WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаПедагогіка, Сценарії виховних заходів → Інтенсифікація формування теоретичних знань учнів засобами нових інформаційних технологій - Реферат

Інтенсифікація формування теоретичних знань учнів засобами нових інформаційних технологій - Реферат

руху і способи функціонування відповідного ідеалізованого об'єкта, на вивчення якого спрямована дана теорія, завдяки чому він постає перед нами в динаміці та розвитку.
Кожна фізична теорія використовує для пояснення певного кола явищ дійсності специфічні математичні засоби. Так, для опису поведінки ідеалізованого об'єкта, покладеного в основу класичної механіки, використовується векторна алгебра та диференціальне числення; розв'язок задач МКТ потребує залучення методів математичної статистики; СТВ, ідеалізованим об'єктом якої є неевклідовий чотиривимірний простір за відсутності поля тяжіння, використовує тензорне числення і т. ін.
Висновки з фундаментальних теорій досягаються в ході розв'язку для окремих випадків систем рівнянь, щовідносяться до її ядра.
У найзагальнішому випадку навчання основам фізики можна зобразити як систему процесів розв'язування тих чи інших видів задач, які в структурі фізичної теорії відносяться до інтерпретації та прикладного застосування її висновків [9, 45]. Але методи навчання основам фізики, що використовуються в школі, неспроможні повністю підпорядкувати зміст задачному підходу (як виведення нового знання з ядра теорії) - цьому заважає як складність сучасних фізичних теорій та відповідних математичних методів, так і недостатній розвиток розумових здібностей школярів. Як підкреслює В.В. Давидов, "традиційна система навчання, хоча й декларує принцип науковості освіти, разом з цим не володіє, на наш погляд, адекватними засобами його цілеспрямованої реалізації" [3, 5].
Відзначимо, що створені в наш час математичні процесори, які дозволили адаптувати складні математичні методи до їх застосування досить широким колом фахівців, все ж таки призначені для розв'язку спеціальних задач та потребують для свого використання знань, умінь і навичок, не пов'язаних безпосередньо зі змістом шкільного курсу фізики, тому їх застосування учнями середньої школи зустрічається з багатьма труднощами.
Як ми зауважили вище, кожна фізична теорія використовує для опису поведінки ідеалізованого об'єкта специфічний математичний апарат, але лише математичні методи механіки Ньютона (основи векторної алгебри та диференціального числення) можуть бути доступними учням середньої загальноосвітньої школи у більш-менш повному обсязі.
Сутність пропонованого підходу полягає у використанні математичного апарату теорії Ньютона з метою організації знаково-символічної діяльності з моделювання фізичних процесів та явищ. Підкреслимо, що застосування основ векторної алгебри та диференціального числення дозволяє учням середньої загальноосвітньої школи побудувати моделі досить широкого кола фізичних явищ, яке не обмежується відтворенням лише механічних закономірностей.
Розкриємо методичні засади реалізації змісту теорії Ньютона на прикладі розробленої нами системи демонстраційного комп'ютерного моделювання фізичних процесів та явищ DEMO (від англ. DEmonstrative MOdels making of physical phenomena and processes).
Вивчення розділу "Механіка" у середній загальноосвітній школі має головною метою формування у свідомості учнів системи понять, що відносяться до основи теорії Ньютона (філософські принципи причинності, взаємодії, універсального зв'язку та розвитку явищ матеріального світу), ядра (закони руху та закон всесвітнього тяжіння), законів збереження механічного імпульсу та енергії, які в середній школі розглядаються як висновки теорії, а також теоретичних і експериментальних засобів пізнання навколишньої дійсності.
До базису теорії Ньютона відносяться також моделі "абсолютних", тобто не залежних від руху матерії, простору та часу і ряд емпіричних понять, таких, як траєкторія, шлях, переміщення, швидкість, прискорення, інертна та гравітаційна маси, рух, вага і т. ін.
Традиційна методика введення моделей простору та часу розкрита у посібнику [6, 84-89]. Л.Р. Калапуша наголошує, що проблема формування в учнів модельних уявлень щодо основних форм буття матерії має велике пізнавальне, методологічне та виховне значення [6, 84].
Завдання формування та розвитку системи понять механіки у ході побудови просторово-часових моделей розв'язується в системі DEMO врахуванням найбільш загальних принципів фізичної науки, до яких, у першу чергу, належать основні властивості форм буття матерії.
Всі фізичні тіла існують у просторі й часі. Перше означає, що всі реальні об'єкти мають форму, розміри та займають певне місцеположення серед інших тіл, друге - те, що ті чи інші перетворення, які зазнають фізичні об'єкти, завжди мають деяку часову тривалість. Математично існування тіл у просторі та часі знаходить своє відображення у наявності в усякому фізичному законі в явній або неявній формі їх просторово-часових характеристик.
Реальному простору притаманні властивості однорідності та ізотропності.
Однорідність простору означає, що всі його точки рівноцінні.
Відображенням цього принципу у системі демонстраційного комп'ютерного моделювання фізичних процесів та явищ DEMO є можливість переносити початок координатної системи у довільну точку екрану ЕОМ. Рівноправність усіх напрямків (ізотропність) простору дає змогу робити будь-який поворот координатних осей.
Реальний простір є тривимірним, тобто місцеположення будь-якої точки фізичного об'єкта (а отже, і його моделі) однозначно визначається трьома незалежними величинами - координатами x, y, z.
Час є одновимірним, тобто для однозначної фіксації події достатньо мати лише одну величину - інтервал часу t, який відраховується від деякого початкового моменту t0. Час є однорідним, що дає можливість змінювати початок його відліку. Визначення властивостей часу (початку відліку, довжини часового інтервалу) необхідно у випадку побудови динамічної комп'ютерної моделі.
Наслідком цих фундаментальних властивостей простору та часу є основні закони збереження: однорідність простору зумовлює закон збереження імпульсу, ізотропність - закон збереження моменту імпульсу, з однорідності часу випливає закон збереження енергії. Якщо приписати ідеальним об'єктам системи демонстраційного комп'ютерного моделювання DEMO фізичні величини, що відбивають визначені вище фундаментальні властивості руху матерії, то при будь-яких перетвореннях в
Loading...

 
 

Цікаве