Bulletin of Kemerovo State University. Series: Humanities and Social Sciences Bulletin of Kemerovo State University. Series: Humanities and Social Sciences Вестник Кемеровского государственного университета. Серия: Гуманитарные и общественные науки 2542-1840 2541-9145 109324 10.21603/2542-1840-2025-9-4-573-586 aufpjl Теория и методика обучения и воспитания Theory and Methodology of Education and Upbringing Теория и методика обучения и воспитания Computer Modeling as a Tool for Research Activities in School Physics Компьютерное моделирование в школьном курсе физики как инструмент научно-исследовательской деятельности обучающихся https://orcid.org/0000-0002-0540-3293 Шмырева Наталья Александровна Shmireva Natalia Aleksandrovna Гвоздикова Екатерина Викторовна Gvozdikova Ekaterina Viktorovna Ekaterinagvozdikova3@yandex.ru Кемеровский государственный университет Кемерово Россия Kemerovo State University Kemerovo Russian Federation Кемеровский государственный университет Kemerovo Россия Kemerovo State University Kemerovo Russian Federation 05 12 2025 05 12 2025 9 4 573 586 30 04 2025 02 06 2025 https://moloprom.kemsu.ru/en/nauka/article/109324/view

В статье актуализирован вопрос внедрения в современную образовательную практику школьного курса физики одного из направлений виртуальных технологий – компьютерного моделирования, представляющего инструмент научно-исследовательской деятельности обучающихся. Изучение выбранной тематики вызвано необходимостью решать проблему развития воображения, логического и критического мышления у обучающихся, формирования навыков и умений научного познания через углубленное изучение и понимание физических законов и явлений, а также применение их в конкретных физических задачах. Цель – разработать содержание программы научно-исследовательской деятельности обучающихся 8-х классов «Компьютерное моделирование физических свойств молекул и кристаллов». Основные теоретические результаты: систематизация научных смыслов рассматриваемых ведущих понятий (научно-исследовательская деятельность, компьютерное моделирование). Практические результаты нашли свое выражение в разработке и реализации программы, предусматривающей включение обучающихся в научно-исследовательскую деятельность. Научная новизна данного исследования заключается в том, что сформулирована суть компьютерного моделирования в школьном курсе физики как инструмента научно-исследовательской деятельности обучающихся, представляющего механизм расширения имеющегося объема знаний, развития творческого и критического мышления, стимулирования поиска и нахождения рациональных путей преодоления поставленных задач, а также доказана идея разработки содержания программы научно-исследовательской деятельности обучающихся в школьном курсе физики и предложены практические шаги ее реализации. В результате было разработано содержание программы научно-исследовательской деятельности обучающихся 8-х классов «Компьютерное моделирование физических свойств молекул и кристаллов».

Computer modeling can be introduced into the secondary school course of physics as a creative research tool. It develops imagination, logical thinking, and critical thinking. Students learn to apply their knowledge of physical laws and phenomena to specific physical problems. Upon investigating such concepts as research activities and computer modeling, the authors designed a research program for 8th grade students in computer modeling of the physical properties of molecules and crystals. The program was tested and proved to be an effective research tool that allowed the students to expand their knowledge of physics, improve creativity, and develop critical thinking, as well as taught them to look for rational solutions to practical tasks.

 научная деятельность исследовательская деятельность обучающиеся принципы научно-­исследовательской деятельности методологическое основание исследования компьютерное моделирование программа результативность научно-исследовательской деятельности scientific activity research activity students principles of research activity methodological basis of research computer modeling program effective research

Воробьева М. Н. Исторический аспект формирования и развития научно-исследовательской деятельности студентов. Транспортное дело России. 2015. № 1. С. 105–106. https://elibrary.ru/txtuux Vorobyeva M. N. The historical aspect of the formation and development of scientific and research activity of students. Transport business of Russia, 2015, (1): 105–106. (In Russ.) https://elibrary.ru/txtuux Бажанов В. А. Деятельностный подход и современная когнитивная наука. Вопросы философии. 2017. № 9. С. 162–169. https://elibrary.ru/zgcqjb Bazhanov V. A. Activity approach and contemporary cognitive science. Questions of philosophy, 2017, (9): 162–169. (In Russ.) https://elibrary.ru/zgcqjb Шадриков В. Д. Психология деятельности человека. М.: ИП РАН, 2013. 464 c. https://elibrary.ru/tzjvwx Shadrikov V. D. Psychology of human activity. Moscow: IP RAS, 2013, 464. (In Russ.) https://elibrary.ru/tzjvwx Полонский В. М. Словарь по образованию и педагогике. М.: Высш. шк., 2004. 512 с. https://elibrary.ru/qzapcv Polonsky V. M. Dictionary of education and pedagogy. Moscow: Vyssh. shk., 2004, 512. (In Russ.) https://elibrary.ru/qzapcv Слепцов А. И. Формы обучения учащихся исследовательской деятельности по физике. Теория и практика образования в современном мире: Междунар. науч. конф. (Санкт-Петербург, 20–23 февраля 2012 г.) СПб.: Реноме, 2012. С. 219–221. https://elibrary.ru/vmqstd Sleptsov A. I. Forms of teaching students research activities in physics. Theory and practice of education in the modern world: Proc. Intern. Sci. Conf., St. Petersburg, 20–23 Feb 2012. St. Petersburg: Renome, 2012, 219–221. (In Russ.) https://elibrary.ru/vmqstd Зимняя И. А., Шашенкова Е. А. Исследовательская работа как специфический вид человеческой деятельности. Ижевск-М.: УдГУ, 2001. 103 с. Zimnaya I. A., Shashenkova E. A. Research work as a specific type of human activity. Izhevsk-Moscow: USU, 2001, 103. (In Russ.) Блохин В. В. Исследовательская деятельность учащихся: от проблемного обучения к исследовательской работе. Преподавание истории в школе. 2017. № 3. С. 3–7. https://elibrary.ru/xxymhf Blokhin V. V. The research activity of students: From problem-based learning to research. Prepodavanie istorii v shkole, 2017, (3): 3–7. (In Russ.) https://elibrary.ru/xxymhf Савенков А. И. Концепция исследовательского обучения. Педагогика. 2008. № 4. С. 47–50. https://elibrary.ru/kvcmgd Savenkov A. I. The concept of research training. Pedagogy, 2008, (4): 47–50. (In Russ.) https://elibrary.ru/kvcmgd Калматова Г. М. Когнитивные основы формирования научно-исследовательских умений студентов. Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2025. № 2-2. С. 14–17. https://doi.org/10.24412/2500-1000-2025-2-2-14-17 Kalmatova G. M. Cognitive foundations of the formation of students' research skills. International Journal of Humanities and Natural Sciences, 2025, (2-2): 14–17. (In Russ.) https://doi.org/10.24412/2500-1000-2025-2-2-14-17 Кавтрев А. Ф. Компьютерные модели в школьном курсе физики. Компьютерные инструменты в образовании. 1998. № 2. С. 41–47. Kavtrev A. F. Computer models in the school physics course. Kompjuternye instrumenty v obrazovanii, 1998, (2): 41–47. (In Russ.) Розова Н. Б. Применение компьютерного моделирования в процессе обучения (на примере изучения молекулярной физики в средней общеобразовательной школе): дис. … канд. пед. наук. Вологда, 2002. 163 с. https://elibrary.ru/nmcnxb Rozova N. B. Using computer modeling in the learning process: Molecular physics in secondary school. Cand. Ped. Sci. Diss. Vologda, 2002, 163. (In Russ.) https://elibrary.ru/nmcnxb Маркович О. С. Компьютерное моделирование в учебном исследовании: разработка новых методов обучения с использованием информационных технологий. Современные проблемы науки и образования. 2015. № 5. С. 1–8. https://elibrary.ru/ytieai Markovich O. S. Computer modeling in educational research: Development of new methods of training with use of information technologies. Modern problems of science and education, 2015, (5): 1–8. (In Russ.) https://elibrary.ru/ytieai Оспенникова Е. В., Антонова Д. А. Компьютерное моделирование как метод учебного познания при изучении предметов естественно-научного цикла в средней школе. Ученые записки Забайкальского государственного университета. 2024. Т. 19. № 3. С. 55–67. https://doi.org/10.21209/2658-7114-2024-19-3-55-67 Ospennikova E. V., Antonova D. A. Computer modeling as a method of educational cognition and its application in the study of subjects of the natural science cycle in secondary school. Scholarly Notes of Transbaikal State University, 2024, 19(3): 55–67. (In Russ.) https://doi.org/10.21209/2658-7114-2024-19-3-55-67 Денисенко М. А. Компьютерное моделирование при формировании компетенций будущего специалиста. Итоги научных исследований ученых МГУ имени А. А. Кулешова 2021 г.: науч.-метод. конф. (Могилев, 27 января – 11 февраля 2022 г.) Могилев: МГУ имени А. А. Кулешова, 2022. С. 75–76. https://elibrary.ru/swxczo Denisenko M. A. Computer modeling in the formation of future specialist competencies. The results of scientific research by scientists of Mogilev State University named after A. A. Kuleshov in 2021: Proc. Sci.-Method. Conf., Mogilev, 27 Jan – 11 Feb 2022. Mogilev: MSU named after A. A. Kuleshov, 2022, 75–76. (In Russ.) https://elibrary.ru/swxczo Львовский В. А., Воронцов А. Б., Заславский В. М., Чудинова Е. В., Эльконин Б. Д. Развивающее обучение. Модель основной образовательной программы образовательного учреждения. М.: Просвещение, 2013. 192 c. https://elibrary.ru/yniajv Lvovsky V. A., Vorontsov A. B., Zaslavsky V. M., Chudinova E. V., Elkonin B. D. Developing learning. Model of the basic educational program of an education institution. Moscow: Prosveshhenie, 2013, 192. (In Russ.) https://elibrary.ru/yniajv Веденская Т. Е. Понятие «Система» и системный подход в педагогике. Теория и практика общественного развития. 2015. № 7. С. 197–199. https://elibrary.ru/twoovj Vedenskaya T. E. The concept of "system" and the system approach in pedagogy. Theory and practice of social development, 2015, (7): 197–199. (In Russ.) https://elibrary.ru/twoovj Горчичко С. Г. Педагогические подходы к профессиональному развитию учителя физики. Мир науки, культуры, образования. 2025. № 1. С. 107–109. https://doi.org/10.24412/1991-5497-2025-1110-107-109 Gorchichko S. G. Pedagogical approaches to the professional development of a physics teacher. The world of science, culture and education, 2025, (1): 107–109. (In Russ.) https://doi.org/10.24412/1991-5497-2025-1110-107-109 Ярычев Н. У. Методологические основания разработки компетентностного подхода в современной педагогике. Мир науки, культуры, образования. 2025. № 1. С. 76–77. https://doi.org/10.24412/1991-5497-2025-1110-76-77 Yarychev N. U. Methodological bases for developing a competence-based approach in modern pedagogy. The world of science, culture and education, 2025, (1): 76–77. (In Russ.) https://doi.org/10.24412/1991-5497-2025-1110-76-77 Dovesi R., Saunders V. R., Roetti C., Orlando R., Zicovich-Wilson C. M., Pascale F., Civalleri B., Doll K., Harrison N. M., Bush I. J., D’Arco P., Llunell M., Causà M., Noël Y., Maschio L., Erba A., Rerat M., Casassa S. CRYSTAL17 User's Manual. Torino, 2017. Dovesi R., Saunders V. R., Roetti C., Orlando R., Zicovich-Wilson C. M., Pascale F., Civalleri B., Doll K., Harrison N. M., Bush I. J., D’Arco P., Llunell M., Causà M., Noël Y., Maschio L., Erba A., Rerat M., Casassa S. CRYSTAL17 User's Manual. Torino, 2017. Никитина Т. В. Практическая реализация междисциплинарного подхода в школьном образовании. Концепт. 2025. № 1. С. 169–181. https://doi.org/10.24412/2304-120X-2025-11012 Nikitina T. V. Practical implementation of the interdisciplinary approach in school education. Concept, 2025, (1): 169–181. (In Russ.) https://doi.org/10.24412/2304-120X-2025-11012 Перышкин А. В. Физика. 8 класс. М.: Дрофа, 2013. 237 с. Peryshkin A. V. Physics. 8th grade. Moscow: Drofa, 2013, 237. (In Russ.) Едронова В. Н., Овчаров А. О. Организация научного исследования. Экономический анализ: теория и практика. 2013. № 3. С. 2–8. https://elibrary.ru/pmousp Edronova V. N., Ovcharov A. O. Organizing scientific research. Economic analysis: Theory and practice, 2013, (3): 2–8. (In Russ.) https://elibrary.ru/pmousp Фролова Т. Н., Шашурина Г. В. Системный подход и его роль в научном исследовании. Психология и педагогика служебной деятельности. 2023. № 1. С. 158–161. https://doi.org/10.24412/2658-638X-2023-1-158-161 Frolova T. N., Shashurina G. V. The systematic approach and its role in scientific research. Psychology and pedagogies of official activity, 2023, (1): 158–161. (In Russ.) https://doi.org/10.24412/2658-638X-2023-1-158-161 Юрков Н. К., Якимов А. Н. Компьютерное моделирование и его роль в современном вузовском образовании. Труды международного симпозиума «Надежность и качество». 2017. Т. 2. С. 373–374. https://elibrary.ru/zdgufp Yurkov N. K., Yakimov A. N. Computer modeling and its role in modern university education. Trudy mezhdunarodnogo simpoziuma "Nadezhnost' i kachestvo", 2017, 2: 373–374. (In Russ.) https://elibrary.ru/zdgufp Санько А. М., Борисова С. П. Организация исследовательской деятельности обучающихся. Известия Самарского научного центра РАН. Социальные, гуманитарные, медико-биологические науки. 2023. Т. 25. № 88. С. 42–48. https://doi.org/10.37313/2413-9645-2023-25-88-42-48 Sanko A. M., Borisova S. P. Organization of students' research activities. The Proceedings Samara Scientific Centre of the RAS. Social, Humanities, Biomedical Sciences, 2023, 25(88): 42–48. (In Russ.) https://doi.org/10.37313/2413-9645-2023-25-88-42-48 Гугало В. П., Остроумова Ю. С., Ханин С. Д. Актуализация научных основ и методов нанотехнологий в обучении физике. Международный научно-исследовательский журнал. 2025. № 2. https://doi.org/10.60797/IRJ.2025.152.70 Gugalo V. P., Ostroumova Yu. S., Khanin S. D. Actualization of scientific bases and methods of nanotechnologies in physics teaching. International Research Journal, 2025, (2). (In Russ.) https://doi.org/10.60797/IRJ.2025.152.70