процесі вивчення фізики прикладне програмне забезпечення, виробленню навичок комунікабельності, роботи в групі, навчальній комунікації тощо.
{"title":"ОРГАНІЗАЦІЯ ПЕДАГОГІЧНОГО ЕКСПЕРИМЕНТУ З УПРОВАДЖЕННЯ МЕТОДИКИ НАВЧАННЯ ФІЗИКИ НА ЗАСАДАХ БІЛІНГВАЛЬНОГО ПІДХОДУ","authors":"Ігор Вергун","doi":"10.32782/pet-2022-2-1","DOIUrl":"https://doi.org/10.32782/pet-2022-2-1","url":null,"abstract":"У статті презентується організація та результати проведення педагогічного експерименту з упровадження розробленої методики навчання фізики на засадах білінгвального підходу в освітньому процесі закладів загальної середньої освіти. Також дано визначення педагогічного експерименту. Педагогічний експеримент охоплював констатувальний, пошуковий, формувальний та контрольний етапи дослідження. Під час проведення експерименту було використано методи спостереження, анкетування, тестування, експеримент, статистичні методи опрацювання результатів. Для організації тестування в дистанційній формі використовувався сервіс Google forms та тести різних типів: вибір одного варіанту, множинний вибір, правильно/неправильно, на встановлення відповідності. У статті продемонстрована діаграма розподілу учнів в контрольних та експериментальних групах за рівнем навчальних досягнень, яка вказує на ефективність запропонованої методики. Результати педагогічного експерименту підтвердили статистичну достовірність впливу запропонованої методики на якісні показники формування ключових компетентностей та позитивні зрушення у засвоєнні учнями навчального матеріалу з фізики. Суттєві зрушення виявлені в формуванні таких ключових компетентностей як: уміння вчитися впродовж життя, інформаційно-цифрова компетентність, спілкування іноземною мовою. Також впровадження розробленої нами методики сприяє: підвищенню мотивації учнів до навчання, зацікавленості до вивчення фізики, розвитку критичного мислення, удосконаленню вмінь учнів використовувати всі доступні інформаційні джерела для вирішення поставлених задач, наприклад, навчальних проектах , розвитку вмінь використовувати у процесі вивчення фізики прикладне програмне забезпечення, виробленню навичок комунікабельності, роботи в групі, навчальній комунікації тощо.","PeriodicalId":355803,"journal":{"name":"Physics and educational technology","volume":"1 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-26","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"129889372","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Тетяна Яцинюк, Андрій Кевшин, Володимир Галян, Інна Іващенко, Віталій Артюх, Костянтин Мельничук, Дмитро Іванюк
Багатокомпонентні халькогенідні напівпровідники характеризуються високою концентрацією різних типів дефектів. Ефекти, що індуковані світлом (фотокристалізація, фотоіндукована анізотропія, фотоаморфізація, збільшення щільності речовини при освітленні, фотопотемніння та просвітління) є найбільше поширеними, в халькогенідних стеклах і обумовлюють трансформації структури та виникнення дефектних станів. Фотоіндуковані явища та відповідні структурні зміни в халькогенідних стеклах теоретично обґрунтовані на основі існування заряджених дефектів зв’язку, які бувають трьох типів: D+, D− і D0. Точковий дефект у вигляді атома з обірваним зв’язком може не містити у точці розриву електрони (D+), мати один електрон (D0) або два електрони (D-). Точкові дефекти з обірваним зв’язком є причиною великої кількості електронних переходів, що зумовлюють люмінесценцію, оптичне поглинання, термічне збудження та рекомбінацію. Структурна впорядкованісь та властивості кристалічних матеріалів визначаються наявністю в них рівноважних і нерівноважних дефектів решітки. Зокрема, пластична деформація кристалів зводиться до руху різних дефектів решітки, теплове розширення кристалів обумовлено не тільки ангармонізмом коливань атомів, а й зростанням концентрації дефектів кристалічної решітки. Проаналізовано роботи, які присвячені дослідженню впливу γ-опромінення на оптичні та електричні властивості напівпровідників. Встановлено, що збільшення дози опромінення приводить до зменшення інтенсивності фотолюмінесценції як у кристалічних, так і в склоподібних зразках. Особливо чутливі до впливу радіації виявились селенідні стекла та кристали. Дослідження процесів дефектоутворення в халькогенідних напівпровідниках створює нові можливості для синтезу матеріалів перспективних в оптоелектронній техніці.
{"title":"ВПЛИВ ДЕФЕКТІВ І ДОМІШОК НА СТРУКТУРУ ТА ВЛАСТИВОСТІ ХАЛЬКОГЕНІДНИХ НАПІВПРОВІДНИКІВ","authors":"Тетяна Яцинюк, Андрій Кевшин, Володимир Галян, Інна Іващенко, Віталій Артюх, Костянтин Мельничук, Дмитро Іванюк","doi":"10.32782/pet-2022-2-8","DOIUrl":"https://doi.org/10.32782/pet-2022-2-8","url":null,"abstract":"Багатокомпонентні халькогенідні напівпровідники характеризуються високою концентрацією різних типів дефектів. Ефекти, що індуковані світлом (фотокристалізація, фотоіндукована анізотропія, фотоаморфізація, збільшення щільності речовини при освітленні, фотопотемніння та просвітління) є найбільше поширеними, в халькогенідних стеклах і обумовлюють трансформації структури та виникнення дефектних станів. Фотоіндуковані явища та відповідні структурні зміни в халькогенідних стеклах теоретично обґрунтовані на основі існування заряджених дефектів зв’язку, які бувають трьох типів: D+, D− і D0. Точковий дефект у вигляді атома з обірваним зв’язком може не містити у точці розриву електрони (D+), мати один електрон (D0) або два електрони (D-). Точкові дефекти з обірваним зв’язком є причиною великої кількості електронних переходів, що зумовлюють люмінесценцію, оптичне поглинання, термічне збудження та рекомбінацію. Структурна впорядкованісь та властивості кристалічних матеріалів визначаються наявністю в них рівноважних і нерівноважних дефектів решітки. Зокрема, пластична деформація кристалів зводиться до руху різних дефектів решітки, теплове розширення кристалів обумовлено не тільки ангармонізмом коливань атомів, а й зростанням концентрації дефектів кристалічної решітки. Проаналізовано роботи, які присвячені дослідженню впливу γ-опромінення на оптичні та електричні властивості напівпровідників. Встановлено, що збільшення дози опромінення приводить до зменшення інтенсивності фотолюмінесценції як у кристалічних, так і в склоподібних зразках. Особливо чутливі до впливу радіації виявились селенідні стекла та кристали. Дослідження процесів дефектоутворення в халькогенідних напівпровідниках створює нові можливості для синтезу матеріалів перспективних в оптоелектронній техніці.","PeriodicalId":355803,"journal":{"name":"Physics and educational technology","volume":"42 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-26","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"133850124","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
京公网安备 11010802042870号
京ICP备2023020795号-1
扫码关注我们
求助内容：
应助结果提醒方式：