ZCE 111/4

Pendekatan komputasi dalam pembelajaran fizik

(Computational Approach in Physics Learning)

Tujuan Kursus: Kursus ini bertujuan melatih pelajar-pelajar untuk menggunakan aplikasi pekej softwer untuk tujuan pengvisualan dan menyelesaikan masalah-masalah dalam pembelajaran fizik.

The course aims at training students to make use of software aplication package to visualise and solve numerical problems usually encountered in the study of physics.

Hasil Pembelajaran: Pada akhir kursus ini, pelajar dapat:

1.	Memahami konsep asas aplikasi softwer dalam pembangunan algoritma mudah.
2.	Mengaplikasikan teknik dan strategi pengaturcaraan yang sesuai untuk menyelesaikan permasalahan dalam pembelajaran fizik.
3.	Menunjukkan keupayaan dalam penggunaan pakej perisian komputer untuk visualisasi, manipulasi dan pemprosesan data.

Kursus ini merupakan satu kursus praktikal di mana pelajar-pelajar belajar teknik-teknik menyelesaikan masalah-masalah berkaitan dengan fizik menggunakan kaedah pengkomputeran. Pendekatan kursus ini berbentuk ‘hands-on’ dan mengharapkan pelajar mencapai tujuan pembelajaran melalui aktiviti-aktiviti menyelesaikan tugasan-tugasan secara berterusan.

Sinopsis Kursus:

Kursus ini memperkenalkan konsep asas pengaturcaraan komputer, pembangunan algoritma, penyelesaian masalah secara kaedah pengkoputeran, teknik pengaturcaraan untuk manipulasi dan pengvisualan data dengan menggunakan satu pekej perisian yang terpilih. Topik-topik yang diliputi termasuk: Pengenalan kepada pakej perisian; mengimport dan mengeksport fail; manipulasi dan visualisasi data; interpolasi, ekstrapolasi dan pemadanan titik-titik data; pencarian punca secara berangka; penyelesaian persamaan pembezaan peringkat pertama dan dua; pengamiran secara berangka; pengvisualan geometri dalam dua dan tiga dimensi; simulasi pergerakan dalam fizik klasik; simulasi rambatan gelombang; simulasi medan-medan elektrostatik dan magnetostatik.

This course introduces basic programming concepts, algorithm development, problem solving through computational methods, programming techniques for data manipulation and visualization using a selected programming package of choice. Topics covered include: Introduction to programming package; importing and exporting of files; data manipulation and visualization; interpolation, extrapolation and fitting of data points; numerical root-finding; solving first and second order differential equations numerically; numerical integration; visualization of geometry in two and three dimensions; simulation of motion in classical physics; simulation of wave propagation; simulation of electrostatic and magnetostatic fields.

Rujukan utama:

(i)Andi Klein and Alexander Godunov, Introductory Computational Physics, Cambridge University Press (2006).

(ii)Eugene Don, Schaum's Outline of Mathematica, 2ed, Schaum's Outline Series, McGraw-Hill (2009).

Rujukan tambahan:

(i)Landau R. H., A First Course in Scientific Computing: Symbolic, Graphic, and Numeric Modeling Using Maple, Java, Mathematica, and Fortran 90, Princeton University Press (2005).

(ii)Nicholas J. Giordano and Hisao Nakanishi, Computational Physics, 2nd Edition, Addison-Wesley (2005).

Course Structure