инновационный курс

«Компьютерная физика»
комплексное углубленное повторение школьной программы 7, 8, 9 классов по физике, математике, информатике

  

  • основой курса является изучение программирования на языке «Python»
  • с программированием неразрывно «переплетаются» различные школьные дисциплины: физика, математика, информатика
  • основное внимание уделяется созданию программных графических и анимационных моделей, как наиболее доступных для восприятия школьниками
  • выполнению лабораторных работ по физике в среде смешанной реальности
  • моделирование и решение задач ЕГЭ и ОГЭ по программе 7-9 класса.
  • программирование - это не только объект изучения, но и средство формирования универсального навыка - отображать реальный мир в виде цифровых программных моделей

 

Курс «Компьютерная физика» дает возможность:

  • освоить компьютер как универсальный инструмент в образовании
  • сформировать востребованный навык в современном «цифровом» мире – умение ставить задачу и составлять алгоритм ее решения
  • провести предварительную профориентацию в научно-инженерных областях
  • обеспечить 100% родительский контроль (после каждого занятия ученик должен продемонстрировать родителям созданную им программную модель).

Преподаватель курса: Джумаев М.Р., врач-кибернетик, программист, биофизик

   

    

Основные темы курса «Компьютерная физика»

7 класс

1. Введение в курс «Компьютерная физика»
Что такое «Компьютерная физика? Преимущества.
Основы алгоритмизации и программирования.
Алгоритм. Блок – схемы алгоритмов.
PYTHON: библиотека turtle graphics.
Первые программы в turtle graphics.
Оформление программ (digital-этикет).

2. Лаб. работа. Измерение размера пикселя
Пиксель: свойства, размеры. Пиксельная графика.
Виртуальная, смешанная реальность.
Новые команды в turtle graphics. Цикл.
Основы работы с цветом в PYTHON.
Лаб. работа. Измерение размера пикселя в среде смешанной реальности методом рядов.

3. Декартова система. Пиксельное чудо
Декартова система координат.
Программные модели: статические, динамические.
Приемы представления визуальной информации.
PYTHON: подпрограммы, функции.
Программируем пиксельное чудо.

4. Базовые математические функции в физике
Линейная функция y = kx + b.
PYTHON: библиотека matplotlib.
Программное моделирование функции.
Применение модели в различных разделах физики.
Создание графика линейной функции в turtle.

5. Прямолинейное равномерное движение
Прямолинейное равномерное движение тел.
Скорость, формулы, графики скорости.
PYTHON: модуль time, циклы, функции.
Основы анимационного программирования.
Программная модель движения автомобиля.

6. Лаб. раб. Измерение скорости движения шарика
Создание программной модели движения шарика.
Лаб. работа в среде дополненной реальности:
- измерение пройденного пути линейкой на экране;
- измерение времени движения при помощи Секундомера.
Работа с фоном и оформлением.

7. Цвет в физике и в компьютерной физике. Часть 1
Физика и биофизика восприятия цвета.
Цветокодирование. Биты. Байты.
Система кодирования RGB.
Работа с цветом в turtle.
Решение задач ЕГЭ и ОГЭ по информатике.

8. Цвет в физике и в компьютерной физике. Часть 2
Работа с цветом в turtle.
Оформление фона и цветовой гаммы программы.
Метод colormode().
Дискретные цветовые шкалы.
Решение задач ЕГЭ и ОГЭ по информатике.

9. Сила упругости. Закон Гука
Деформация. Сила упругости. Закон Гука.
PYTHON: массивы, циклы, функции.
Создание программной графической модели закона Гука.
Решение задач ЕГЭ и ОГЭ с использованием модели.
Руководство пользователя.

10. Момент силы. Центр тяжести. Рычаг
Сила. Плечо силы. Момент силы. Рычаг.
Правило равновесия рычага.
PYTHON: функции с аргументами, условия.
Моделирование равновесия грузов на рычаге.
Решение задач ЕГЭ и ОГЭ с использованием модели.

8 класс

1. Введение в курс «Компьютерная физика»
Аналоговые и дискретные величины.
Алгоритм. Блок – схемы алгоритмов.
Пирамида усвоения новых знаний.
PYTHON: библиотека turtle graphics.
Оформление программ (digital-этикет).

2. Пиксель. Пиксельная графика. Макроскопия.
Пиксель: свойства, размеры. Пиксельная графика.
Виртуальная, смешанная реальность.
PYTHON: цикл for, новые команды.
Лаб. работа. Измерение размера пикселя в среде смешанной реальности методом рядов.

3. Строение вещества. Атомы и молекулы
Строение атомов и молекулы.
Программные модели: статические, динамические.
Приемы представления визуальной информации.
PYTHON: подпрограммы, функции.
Программная графическая модель молекулы воды.

4. Базовые математические функции. Функция y = k/x
Базовые функции из школьного курса математики.
Обратно пропорциональная функция y = k/x.
PYTHON: библиотека matplotlib.
Программное моделирование функции.
Применение модели в различных разделах физики.
Решение задач ЕГЭ и ОГЭ по математике.
Адаптация turtle под matplotlib.

5. Моделирование поступательного движения тел
Поступательное движение тел.
Прямолинейное движение. Скорость тела.
Системы координат: декартова, полярная.
PYTHON: модуль time.
Моделирование поступательного движения объекта.

6. Лаб. раб. Измерение скорости движения шарика
Создание программной модели движения шарика.
Выполнение работы в среде дополненной реальности.
- измерение пройденного пути линейкой на экране.
- измерение времени движения при помощи секундомера.

7. Цвет в физике и в компьютерной физике
Физика и биофизика восприятия цвета.
Глубина цвета. Цветовые модели RGB, CMYK.
Решение задач ЕГЭ и ОГЭ по информатике.
PYTHON: кодирование цветов в turtle graphics.
Цветовые дискретные шкалы.

8. Лаб. работа. Сравнение количеств теплоты при смешивании воды разной температуры
Тепловые явления. Температура. Количество теплоты.
Внутренняя энергия. Теплоемкость.
Дискретная цветокодированная шкала температуры.
Программное графическое / анимационное.
моделирование виртуальной лабораторной работы.

9. Лаб. раб. Регулирование силы тока реостатом
Электрические явления. Электрический ток.
Сила тока, напряжение, сопротивление. Закон Ома.
PYTHON: циклы, функции с аргументами.
Графическое моделирование электрических цепей.
Лаб. раб. Регулирование силы тока реостатом.

10. Геометрическая оптика
Линзы. Оптическая ось.
Законы геометрической оптики.
Глаз и зрение. Оптические иллюзии.
PYTHON: вложенные циклы.
Моделирование отражения и преломления лучей.

9 класс

1. Введение в курс «Компьютерная физика»
Аналоговые и дискретные величины.
Алгоритм. Блок – схемы алгоритмов.
PYTHON: библиотека turtle graphics.
Требования цифровой эпохи: digital-этикет.
Протокол написания программ PEP8.

2. Пиксель. Пиксельная матрица
Пиксель: свойства, размеры. Пиксельная графика.
Виртуальная, смешанная реальность.
PYTHON: цикл for, новые команды.
Лаб. работа. Измерение размера пикселя в среде смешанной реальности методом рядов.

3. Строение вещества. Атомы и молекулы
Основы молекулярно-кинетической теории.
Строение атомов и молекул.
Программные модели: статические, динамические.
Броуновское движение.
PYTHON: циклы, функции.
Программные графические модели атомов и молекул.

4. Базовые математические функции в физике
Квадратичная функция y = ax2+bx+c.
PYTHON: библиотека matplotlib, numpy.
Программное моделирование функции.
Применение модели в различных разделах физики.
Решение задач ЕГЭ и ОГЭ по математике.
Адаптация turtle под matplotlib.

5. Поступательное и вращательное движение
Поступательное движение.
Вращательное движение.
Прямолинейное движение. Скорость тела.
PYTHON: модуль time, метод tracer().
Моделирование вращательного движения тела.
Графическое решение задач ЕГЭ и ОГЭ на скорость.

6. Лаб. раб. Измерение скорости движения шарика
Создание программной модели движения шарика.
Выполнение работы в среде дополненной реальности.
- измерение пройденного пути линейкой на экране.
- измерение времени движения при помощи секундомера.

7. Цветовосприятие. Цветокодирование
Цвет – качественная характеристика света.
Системы кодирования цветов RGB и CMYK.
Решение задач ЕГЭ и ОГЭ по информатике.
PYTHON: кодирование цветов в turtle graphics.
Цветовые шкалы: дискретные и аналоговые.

8. Лаб. работа. Сравнение количеств теплоты при смешивании воды разной температуры
Тепловые явления. Температура. Количество теплоты.
Внутренняя энергия. Теплоемкость.
Дискретная цветокодированная шкала температуры.
Программное графическое / анимационное.
моделирование виртуальной лабораторной работы.

9. Равноускоренное прямолинейное движение
Перемещение. Мгновенная скорость. Ускорение.
Равноускоренное движение.
PYTHON: циклы, функции, метод clear().
Анимационное моделирование равноускоренного движения тележки по горизонтальной поверхности.

10. Движение тела, брошенного под углом к горизонту
Траектория полета баллистического снаряда.
PYTHON: циклы, функции, массивы, метод onkeypress().
Моделирование броска тела с высоты.
Моделирование броска тела под углом к горизонту.
Оформление документации программного продукта.

 

В этом учебном году предлагается совмещенный годовой курс 32 занятия:

16 занятий «Компьютерная физика» и

16 занятий «Компьютерная биофизика»

 

Расписание и стоимость очных занятий (МФТИ, г. Москва)

Класс День недели Время занятий Стоимость за 4 занятия/ месяц

Кол-во ак. часов

за 1 занятие

Количество занятий за годовой курс

7 класс

 

вторник 17.00-19.00 6000р 2,5 32

8 класс

 

среда 17.00-19.00 6000р 2,5 32

9 класс

 

четверг 17.00-19.00 6000р 2,5 32

 

Расписание и стоимость очных занятий (МФТИ, г. Долгопрудный)

Класс День недели Время занятий Стоимость за 4 занятия/ месяц

Кол-во ак. часов

за 1 занятие

Количество занятий за годовой курс

7 класс

 

воскресенье 14.30-16.30 6000р 2,5 32

8 класс

 

воскресенье 12.15-14.15 6000р 2,5 32

9 класс

 

воскресенье 10.00-12.00 6000р 2,5 32

 

Расписание и стоимость онлайн занятий (zoom)

Класс День недели Время занятий Стоимость за 4 занятия/ месяц

Кол-во ак. часов

за 1 занятие

Количество занятий за годовой курс

7 класс

 

суббота 12.15-14.15 5400р 2,5 32

8 класс

 

суббота 10.00-12.00 5400р 2,5 32

9 класс

 

суббота 14.30-16.30 5400р 2,5 32

ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ НА КУРС

 

   

Часто задаваемые вопросы

Что такое «Компьютерная физика»?

Компьютерная физика – это дисциплина, объединяющая в себе три предмета (физика, математика, информатика), при помощи программирования на языке Python. Ученики одно-временно изучают программирование и используют его для отображения физических процессов на экране компьютера в виде графических и анимационных программных моделей. Это дает возможность познать окружающий мир через цифровое моделирование на основе знаний физики, математики и информатики.

Зачем нужно изучать программирование?

Даже если вы не планируете становиться программистом, такой навык пригодится и в школе, и в вузе, а потом и на работе в любой области «цифровой экономики».
Программирование – это фундаментальный навык, который учит мыслить абстрактно и системно.
В отличие от других школьных предметов, программирование помогает сразу закрепить его принципы на практике. Чтобы написать простейшую программу, отображающую любой физический процесс, ученик должен:
• понять суть физического процесса
• описать процесс математическими формулами
• изучить необходимые команды языка программирования для написания программы
• написать и отладить компьютерную программу
• написать инструкцию, как другие могут пользоваться его программой
Если написанная программа не работает, ученику приходится разбираться и придумывать решение задачи, что требует большого внимания и усидчивости.

Чем ваши курс отличаются от многочисленных курсов программирования?

Мы обучаем не просто программированию, но и его практическому применению в среднем образовании и в дальнейшей профессиональной деятельности. Наш курс экспериментальный, у него нет аналогов. Программирование – это не только объект изучения, но и средство формирования универсального навыка – отображать реальный мир в виде цифровых программных моделей. Цель курса – не просто погрузить учащихся в виртуальный мир, а дать им инструментарий для гармоничного объединения материального и наступающего «цифрового» мира.

Какой язык программирования лучше изучать?

Существует несколько тысяч языков программирования. Все определяется теми задачами, которые нужно решать. Поскольку мы решаем простейшие задачи с точки зрения программирования, то лучшим языком будет тот, который проще освоить. Отсюда и выбор Python – язык программирования, основные преимущества которого простота освоения и универсальность. В основе своей все языки программирования похожи, т.к. базируются на алгоритмах решения задач. Освоив один язык, легко изучить и любой другой.

Что такое «конвергентная платформа»?

Под конвергентным образованием понимается процесс, направленный на формирование мультидисциплинарной образовательной среды, в которой учащиеся воспринимают мир как единое целое, а не как набор отдельных научных дисциплин. В нашей концепции в «неразрывном переплетении» изучаются программирование, физика, математика, информатика. Аналогично строятся и другие наши курсы, например, «Компьютерная биофизика», в котором к перечисленным выше дисциплинам добавлены биология и инженерия. Таким образом, сформирована «конвергентная образовательная платформа «PROGRAM-MIR» – программируем окружающий мир». На ее базе по таким же принципам будут создаваться и другие курсы, в основе которых лежит программирование.

Как строятся занятия?

Основная форма обучения – это практические занятия – реализация небольших проектов по написанию программ самим учеником. Но для того, чтобы ее написать, требуется проделать большой объем предварительных работ: правильно поставить задачу, изучить физику процесса, повторить математику, подобрать необходимые библиотеки языка программирования. Только после этого начинается кропотливая работа по написанию программы. В процессе работы возникает множество вопросов, которые нужно решать самостоятельно или с помощью преподавателя.

Будет ли контролироваться посещаемость?

На 100% будет контролироваться не только посещаемость, но и работа ученика на занятиях. После каждого занятия ученик должен продемонстрировать родителям работающую компьютерную программу. Даже если родители ничего не понимают в программировании, они на экране компьютера увидят, что программа, написанная их ребенком, работает.

Смогу ли я устроится на работу программистом?

Наши ученики получат полное представление о процессе работы над проектами, связанными с программированием. Курс поможет предварительной профориентации и даст начальный импульс. И если ученик почувствует, что программирование это его жизненный путь, он должен продолжить образование в ВУЗе.

Поможет ли курс «Компьютерная физика» при поступлении в ВУЗ?

Основная задача курса «Компьютерная физика» – сформировать аналитическое алгоритмическое мышление, структурировать знания по физике, математике, информатике. При этом, по каждой рассматриваемой теме решаются задачи ЕГЭ и ОГЭ по физике, математике, информатике. Безусловно, это поможет успешной сдаче экзаменов. Но наш курс не заменит специализированной подготовки по физике, математике, информатике к поступлению в ВУЗы, действующие на подготовительных курсах МФТИ.

 

Отзывы о курсе «Компьютерная физика»

Отзывы учеников

Курс очень понравился. Когда родители меня на него записывали, я даже и представить не могла, что это будет так интересно. Очень хочу в следующем году снова записаться на компьютерную физику. Спасибо большое. Было очень круто.
Элеонора Б. 8 кл.

После прохождения курса, хочу резюмировать свои впечатления от участия в нем. Могу однозначно сказать, что реализованное вами мероприятие в форме настоящего курса, было определенно мне интересно и несло в себе большой объем полезной и важной для меня информации. Я периодически участвую в различных мероприятиях сопоставимых с настоящим курсом, но подача материала, осуществленная Вами, выгодно выделяет данный курс среди прочих равных. Считаю, что вы в высшей степени похвалы реализовали в данном курсе все «выжимки знаний» которые донесли до нас, участников данного проекта. Искренне благодарен вам за предоставленные знания и надеюсь на продолжение в том же ключе!!!
Артур Б. 7 кл.

Достаточно занятный курс, прекрасные и отзывчивые преподаватели. Лично мои познания в физике с точки зрения определений не сильно изменились, а познания в области информатики и программирования (особенно) сильно увеличились. Больше всего я на курсе научился решению задач нестандартно.
Егор К. 9 кл.

Отзывы родителей

Хочется поблагодарить организаторов и преподавателей курса! Знания и практические навыки, что сой ребенок получил за несколько месяцев обучения на этом курсе, бесценны! Благодарим!

Присоединяюсь к благодарностям! Потрясающий, интересный авторский курс! Респект преподавателю.

Домашнее задание. Оценка 5, очень классно и красиво, как маленькие с мужем сидели и игрались подстановкой цифр разных. Огромное спасибо за Вашу работу.

 

Остались вопросы? Звоните!

8-800-302-77-42

8-495-542-65-62

8-495-743-29-02