МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК СРЕДСТВО РАЗВИТИЯ УЧАЩИХСЯ В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ ФИЗИКИ страница2

                 В естествознании под физическим моделированием понимается замена изучения некоторого объекта или явления экспериментальным исследованием его модели, имеющей ту же физическую природу.
            К сожалению, современная школа пока  не всегда  готова  к изменению акцентов в преподавании. В. Г. Разумовский отмечает, что не только ученики, но часто учителя забывают о «модельном» характере теоретических знаний, придают им статус полной адекватности изучаемой реальности, что чрезвычайно сковывает развитие познавательных и творческих способностей учащихся. Изменить ситуацию может лишь такая организация учебного процесса, когда раскрытию модельного характера познания в физической науке будет уделяться достаточно времени.
            В курсе физики понятие модели может быть рассмотрено в двух аспектах: модель как объект познания и как средство познания. Проиллюстрируем это. Для рассмотрения понятия модели как объекта познания подходит следующая классификация моделей, в которой все модели делятся на два больших класса: модели материальные и модели идеальные (информационные). А информационные модели в свою очередь делятся на описательно-информационные, математические (формализованные) и графические.
              Рассмотрим возможные примеры моделей взаимодействия двух электрически заряженных тел. Примером материальной модели такого взаимодействия могут быть крутильные весы Кулона, в которых шарики заряжаются определенным образом и играют роль заряженных тел. А о величине силы взаимодействия между заряженными телами судят по повороту тонкой серебряной упругой нити подвеса.
               Описательно-информационная модель: два одноименно заряженных тела притягиваются, а два разноименно заряженных тела отталкиваются, причем сила взаимодействия зависит от расстояния между телами, среды, в которую они помещены и величины заряда тел. Примером математической модели является связь между величинами в законе Кулона (записанном, например, в скалярной форме в системе СИ):

          Графической моделью служит, например, зависимость модуля силы взаимодействия от расстояния между двумя телами (при постоянной величине зарядов тел).

        При рассмотрении модели, как средства познания чаще используется деление моделей на материальные (предметные) и теоретические. Практически любой физический эксперимент – это модель (материальная). А примером теоретической модели может служить модель гармонической электромагнитной волны из курса физики основной школы.
            Гармоническая электромагнитная волна – это распространяющееся в пространстве с конечной скоростью гармоническое электромагнитное колебание. Гармоническая электромагнитная волна представляет собой бесконечную синусоидальную волну, в которой все изменения напряженности электрического поля и индукции магнитного поля происходят по закону синуса или косинуса. Причем, колебания вектора напряженности E вектора индукции B в электромагнитной волне происходят перпендикулярно направлению ее распространения. В то же время векторы напряженности и индукции перпендикулярны друг другу. Это означает, что волна движется в направлении, перпендикулярном плоскости, в которой колеблются векторы E и B.
         Огромные возможности для формирования модельных представлений и собственно работы с моделью предоставляет компьютер, современные компьютерные технологии. Если многие кабинеты физики пока не имеют качественного и современного оборудования, то за последние годы компьютеры получили все школы. Подключение к сети Интернет открыло доступ к довольно значительным ресурсам, которые просто нельзя не использовать.
         Самостоятельная работа детей за компьютером давно уже не вызывает умиления, потому что это нормально и привычно. Но есть специфическая, наверное, не только для преподавания физики, но и других естественных дисциплин (отчасти и математики) возможность использования компьютера, о которой хочу сказать более подробно. Это направление мне представляется очень перспективным, вызывает профессиональный интерес.
        Речь идет о моделировании объектов изучения физики, физических процессов и явлений, создании образов, служащих средством формировании обобщенных моделей. Преподавание физики через образы является часто просто необходимым, т.к. психологи считают, что именно образы легко усваиваются и остаются в памяти человека очень долго. Забываются различные детали, а образ остаётся, именно из образа и рождается мысль, творчество. Эффект организации творческой деятельности учащихся становится значительно выше, когда учитель не только знает, каким должен быть образ, но владеет техникой его создания, учит быстрому и целесообразному отбору материала, его систематизации.

     Личностно-ориентированное образование, компетентностный подход к его реализации делают эту непростую задачу исключительно актуальной. Работа учеников по построению моделей изучаемого, ее преобразованию и использованию является центральной идеей развивающего обучения. В своих В.В. Давыдов отмечает, что освоение учащимися понятий в процессе становления понятийного мышления требует от учителя разработки особых модельных средств, которые он не может взять из науки в силу неготовности учащихся их воспринимать.
Недостаткам в современном школьном физическом образовании есть объяснение: повсеместное использование «мелового подхода» в обучении привело к искажению научного метода познания физики, овладевая которым ученик на уроке может и должен пройти весь путь от наблюдения явлений и выдвижения гипотезы до построения модели и проверки ее на практике. Много интересного и полезного для себя я нашел в работах учителей и ученых, работающих в нашей Ростовской области, в частности М.С. Атаманской. Но самое главное, что о необходимости и эффективности компьютерного моделирования говорят результаты практической работы.
      Работа с моделью, освоение процесса моделирования в различных программных средах очень много даёт ученику в плане развития, более глубокого понимания значимой сущности изучаемого, его интерпретации в различных условиях, освоении научного метода познания в самых современных проявлениях: через компьютерную модель, виртуальный эксперимент, алгоритм.
Начинал я эту работу с использования программ типа еще ДОСовских «Броуновское движение», «Буер», «Солнечная система», потом были «Виртуальная лаборатория», нескольких версий «Открытой физики» и подобных, где можно конструировать, меняя параметры отслеживать изменения в процессе, предсказывать и проверять гипотезу и т.д. Причем все это быстро, наглядно, убедительно. Ученики с удовольствием работают с такими программами, имеющими, как правило, прекрасный интерфейс, хорошие медиавозможности. Такие программы хороши и на уроке, и как дополнение к лабораторной работе, и как домашнее задание.

Страница  1,  2,  3        Далее

     На главную       Карта сайта       Список статей