Курсова робота на тему: «ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ МОДЕЛЮВАННЯ ПРИ ВИВЧЕННІ ФІЗИКИ В ШКОЛІ»

Зміст

Вступ

1 Модель та методи моделювання.

2 Класифікація моделей, види моделей.

3 Метод відбору матеріалу для моделювання.

4 Аналіз навчального матеріалу Хвильової оптики.

4.1 Інтерференція хвиль. Когерентні та некогерентні хвилі.

4.2 Інтерференція світла.

4.3 Використання явища інтерференції.

4.4 Дифракція на щілині. Дифракційна решітка.

5 Комп’ютерні моделі та педагогічні програмні засоби.

Висновок

Література

Вступ

Одним з головних завдань загальноосвітньої школи є створення умов для формування творчої особистості, реалізації та самореалізації її природних задатків і можливостей в освітньому процесі. Перспективним шляхом реалізації такої програми є впровадження в навчальний процес школи нових інформаційних технологій, що підвищують рівень освіти та удосконалюють рівень знань. На жаль, стрімкий розвиток обчислювальних засобів як програмних, так і апаратних, не приводить до такого ж стрімкого використання комп’ютерних методів моделювання в навчанні фізики. Тому, актуальність дослідження полягає в розширенні методичної бази застосування інформаційних технологій в шкільному фізичному експерименті за рахунок використання комп’ютерних моделей дослідів, які практично неможливо поставити в звичайних шкільних умовах.

Об’єктом дослідження є навчальний процес з фізики в школі в умовах застосування нових інформаційних технологій навчання.

Предметом дослідження є метод моделювання та застосування комп’ютерної техніки в навчальному процесі з фізики.

Мета дослідження: розробити методику застосування комп’ютерних моделей.

В дослідженні висунуто таку ідею : навчання за допомогою комп’ютерної моделі значно розширить світогляд дітей, надасть можливість в цілому краще зрозуміти фізику.

Гіпотезою дослідження є припущення про те, що застосування комп’ютерної моделі в навчальному процесі сприятиме розвитку пізнавального інтересу до вивчення фізики і подолання формалізму в знаннях учнів.

Завдання дослідження полягає в розробці комп’ютерної моделі.

Безумовно, дана робота несе в собі наукову новизну, яка полягає в обґрунтуванні оптимальної організації навчальної діяльності учнів при роботі з комп’ютерною моделлю, визначені місця комп’ютерних моделей в системі дидактичних засобів з фізики, розробці наукових засад створення моделюючих програм з фізики.

Модель та методи моделювання.

У наукових дослідженнях сфера застосування моделі досить широка й багатогранна. Моделі є в математиці і логіці, хімії і фізиці, астрономії і біології. Найбільш вдале і доступне для розуміння вчителя середньої школи означення моделі, яке пропонує В.О. Штофф. За його визначенням, “модель – це мислено уявлювана або матеріально реалізована система, яка відображаючи або відтворюючи об’єкт дослідження, здатна замінювати його так, що її вивчення дає нам нову інформацію про цей об’єкт” [1].

Зрозуміло, що моделі використовуються для вивчення відповідних об’єктів, явищ і процесів, які вже існують реально, але безпосереднє вивчення яких неможливе або становить значні труднощі. Разом з тим, моделі використовують для дослідження ще неіснуючих установок, приладів, споруд тощо. Отже, модель з однієї сторони виступає посередником між людиною і досліджуваним об’єктом, а з другої модель є представником самого об’єкта.

Модель містить у собі найважливіші, найістотніші для даної задачі риси або параметри досліджуваного об’єкта. Вона абстрагується від неістотного другорядного. Модель – це деяка ідеалізація дійсності, деяке спрощення. Проте ступінь спрощеності та ідеалізації при побудові відповідних моделей може з часом змінюватися.

Наприклад, вивчаючи ідеальний газ, який є моделлю реального газу Бойль і, незалежно від нього Маріотт, установили, що тиск газу даної маси при сталій температурі залежить лише від об’єму самого газу. Згодом було встановлено, що реальні явища значно складніші. Тиск реального газу залежить від багатьох факторів: об’єму цього газу, його температури, розмірів молекул, сили взаємодії між ними тощо.

Таким чином, досліджуючи ідеальний газ, Бойль і Маріотт врахували лише один бік цього явища, абстрагувалися від інших факторів, які за даних умов неістотні. Нові закономірності, які було відкрито пізніше, не заперечували попередньої моделі, а лише доповнювали її.

Усяке абстрагування пов’язане з нехтуванням якимись індивідуальними особливостями досліджуваного явища, але в процесі абстрагування виявляються певні закономірності. Однак, модель – це не тільки певна абстракція відносно відповідного оригіналу, вона ще синтезує в собі основні властивості багатьох різних явищ і предметів. У моделі атома, яку створив Н. Бор у 1913 p., поєдналися уявлення про обертання електронів навколо ядра (класичні уявлення) та про перехід з одного енергетичного рівня на інший (квантові уявлення).

Для зручності проведення відповідних вимірювань модель може бути меншою, ніж досліджуваний об’єкт (модель циклотрона, моста, літака) або більшою (модель електронної лампи, магнетрона, броунівського руху тощо). У моделях може змінюватись масштаб часу. Це робиться для того, щоб звести швидкості перебігу процесів до таких значень, які зручно сприймати або вимірювати відповідними засобами.

Метод пізнання, який оперує науковими моделями, називається методом моделювання [2]. Моделювання – це складний діалектичний процес, що складається з багатьох етапів. Основний зміст моделювання полягає в тому, щоб за результатами дослідів з моделями можна було дістати потрібну відповідь про характер ефектів та різні величини, які пов’язані з досліджуваним об’єктом [2].

Задачі, які розв’язуються за допомогою моделювання, можна поділити на три групи. Перша група задач тісно пов’язана з питанням розвитку теорій, перевірки гіпотез, збиранням наукових фактів. Наприклад, у багатьох випадках, особливо в наукових дослідженнях з природничих наук, модель може бути першим кроком до створення відповідної теорії (теорія Бора, теорія атомного ядра). Незважаючи на те, що модель більш грубо пояснює відповідні явища і процеси ніж послідовна теорія, таке пояснення відображає найістотніші риси досліджуваного об’єкта і є закономірним етапом на шляху до відповідної теорії.

Розв’язання другої групи задач дає змогу дістати інформацію в “прискореному” або “сповільненому” часі про роботу нових приладів або установок у реальних умовах або умовах, що є близькими до реальних.

Третя група задач спрямована на суто педагогічні цілі. Тут розв’язується проблема поліпшення педагогічного процесу: підвищення його ефективності на основі оптимізації планування та організації навчально-пізнавальної діяльності учнів та учителів, діагностики результатів їх діяльності, перспективності методів навчання тощо.

Отже, приходимо до висновку, що всяка модель, яка використовується в наукових дослідженнях, має відповідати таким вимогам:

однозначно представляти відповідний об’єкт дослідження, створений природою або людиною;

бути допоміжним природним або штучним об’єктом, який замінює оригінал у процесі дослідження і дає про нього відповідну інформацію на даному етапі дослідження;

– мати ті властивості оригіналу, які істотні для даного дослідження [2].

Класифікація моделей, види моделей.

В основу класифікації моделей покладено матеріалістичне розуміння моделі як засобу відображення певної частини об’єктивної дійсності з метою її глибшого пізнання. Більшість авторів, які займаються дослідженням методу моделювання, ділять всі існуючі моделі на два великі класи, залежно від того, якими засобами здійснюється моделювання:

а)    матеріальні (речові) моделі;

б)    мислені (ідеальні) моделі.

До першого класу належать моделі, що складаються з речових елементів змонтованих у реально функціонуючий агрегат. Ці моделі втілені в металі, дереві, склі, бетоні і т.д.

Мислені моделі складаються з наочно поданих або логічно осмислених елементів. Мислене моделювання, як правило, передує матеріальному і тісно з ним пов’язане. Перед тим як побудувати матеріальну модель, людина мислено собі її уявляє, теоретично обґрунтовує. Ідеальні моделі можуть існувати також самостійно. Особливістю цих моделей є те, що вони не обов’язково втілюються матеріально.

ЗАВАНТАЖИТИ

Для скачування файлів необхідно або Зареєструватись

Teor Asp Model Pry Vyvch Fiz V Schkoli (942.0 KiB, Завантажень: 15)

Сторінка: 1 2 3 4 5 6 7 8
завантаження...
WordPress: 23.65MB | MySQL:26 | 0,335sec