MGA POSIBILIDAD NG APPLICATION NG COMPUTER SIMULATION SA PROSESO NG SELF-ACTUALIZATION NG ISANG COMPUTER SCIENCE TEACHER SA MODERN EDUCATIONAL SPACE
© 2016 E. I. Travkin
cand. ped. Sciences, Associate Professor ng Department of Computer Technologies and Informatization of Education e-mail: e [email protected] en
Kursk State University
Ang artikulo ay nagpapakita ng mga posibilidad ng paggamit ng pagmomodelo ng computer bilang isa sa mga pamamaraan para sa pagpapatupad ng self-actualization ng isang guro sa agham ng computer sa lahat ng antas ng sistema ng mas mataas na edukasyon, ang mga katangian ng pagmomodelo ng computer bilang isang epektibong paraan ng pag-unawa sa isang kapaligiran sa edukasyon ng impormasyon. Sa papel, ang isang espesyal na lugar ay ibinibigay sa paglalarawan ng mga prinsipyo ng pagtuturo ng pagmomodelo ng computer at ang mga yugto ng pagmomodelo ng computer, ang pagpapatupad nito ay nag-aambag sa self-actualization ng mga guro ng computer science.
Mga pangunahing salita: paraan ng computer simulation, modelo, propesyonal na self-actualization ng isang guro ng informatics, multilevel system ng mas mataas na edukasyon, propesyonal na pagsasanay.
Ang isa sa mga pinakamahalagang uso sa modernong bokasyonal na edukasyon ay ang impormasyon, na nagbibigay-daan sa pagdadala ng proseso ng edukasyon sa isang bagong antas ng husay at pagbubunyag ng potensyal ng mga kawani ng pagtuturo sa isang bagong paraan sa modernong socio-cultural na mga kondisyon. Ang modernong mabilis na pagbabago at mabilis na pagbuo ng kapaligiran ng impormasyon ay gumagawa ng malaking pangangailangan para sa self-actualization ng isang modernong guro sa computer science.
Programa ng estado ng Russian Federation " Impormasyong panlipunan(2011-2020)" at ang Pambansang Doktrina ng Edukasyon ng Russian Federation hanggang 2025 ay binibigyang diin ang pangangailangan para sa mga makabuluhang pagbabago tungkol sa mga posibleng pamamaraan para sa modernisasyon ng umiiral na proseso ng edukasyon sa iba't ibang larangan batay sa paggamit ng teknolohiya ng impormasyon.
Isa sa pinaka mabisang pamamaraan pagsasanay sa modernong mga kondisyon ng modernisasyon ng sistema ng edukasyon ay ang paggamit ng computer simulation. Ang pagmomodelo ng computer ay isang medyo unibersal na paraan ng pananaliksik sa iba't ibang paksa ng modernong agham. Ang computer modeling ay nauunawaan bilang isang paraan ng pananaliksik batay sa pagbuo at pag-aaral ng isang computer model ng isang bagay o proseso [Pikalov 2010]. Ang pangunahing partikular na tampok ng computer simulation ay ang posibilidad ng paggamit nito para sa isang holistic na pag-aaral ng bagay na pinag-aaralan.
Kapag lumilikha at nag-aaral ng isang modelo ng computer, ang proseso ng pagpapakita at pagpaparami ng isang analogue o kapalit na bagay ng isang tunay na buhay o inaasahang sistema at proseso ay nagaganap, hindi lamang ang istraktura, mga elemento, mga katangian ay ipinahayag, kundi pati na rin ang mga ugnayan at relasyon sa pagitan elemento at panlabas na kapaligiran. Ang pagmomodelo ng computer, na kumakatawan sa isang uri ng pagmomodelo, ay nagbibigay-daan sa iyo na ilarawan ang sistema o prosesong pinag-aaralan lamang na may isang tiyak na antas ng pagtatantya sa katotohanan, na isinasaalang-alang ang mga umiiral na relasyon at
mga pattern sa pagitan ng mga pangunahing bahagi ng orihinal na bagay. Ang huling resulta ng computer simulation ay upang makakuha ng quantitative at qualitative na mga katangian na kinakailangan para sa pagsusuri ng mga system o prosesong pinag-aaralan, paggawa ng desisyon sa kanilang optimization at modernization, paghula ng pag-uugali sa iba't ibang kundisyon.
Ang pagmomodelo ay maaaring tukuyin bilang isa sa mga pangunahing pamamaraan ng pag-unawa, na isang anyo ng pagmuni-muni ng katotohanan at binubuo sa paglilinaw o pagpaparami ng ilang mga katangian ng mga tunay na bagay, bagay at phenomena gamit ang iba pang mga bagay, proseso, phenomena, o paggamit ng abstract na paglalarawan sa ang anyo ng isang imahe, plano, mapa, hanay ng mga equation, algorithm at programa [Biryukov, Gasteev, Geller 1974].
Ang isang guro sa computer science sa hinaharap ay dapat na mapagtanto ang kanyang personal at propesyonal na potensyal na may kaugnayan sa nilalaman at teoretikal na aspeto ng propesyonal na aktibidad. Ang kasapatan ng modernong pamamaraan ng pedagogical tinitiyak ang pagiging produktibo ng self-actualization. Ang malawak na pagkakataon sa paglutas ng mga problema ng self-actualization ay ibinibigay ng paraan ng computer simulation.
Ang self-actualization ay isang kadahilanan na nagsisiguro sa pagiging mapagkumpitensya ng isang modernong guro sa agham ng computer, na nagpapalawak ng kanyang personal at propesyonal na potensyal sa harap ng patuloy na pagbabago ng mga kumplikadong gawain sa modernong espasyong pang-edukasyon.
Ang pagsasakatuparan sa sarili ay ang pangunahing paksang problema ng mas mataas na edukasyon. Ang "self-actualization" (mula sa Latin na asShaNB - real, real) ay itinuturing na pagnanais ng isang tao para sa ganap na posibleng pagkakakilanlan at pag-unlad ng kanilang mga personal na kakayahan [Karpenko 1985].
Tinutukoy ng propesyonal na aktuwalisasyon sa sarili ang pagiging epektibo ng pagbuo at pag-unlad ng isang guro sa agham ng computer sa hinaharap sa proseso ng paglutas ng lalong kumplikadong mga problema sa iba't ibang antas ng modernong edukasyon: sa mga dalubhasang klase (teknolohiya ng impormasyon), sa pangalawang bokasyonal na edukasyon, sa sistema ng pagtuturo ng undergraduate at graduate na mga mag-aaral, sa sistema ng karagdagang propesyonal na edukasyon.
Ang organisasyon ng proseso ng pag-aaral batay sa computer simulation, na naglalayong self-actualization ng isang computer science teacher, ay batay sa isang sistema ng mga prinsipyo ng didactic na makikita sa mga gawa ng mga klasikal at modernong may-akda - I.P. Podlasogo, Yu.K. Babansky, L.V. Zankova, V.A. Slastenina, at iba pa. Ang lahat ng mga prinsipyo ng didactic ay kumakatawan sa isang solong sistema at naglalayong makamit ang mga gawaing pang-edukasyon, nagbibigay-malay, pag-unlad, ang solusyon na nag-aambag sa komprehensibong self-actualization ng isang guro ng informatics sa iba't ibang yugto ng kanyang pagbuo at pag-unlad. Ang isang sistema ng pagtukoy ng mga prinsipyo para sa pagpapatupad ng pagmomodelo ng computer sa proseso ng self-actualization ng isang hinaharap na guro ng informatics, na sumasalamin sa mga pangunahing pattern ng proseso ng edukasyon, ay ipinahayag. Mukhang angkop na i-highlight ang mga sumusunod na prinsipyo sa proseso ng self-actualization ng magiging guro:
1) ang prinsipyo ng pang-agham na katangian, na nagbibigay para sa paggamit sa prosesong pang-edukasyon ang pinakabagong mga tagumpay sa larangan ng aplikasyon ng pagmomodelo ng computer para sa organisasyon ng mga aktibidad sa pananaliksik at pananaliksik ng mga mag-aaral;
2) ang prinsipyo ng accessibility, na nagpapahiwatig ng kasapatan ng pinag-aralan na materyal sa edad at indibidwal na mga katangian ng mga mag-aaral at ang antas ng kanilang teoretikal at praktikal na pagsasanay;
3) ang prinsipyo ng visibility, na nagsisiguro sa pagbuo ng isang modelo ng computer sa isang visual na anyo na pinaka-sapat na nagpapakita ng mahahalagang koneksyon at relasyon ng mga system o prosesong pinag-aaralan;
4) ang prinsipyo ng sistematiko, na kinabibilangan ng pagsasaalang-alang iba't ibang uri kakayahan, nakuhang kaalaman at nabuong mga kasanayan at kakayahan sa sistema ng pagbuo ng lahat ng mga kurso sa pagsasanay at ang buong nilalaman ng pagsasanay bilang mga sistema na kasama sa isa't isa at sa pangkalahatang sistema ng kultura ng impormasyon, at nangangailangan ng makatwirang dibisyon ng materyal na pang-edukasyon sa semantiko fragment at stepwise mastery ng mga ito na may pare-pareho ang reference sa kabuuan;
5) ang prinsipyo ng sunud-sunod, na binubuo sa pagpaplano ng nilalaman na bubuo sa isang pataas na linya, kung saan ang bawat bagong kaalaman ay umaasa sa nauna at sumusunod dito;
6) ang prinsipyo ng koneksyon sa pagitan ng teorya at kasanayan, na nagpapahiwatig na ang kaalaman na nakuha ng mga mag-aaral ay nakikipag-ugnayan sa buhay, ay inilalapat sa pagsasanay, ginagamit upang pag-aralan, kilalanin at baguhin ang mga nakapalibot na proseso at phenomena; ang kamalayan sa kahalagahan ng nakuha na kaalaman ay nag-aambag sa pagtaas ng interes sa pag-aaral, na positibong nakakaapekto sa pagganyak at pagiging epektibo ng mga aktibidad na pang-edukasyon;
7) ang prinsipyo ng aktibidad, na nagbibigay ng isang malinaw na pag-unawa sa pinag-aralan na materyal na pang-edukasyon. Upang maisaayos ang aktibong asimilasyon ng kaalaman ng mga mag-aaral at ang pagbuo ng kalayaan ng mga aksyong pangkaisipan sa panahon ng proseso ng pang-edukasyon, kinakailangan na isulong ang isang gawaing nagbibigay-malay, ang solusyon na nagbibigay-daan sa pag-uudyok ng malikhaing paghahanap at aktibidad ng kaisipan;
8) ang prinsipyo ng kakayahang umangkop ng mga modelo ng computer, na nauunawaan bilang kanilang mga sulat sa isang tunay na bagay at ang kanilang pagkakapare-pareho sa iba pang mga modelo na bumubuo ng isang sistema ng kaalaman sa isang naibigay na lugar ng paksa at sa nilalaman ng edukasyon sa pangkalahatan, pati na rin ang posibilidad ng agarang modernisasyon ng modelo ng computer na pinag-aaralan sa kurso ng eksperimentong gawain;
9) ang prinsipyo ng integrativity, na nagbibigay ng posibilidad ng pagsasama ng mga binuo na modelo sa iba't ibang mga kondisyon ng espasyong pang-edukasyon; ang prinsipyong ito ay nagbibigay din para sa pagsasama-sama ng iba't ibang mga disiplina, larangan at mga lugar ng aktibidad upang malutas ang mga tiyak na mga gawaing pedagogical;
10) ang prinsipyo ng pagiging bukas, na nagbibigay ng posibilidad ng permanenteng pagbabago ng nilikha na modelo ng computer, depende sa mga pangangailangan at kondisyon ng pagsasanay.
Organisasyon ng proseso ng edukasyon batay sa paggamit ng computer
pagmomodelo na naglalayon sa self-actualization ng isang computer science teacher,
dapat sundin ang mga sumusunod na hakbang [Kelton, Lowe 2004]:
Pagbubuo ng gawain;
Koleksyon ng data (impormasyon) at kahulugan ng konseptwal na modelo;
Pagpapasiya ng kasapatan ng konseptwal na modelo;
Formalization o paglikha ng isang mathematical model;
Paglikha ng isang modelo ng computer;
Sinusuri ang modelo ng computer;
Pagpaplano ng eksperimento;
Pagsasagawa ng mga eksperimento sa isang modelo ng computer;
Pagsusuri at interpretasyon ng output data;
Paggamit ng mga resulta.
Ang mga natukoy na yugto ay isinasagawa nang paulit-ulit, iyon ay, mayroong pagbabalik sa
nakaraang mga yugto at ang kanilang muling pagpapatupad upang linawin ang ilan
mga parameter ng binuo na modelo. Ang ipinakita na pagkakasunud-sunod ng mga yugto ay sumasalamin sa pangkalahatang diskarte sa pagsasagawa ng computer simulation sa mga bagay na pinag-aaralan at pinapayagan kang sundin ang pamamaraan ng computer simulation kapag nag-aayos ng proseso ng pag-aaral.
Mahalagang bigyang-diin na ang mga yugto ng computer simulation ay halos ganap na tumutugma sa mga yugto ng exploratory learning. Sa pinalawak na anyo nito, ang pag-aaral ng eksplorasyon ay ipinapalagay na ang mag-aaral ay:
Tinutukoy at nagdudulot ng problemang lutasin;
Nag-aalok ng mga posibleng solusyon;
Sinusuri ang mga posibleng solusyong ito;
Batay sa data, gumuhit ng mga konklusyon alinsunod sa mga resulta;
Naglalapat ng mga hinuha sa bagong data; gumagawa ng generalizations.
Ayon sa mga tagapagtaguyod ng pag-aaral ng pananaliksik, ang proseso ng pagkatuto ay dapat na perpektong modelo ng proseso siyentipikong pananaliksik, maghanap ng bagong kaalaman [Klarin 1998]. Ang pagsusulatan ng mga yugto, pati na rin ang pamamaraan ng pagmomodelo ng computer at pagtuturo ng pananaliksik, ay ginagawang posible na aktibong ipakilala ang pamamaraang ito sa proseso ng pag-aaral bilang isang paraan upang mabuo ang mga kakayahan sa pananaliksik ng mga mag-aaral, na nag-aambag sa self-actualization ng hinaharap. mga guro ng computer science.
Bilang resulta ng computer simulation, ang mga mag-aaral ay lumikha ng isang computer model. Ang modelo ng computer ay nauunawaan bilang [Lychkina 2000]:
□ isang kondisyong imahe ng isang bagay o ilang sistema, na inilarawan sa tulong ng magkakaugnay na mga talahanayan ng computer, mga flowchart, mga diagram, mga graph, mga guhit, mga fragment ng animation, mga hypertext, atbp. at ipinapakita ang istraktura at mga relasyon sa pagitan ng mga elemento ng bagay - isang istruktura -functional na modelo;
□ isang hiwalay na programa, isang hanay ng mga programa, isang software package na nagbibigay-daan, gamit ang isang pagkakasunod-sunod ng mga kalkulasyon at isang graphical na pagpapakita ng kanilang mga resulta, upang kopyahin (gayahin) ang mga proseso ng paggana ng bagay sa ilalim ng impluwensya ng iba't ibang (kabilang ang random) na mga kadahilanan dito - mga modelo ng simulation. Sa gawa ng I.Yu. Tinutukoy ni Pikalov na ang paggamit ng simulation modeling para sa pagsusuri ng mga kumplikadong sistema ay batay sa pagbuo ng mga istatistikal na pamamaraan ng pagsubok (Monte Carlo method), na nagpapahintulot sa pagmomodelo ng mga random na kadahilanan gamit ang teknolohiya ng computer, na humahantong sa mas mabilis na mga kalkulasyon at mga eksperimento sa mga kumplikadong sistema [Pikalov 2014].
Ang konsepto ng isang modelo ay nagbibigay ng paraan ng paggamit ng computer modeling sa proseso ng edukasyon na malawak na hanay ng mga interdisciplinary na koneksyon, ang pagbuo ng kung saan ay isa sa mga pangunahing gawain ng self-actualization ng isang informatics teacher. Ang mismong aktibidad ng pagbuo ng isang modelo - pagmomodelo - ay isang pangkalahatang uri ng aktibidad na nagpapakilala sa agham ng computer [Kasprazhak 2004]. Bilang karagdagan, ang mga konsepto at pamamaraan ng pagmomodelo ay pinag-aaralan sa mga modelo ng iba't ibang paksa, na nagpapakita ng kanilang pagkakapareho. Ang accounting para sa mga intersubject na komunikasyon ay kinakailangang kondisyon matagumpay na pag-aaral. Ang pag-unlad ng pag-iisip at pananaw ng mga mag-aaral ay nakasalalay sa kung paano isinasagawa ang koneksyon na ito. Bilang karagdagan, ang tamang pagpapatupad ng mga interdisciplinary na koneksyon ay nag-aambag sa pagbuo ng isang pang-agham na pananaw sa mundo, tumutulong sa mga mag-aaral na matuklasan ang ugnayan sa pagitan ng mga bagay at phenomena sa mundo sa kanilang paligid, at lumilikha ng isang holistic na pagtingin sa mga pinag-aralan na phenomena at proseso ng totoong mundo [ Volodin 2005].
Ang organisasyon ng proseso ng edukasyon batay sa mga interdisciplinary na koneksyon ay nag-aambag sa paglahok ng mga mag-aaral sa paksa-praktikal na aktibidad, na kinabibilangan ng aktibong pagkuha ng kaalaman, ang kanilang malikhaing paggamit, ang pagbuo ng nagbibigay-malay.
aktibidad at kalayaan, ang pagbuo ng isang pang-agham na pananaw sa mundo. Ang pagbuo ng mga interdisciplinary na koneksyon batay sa pagmomolde ay natutukoy sa pamamagitan ng paggamit ng isang bilang ng mga pamamaraan para sa pagkuha ng kaalaman at kasanayan (pagsusuri, synthesis, induction, deduction, atbp.).
Sa turn, A.V. Sinabi ni Yastrebov sa kanyang disertasyon na pananaliksik [Yastrebov 2003] na "ang pinakamataas na layunin ng edukasyon ay upang sanayin ang isang espesyalista na nakapag-iisa na magbalangkas ng mga problema sa larangan ng propesyonal na aktibidad at lutasin ang mga ito ...", "... ang mas mataas na edukasyon ay dapat turuan ang isang espesyalista na may kamalayan sa sarili ng isang mananaliksik, hindi alintana kung ito ay isang siyentipiko sa makitid na kahulugan ng salita, isang scientist-engineer o isang scientist-guro.
Ang proseso ng paglikha ng mga modelo ng computer ay may malaking potensyal sa pag-unlad at nag-aambag sa isang mas mahusay na daloy ng proseso ng self-actualization sa lahat ng mga yugto ng pagbuo at pag-unlad ng isang propesyonal sa larangan ng pagtuturo ng computer science. Ang pagkakaroon ng mga pangunahing kaalaman sa pagmomolde ng computer ay isang channel para sa pagpapatupad ng edukasyon sa pag-unlad, na nagpapahintulot sa iyo na dalhin ang guro sa isang bagong antas ng husay at makamit hindi lamang ang taas ng propesyonal na kakayahan, ngunit personal na pag-unlad.
Listahan ng bibliograpiya
Biryukov B.V., Gasteev Yu.A., Geller E.S. Pagmomodelo. M.: BSE, 1974.
Volodin A.A. Pagmomodelo ng computer simulation sa pag-aaral ng mga pangunahing kaalaman ng digital na teknolohiya ng mga guro sa teknolohiya sa hinaharap: dis. ... cand. ped. Mga Agham: 13.00.02. M., 2005
Kelton W., Lowe A. Pagmomodelo ng simulation. CS classic. ika-3 ed. St. Petersburg: Peter; Kyiv: BHV Publishing Group, 2004. 847 p.: ill.
Klarin M.V. Mga inobasyon sa world pedagogy: Pag-aaral batay sa pananaliksik, laro, talakayan, pagsusuri ng karanasan sa dayuhan. M., Riga: Sentro ng pedagogical"Eksperimento", SPC "Eksperimento", 1998. 180 p.: ill.
Maikling sikolohikal na diksyunaryo / comp. L.A. Karpenko; sa ilalim ng kabuuang ed. A.V. Petrovsky, M.G. Yaroshevsky. M.: Politizdat, 1985. 431 p.
Lychkina N.N. Mga modernong uso sa simulation modeling // Bulletin of the University. Serye "Mga sistema ng pamamahala ng impormasyon". M.: GUU, 2000. No. 2.
Pikalov I.Yu. Ang pag-aaral ng pagmomodelo ng computer sa kursong "Mga teknolohiya ng impormasyon at komunikasyon sa agham at produksyon" // Agham at modernidad. 2010. Blg. 6-1. pp. 307-312.
Pikalov I.Yu. Application ng simulation modeling at expert system sa economic analysis // Auditorium. Electronic na siyentipikong journal ng Kursk State University. 2014. Bilang 4 (4). pp. 93-95. URL: http://auditorium.kursksu.ru/pdf/004-017.pdf
Elective na kurso sa espesyal na edukasyon: Pang-edukasyon na larangan "Informatics" / sa ilalim ng pangkalahatan. ed. A.G. Kasprazhak, Ministri ng Edukasyon ng Russian Federation - National Training Fund. M.: Vita-Press, 2004. 112 p.
Yastrebov A.V. Pagmomodelo ng siyentipikong pananaliksik bilang isang paraan ng pag-optimize ng pagsasanay ng isang mag-aaral ng isang pedagogical na unibersidad: dis. doc. ped. Mga Agham: 13.00.08. M., 2003.
Lewy A. Pagpaplano ng kurikulum ng paaralan. Paris, 1977.
Kabanata 1. Mga modelo at pagmomolde sa agham at edukasyon.
1.1 Mga modelo at simulation sa modernong agham.
1.2 Paglalapat ng mga modelo sa proseso ng pagtuturo sa mga mag-aaral.
1.3 Computer simulation sa pagtuturo.
Kabanata 2. Sikolohikal at pedagogical na pundasyon ng pag-aaral ng computer.
2.1 Sikolohikal at pedagogical na aspeto ng pagsasanay sa kompyuter.
2.2 Mga tampok ng aktibidad na pang-edukasyon at pamamahala nito batay sa pagsasanay sa computer.
Kabanata 3 sekondaryang paaralan kapag pinag-aaralan ang paksang "Molecular physics" gamit ang computer simulation.
3.1 Pagsusuri ng estado ng computer simulation sa seksyong "Molecular physics".
3.2 Mga katangian ng eksperimentong programa para sa computer simulation ng dynamics ng mga system ng maraming particle at ang posibilidad ng paggamit nito sa proseso ng edukasyon.
3.3 Pamamaraan para sa pag-aayos at pagsasagawa ng mga aralin sa pisika sa ika-10 baitang kapag pinag-aaralan ang seksyong "Molecular physics" batay sa isang eksperimentong programa.
4.1 Mga gawain ng eksperimento at organisasyon ng pagpapatupad nito.
4.2 Pagsusuri ng mga resulta ng eksperimentong pedagogical.
Disertasyon Panimula sa pedagogy, sa paksang "Ang paggamit ng pagmomodelo ng computer sa proseso ng pag-aaral"
Isa sa pinakamahalagang bahagi ng pag-unlad ng lipunan ay ang edukasyon. Ang edukasyon ay "gumagana" para sa hinaharap, tinutukoy nito ang mga personal na katangian ng bawat tao, ang kanyang kaalaman, kasanayan, kultura ng pag-uugali, pananaw sa mundo, sa gayon ay lumilikha ng pang-ekonomiya, moral at espirituwal na potensyal ng lipunan. Ang mga teknolohiya ng impormasyon ay isa sa mga pangunahing kasangkapan sa edukasyon, kaya ang pagbuo ng isang diskarte para sa kanilang pag-unlad at paggamit sa edukasyon ay isa sa mga pangunahing problema. Dahil dito, ang paggamit ng teknolohiya ng kompyuter ay pambansang kahalagahan. Maraming mga eksperto ang naniniwala na sa kasalukuyan ang computer ay gagawing posible na gumawa ng isang husay na tagumpay sa sistema ng edukasyon, dahil ang guro ay nakatanggap ng isang malakas na tool sa pagtuturo sa kanyang mga kamay. Kadalasan mayroong dalawang pangunahing direksyon ng computerization. Ang una ay naglalayong tiyakin ang unibersal na computer literacy, ang pangalawa ay ang paggamit ng computer bilang isang tool na nagpapataas ng bisa ng pag-aaral.
Sa sistema ng edukasyon, dalawang uri ng aktibidad ang nakikilala: pagtuturo at pagkatuto. N.F. Talyzina at T.V. Iminungkahi ni Gabay na isaalang-alang ang papel ng isang computer sa pag-aaral mula sa punto ng view ng function na ginagawa nito.
Kung ang computer ay gumaganap ng control function mga aktibidad sa pagkatuto, kung gayon maaari itong isaalang-alang bilang isang kasangkapan sa pagtuturo na pumapalit sa guro, dahil ang computer ay nagmomodelo ng aktibidad sa pagkatuto, nagtatanong at tumutugon sa mga sagot at tanong ng mag-aaral bilang isang guro.
Kung ang computer ay ginagamit lamang bilang isang paraan ng aktibidad na pang-edukasyon, kung gayon ang pakikipag-ugnayan nito sa mga mag-aaral ay isinasagawa ayon sa uri ng "computer user". Sa kasong ito, ang computer ay hindi isang tool sa pag-aaral, bagama't nakakapagbigay ito ng bagong kaalaman. Samakatuwid, kapag pinag-uusapan nila ang tungkol sa pag-aaral ng computer, ang ibig nilang sabihin ay ang paggamit ng computer bilang isang paraan ng pamamahala ng mga aktibidad na pang-edukasyon.
Sa kabila ng katotohanang wala pang solong pag-uuri ng mga programa sa pagsasanay, maraming may-akda ang nakikilala ang sumusunod na limang uri sa kanila: pagsasanay, mentoring, pag-aaral na nakabatay sa problema, simulation at pagmomolde, laro. Ang mga modelo ng computer ay may pinakamataas na ranggo sa itaas. Ayon kay V.V. Laptev, "ang modelo ng computer ay isang software environment para sa isang computational experiment na pinagsasama, batay sa isang matematikal na modelo ng isang phenomenon o proseso, ang paraan ng interactive na pakikipag-ugnayan sa object ng eksperimento at ang pagbuo ng isang tool sa pagpapakita ng impormasyon. Ang mga modelo ng kompyuter ay ang pangunahing bagay ng computational physics, ang natatanging paraan kung saan ay ang computational experiment, kung paanong ang natural na eksperimento ay ang natatanging paraan ng experimental physics. Ang akademya na si V.G. Sinabi ni Razumovsky na "sa pagpapakilala ng mga computer sa proseso ng edukasyon, ang mga posibilidad ng maraming mga pamamaraan ng kaalamang pang-agham ay tumataas, lalo na ang pamamaraan ng pagmomolde, na nagbibigay-daan sa iyo upang kapansin-pansing dagdagan ang intensity ng pag-aaral, dahil ang pinaka kakanyahan ng mga phenomena ay naka-highlight sa panahon ng pagmomolde. at ang kanilang pagkakatulad ay nagiging malinaw.”
Ang kasalukuyang estado ng pag-aaral ng computer ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang malaking hanay ng mga programa sa pagsasanay na malaki ang pagkakaiba sa kalidad. Ang katotohanan ay sa unang yugto ng computerization ng mga paaralan, ang mga guro na gumamit ng computer training ay lumikha ng kanilang sariling mga programa sa pagsasanay, at dahil hindi sila propesyonal na programmer, ang mga programa na kanilang nilikha ay hindi epektibo. Samakatuwid, kasama ang mga programa na nagbibigay ng pag-aaral na nakabatay sa problema, simulation ng computer, at iba pa, mayroong isang malaking bilang ng mga primitive na programa sa pagsasanay na hindi nakakaapekto sa pagiging epektibo ng pag-aaral. Kaya, ang gawain ng guro ay hindi ang pagbuo ng mga programa sa pagsasanay, ngunit ang kakayahang gumamit ng mga yari na mataas na kalidad na mga programa na nakakatugon sa mga modernong pamamaraan at sikolohikal at pedagogical na mga kinakailangan.
Ang isa sa mga pangunahing pamantayan para sa didactic na kahalagahan ng mga programa sa pagmomolde ay ang posibilidad ng pagsasagawa ng pananaliksik na dati ay imposible sa isang silid-aralan ng pisika ng paaralan. Sa nilalaman ng edukasyon sa pisikal na paaralan mayroong isang bilang ng mga seksyon, kung saan ang isang buong sukat na eksperimento ay naglalarawan lamang ng husay sa kababalaghan o prosesong pinag-aaralan. Ang paggamit ng mga modelo ng computer ay magiging posible din na magsagawa ng isang quantitative analysis ng mga bagay na ito.
Ang isa sa mga naturang seksyon ng pisika ng paaralan ay molecular physics, ang estado ng pag-aaral ng computer kung saan susuriin natin. Sa pag-aaral nito, ang mga mag-aaral ay nakakatugon sa isang qualitatively bagong anyo ng paggalaw ng bagay - thermal motion, kung saan, bilang karagdagan sa mga batas ng mekanika, ang mga batas ng istatistika ay nagpapatakbo din. Mga eksperimento sa larangan ( Brownian motion, pagsasabog, pakikipag-ugnayan ng mga molekula, pagsingaw, ibabaw at capillary phenomena, basa) kumpirmahin ang hypothesis ng molekular na istraktura ng bagay, ngunit hindi namin pinapayagan na obserbahan ang mekanismo ng patuloy na mga pisikal na proseso. Mga mekanikal na modelo: Ang eksperimento ni Stern, ang lupon ni Galton, isang aparato para sa pagpapakita ng mga batas ng gas ay ginagawang posible na ilarawan ang batas ni Maxwell ng pamamahagi ng mga molekula ng gas sa mga bilis at upang makuha sa eksperimento ang mga ugnayan sa pagitan ng presyon, dami at temperatura na kinakailangan para sa derivation ng mga batas ng gas.
Ang paggamit ng makabagong electronic at electronic computing technology ay maaaring makabuluhang makadagdag sa pagbabalangkas at pagsasagawa ng eksperimento. Sa kasamaang palad, ang bilang ng mga gawa sa paksang ito ay napakaliit.
Inilalarawan ng papel ang paggamit ng isang computer upang ipakita ang pag-asa ng bilis ng mga molekula ng iba't ibang mga gas sa temperatura, ang pagkalkula ng pagbabago sa panloob na enerhiya ng isang katawan sa panahon ng pagsingaw, pagtunaw at pagkikristal, pati na rin ang paggamit ng isang computer sa pagpoproseso gawain sa laboratoryo. Nagbibigay din ito ng paglalarawan ng aralin sa pagtukoy sa kahusayan ng isang perpektong makina ng init batay sa cycle ng Carnot.
Ang pamamaraan para sa pag-set up ng isang eksperimento gamit ang mga electronic at electronic na computer ay inilarawan ng V.V. Laptev. Ang scheme ng eksperimento ay ganito ang hitsura: measured values->sensors-^analog-to-digital converter-microcalculator MK-V4 o Yamaha computer. Ayon sa prinsipyong ito, ang isang unibersal na pag-install ng electromechanical ay idinisenyo para sa pag-aaral ng mga batas ng gas sa isang kurso sa paaralan sa pisika.
Sa aklat ni A.S. Kondratiev at V.V. Laptev "Physics and Computer", ang mga programa ay binuo na sinusuri sa anyo ng mga graph ang pormula para sa pamamahagi ng Maxwellian ng mga molekula sa pamamagitan ng mga bilis, ginagamit ang pamamahagi ng Boltzmann upang makalkula ang taas ng pag-akyat, at pag-aralan ang Ikot ng Carnot.
I.V. Nagpapakita ang Grebenev ng isang programa na ginagaya ang paglipat ng init sa pamamagitan ng banggaan ng mga particle ng dalawang katawan.
Sa artikulong "Pagmomodelo ng gawaing laboratoryo ng isang pisikal na pagawaan" V.T. Ang Petrosyan at iba pa ay naglalaman ng isang programa para sa pagmomodelo ng Brownian motion ng mga particle, ang bilang nito ay itinakda ng eksperimento.
Ang pinakakumpleto at matagumpay na pag-unlad ng seksyon ng molecular physics ay ang pang-edukasyon kurso sa kompyuter « bukas na pisika» LLP NTs FIZI-KON. Ang mga modelong ipinakita dito ay sumasaklaw sa buong kurso ng molecular physics at thermodynamics. Para sa bawat eksperimento, ipinakita ang animation ng computer, mga graph, at numerical na resulta. Ang mga programa na may mahusay na kalidad, madaling gamitin, ay nagbibigay-daan sa iyo upang obserbahan ang dynamics ng proseso kapag binabago ang mga parameter ng input ng macro.
Kasabay nito, sa aming opinyon, ang kursong ito sa kompyuter ay pinakaangkop para sa pagsasama-sama ng materyal na sakop, mga guhit pisikal na batas, malayang gawain ng mga mag-aaral. Ngunit ang paggamit ng mga iminungkahing eksperimento bilang mga demonstrasyon ng computer ay mahirap, dahil wala silang metodolohikal na suporta, imposibleng kontrolin ang oras ng patuloy na proseso.
Dapat pansinin na sa ngayon "walang itinatag na pananaw sa isang tiyak na indikasyon: kung saan at kailan gagamit ng computer sa proseso ng pag-aaral, walang praktikal na karanasan ang natamo sa pagtatasa ng epekto ng computer sa pagiging epektibo ng pag-aaral, doon ay walang itinatag na mga kinakailangan sa regulasyon para sa uri, uri at mga parameter ng hardware at software na pang-edukasyon".
Ang mga tanong tungkol sa metodolohikal na suporta ng pedagogical software ay itinaas ng I.V. Grebenev.
Ang pinakamahalagang kriterya para sa pagiging epektibo ng pag-aaral ng kompyuter ay malamang na isaalang-alang ang posibilidad para sa mga mag-aaral na makakuha ng bago, mahalagang kaalaman sa isang paksa sa pakikipag-usap sa isang computer, sa pamamagitan ng ganoong antas o may ganoong katangian ng aktibidad na nagbibigay-malay na imposible sa makina. -libreng pag-aaral, sa kondisyon, siyempre, na ang kanilang pedagogical na epekto at nagbabayad para sa oras ng guro at mag-aaral.
Nangangahulugan ito na upang ang paggamit ng mga computer ay magdulot ng mga tunay na benepisyo, kinakailangan upang matukoy kung sa anong paraan ang umiiral na pamamaraan ay hindi perpekto, at upang ipakita kung anong mga katangian ng isang computer at sa kung anong paraan ang maaaring mapataas ang pagiging epektibo ng pagsasanay.
Ang pagsusuri sa estado ng computer simulation ay nagpapahiwatig na:
1) ang computer simulation ay kinakatawan ng isang maliit na bilang ng mga programa sa pangkalahatan at sa partikular na mga modelo ng pisikal na proseso batay sa mga probisyon ng molecular kinetic theory (MKT);
2) sa mga programang nagmomodelo batay sa MKT, walang dami ng mga resulta, ngunit isang qualitative na paglalarawan lamang ng ilang pisikal na proseso ang nagaganap;
3) sa lahat ng mga programa, ang koneksyon sa pagitan ng mga microparameter ng isang particle system at ang mga macroparameter nito (presyon, dami at temperatura) ay hindi ipinakita;
4) walang binuo na pamamaraan para sa pagsasagawa ng mga aralin gamit ang mga programa ng computer simulation para sa isang bilang ng mga pisikal na proseso ng MKT.
Tinutukoy nito ang kaugnayan ng pag-aaral.
Ang layunin ng pag-aaral ay ang proseso ng pagkatuto sa isang sekondaryang paaralan.
Ang paksa ng pananaliksik ay ang proseso ng paggamit ng computer simulation sa pagtuturo ng physics sa isang sekondaryang paaralan.
Ang layunin ng pag-aaral ay pag-aralan ang mga posibilidad ng pedagogical ng pagmomodelo ng computer at bumuo ng metodolohikal na suporta para sa paggamit ng mga programa sa pagmomodelo ng computer batay sa materyal ng isang kurso sa pisika ng paaralan.
Batay sa layunin ng pag-aaral, ang mga sumusunod na gawain ay itinakda sa gawain:
1) magsagawa ng isang holistic na pagsusuri ng mga posibilidad ng paggamit ng computer simulation sa proseso ng pag-aaral;
2) matukoy ang mga kinakailangan sa sikolohikal at pedagogical para sa mga modelo ng pang-edukasyon na computer;
3) pag-aralan ang mga lokal at dayuhang programa sa kompyuter na ginagaya ang mga pisikal na phenomena at nagbibigay ng tunay na epekto sa pagkatuto;
4) upang bumuo ng isang computer simulation program batay sa materyal ng pisikal na nilalaman ng medium Pangkalahatang edukasyon(seksyon "Molecular physics");
5) suriin ang aplikasyon ng isang pang-eksperimentong computer simulation program at suriin ang resulta ng didactic at methodological nito.
Ipotesis ng pananaliksik.
Ang kalidad ng kaalaman, kasanayan at kultura ng impormasyon ng mga mag-aaral ay maaaring mapabuti kung, sa proseso ng pagtuturo ng pisika, ginagamit ang mga programa ng computer simulation, ang metodolohikal na suporta kung saan ay ang mga sumusunod:
Sapat sa teoretikal na mga base ng computer modeling sa kurso ng mga gawain sa pagsasanay, isang lugar, oras, isang paraan ng paggamit ng mga pang-edukasyon na mga modelo ng computer ay tinukoy;
Ang pagkakaiba-iba ng mga anyo at pamamaraan ng pamamahala ng mga aktibidad ng mga mag-aaral ay isinasagawa;
Ang mga mag-aaral ay sinanay sa paglipat mula sa mga tunay na bagay patungo sa mga modelo at vice versa.
Ang metodolohikal na batayan ng pag-aaral ay: systemic at aktibidad na diskarte sa pag-aaral ng pedagogical phenomena; pilosopikal, cybernetic, sikolohikal na teorya ng pagmomodelo ng computer (A.A. Samarsky, V.G. Razumovskiy, N.V. Razumovskaya, B.A. Glinskiy, B.V. Biryukov, V.A. Shtoff, V.M. Glushkov at iba pa) ; sikolohikal at pedagogical na pundasyon ng computerization ng edukasyon (V.V. Rubtsov, E.I. Mashbits) at ang konsepto ng pagbuo ng edukasyon (L.S. Vygotsky, D.B. Elkonin, V.V. Davydov, N.F. Talyzina, P. Ya. Galperin). Mga pamamaraan ng pananaliksik:
Siyentipiko at metodolohikal na pagsusuri ng pilosopikal, sikolohikal, pedagogical at metodolohikal na panitikan sa suliraning pinag-aaralan;
Pagsusuri ng karanasan ng mga guro, pagsusuri ng kanilang sariling karanasan sa pagtuturo ng pisika sa mataas na paaralan at mga pamamaraan ng pisika sa unibersidad;
Pagsusuri ng pagmomodelo ng mga programa sa computer sa molekular na pisika ng mga domestic at dayuhang may-akda upang matukoy ang nilalaman ng programa;
Pagmomodelo ng pisikal na phenomena sa molecular physics;
Mga eksperimento sa computer batay sa mga napiling programa ng simulation;
Pagtatanong, pag-uusap, pagmamasid, eksperimentong pedagogical;
Mga pamamaraan ng istatistika ng matematika.
Base sa pananaliksik: mga paaralan No. 3, 11, 17 ng Vologda, Vologda State Natural and Mathematical Lyceum, Faculty of Physics at Mathematics ng Vologda State Pamantasang Pedagogical.
Ang pag-aaral ay isinagawa sa tatlong yugto at may sumusunod na lohika.
Sa unang yugto (1993-1995) natukoy ang problema, layunin, gawain at hypothesis ng pag-aaral. Ang pilosopikal, pedagohikal at sikolohikal na panitikan ay sinuri upang makilala mga teoretikal na pundasyon pagbuo at paggamit ng mga modelo ng kompyuter sa proseso ng pag-aaral.
Sa ikalawang yugto (1995 - 1997), isinagawa ang eksperimentong gawain sa loob ng balangkas ng problema sa ilalim ng pag-aaral, iminungkahi ang mga pag-unlad ng pamamaraan para sa paggamit ng mga programa ng computer simulation sa mga aralin sa pisika.
Sa ikatlong yugto (1997 - 2000), isinagawa ang pagsusuri at paglalahat ng gawaing pang-eksperimento.
Ang pagiging maaasahan at bisa ng mga resulta na nakuha ay ginagarantiyahan ng: teoretikal at metodolohikal na mga diskarte sa pag-aaral ng problema ng computer simulation sa edukasyon; kumbinasyon ng kalidad at quantitative analysis mga resulta, kabilang ang paggamit ng mga pamamaraan ng mga istatistika ng matematika; mga pamamaraan na sapat sa layunin at paksa ng pag-aaral; mga kinakailangan sa agham para sa pagbuo ng isang computer simulation program.
Ang huli ay nangangailangan ng ilang paliwanag. Bumuo kami ng isang programa para sa pagmomodelo ng mga dinamika ng mga sistema ng maraming mga particle, ang pagkalkula ng paggalaw nito ay batay sa algorithm ng Werlet na ginamit nina H. Gould at J. Tobochnik. Ang algorithm na ito ay simple at nagbibigay ng mga tumpak na resulta kahit na sa maikling panahon, at ito ay napakahalaga kapag nag-aaral ng mga pattern ng istatistika. Ang orihinal na interface ng programa ay nagbibigay-daan hindi lamang upang makita ang dynamics ng proseso at baguhin ang mga parameter ng system, pag-aayos ng mga resulta, ngunit ginagawang posible na baguhin ang oras ng eksperimento, ihinto ang eksperimento, i-save ang frame na ito at simulan ang kasunod na gawain sa modelo mula dito.
Ang sistema sa ilalim ng pag-aaral ay binubuo ng mga particle na ang mga tulin ay itinakda nang random at nakikipag-ugnayan sa isa't isa ayon sa mga batas ng Newtonian mechanics, at ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula ay ipinapakita ng Lennard-Johnson curve, iyon ay, ang programa ay naglalaman ng isang modelo ng isang tunay na gas. Ngunit sa pamamagitan ng pagbabago ng mga paunang parameter, posible na dalhin ang modelo sa isang perpektong gas.
Ang computer simulation program na ipinakita sa amin ay ginagawang posible na makakuha ng mga numerical na resulta sa mga relatibong unit, na nagpapatunay sa mga sumusunod na pisikal na batas at proseso: a) ang pag-asa ng puwersa ng pakikipag-ugnayan at potensyal na enerhiya mga particle (molekula) mula sa distansya sa pagitan nila; b) Pamamahagi ng bilis ng Maxwell; c) ang pangunahing equation ng molecular kinetic theory; d) ang mga batas nina Boyle-Mariotte at Charles; e) mga eksperimento ng Joule at Joule-Thomson.
Ang mga eksperimento sa itaas ay maaaring kumpirmahin ang bisa ng pamamaraan ng istatistikal na pisika, dahil ang mga resulta ng numerical na eksperimento ay tumutugma sa mga resulta na nakuha batay sa mga batas ng istatistika.
Kinumpirma ng eksperimentong pedagogical ang pagiging epektibo ng pamamaraan para sa pagsasagawa ng mga aralin gamit ang mga programa ng computer simulation.
Scientific novelty at theoretical significance ng pag-aaral:
1. Isang komprehensibong paglalarawan ng pagmomodelo ng computer na ginamit sa proseso ng pag-aaral (pilosopiko, cybernetic, pedagogical) ay naisagawa.
2. Ang sikolohikal at pedagogical na mga kinakailangan para sa mga modelo ng pagsasanay sa computer ay napatunayan.
3. Ang paraan ng computer simulation ng dynamics ng maraming mga particle ay inilapat, na naging posible upang lumikha ng isang modelo ng computer sa unang pagkakataon sa kurso ng paaralan ng molekular na pisika perpektong gas, na nagbibigay-daan upang ipakita ang kaugnayan sa pagitan ng mga micro-parameter ng system (bilis, momentum, kinetic, potensyal at kabuuang enerhiya ng gumagalaw na mga particle) na may mga macro-parameter (pressure, volume, temperatura).
4. Sa batayan ng mga programa ng computer simulation sa pamamaraan ng physics, ang mga sumusunod na numerical na eksperimento ay isinagawa: ang pangunahing equation ng molecular-kinetic theory ay nakuha; ang kaugnayan sa pagitan ng temperatura at ng kinetic energy ng translational motion ng mga particle (molekula) ay ipinapakita; Ang mga eksperimento ng Joule at Joule-Thomson para sa mainam at tunay na mga gas ay namodelo.
Ang praktikal na kahalagahan ng pag-aaral ay nakasalalay sa katotohanan na ang napiling nilalaman at ang binuo na mga programa ng computer simulation ay maaaring gamitin sa isang sekondaryang paaralan upang magsagawa ng numerical na eksperimento sa ilang mga isyu sa molekular na pisika. Ang isang pamamaraan para sa pagsasagawa ng mga aralin sa molecular physics gamit ang pagmomodelo ng mga programa sa computer ay binuo at nasubok sa eksperimento. Ang mga materyales at resulta ng pag-aaral ay maaari ding ilapat sa proseso ng pagtuturo sa mga mag-aaral ng pedagogical na unibersidad at advanced na pagsasanay ng mga guro ng physics at computer science.
Ang pag-apruba ng mga pangunahing materyales at mga resulta na nakuha sa kurso ng pag-aaral ay isinagawa
Sa internasyonal na elektronikong pang-agham at teknikal na kumperensya (Vologda, 1999);
Sa interuniversity na siyentipiko at praktikal na kumperensya "Mga aspetong panlipunan ng pagbagay ng kabataan sa pagbabago ng mga kondisyon ng pamumuhay" (Vologda, 2000);
Sa pangalawang rehiyonal na pang-agham at pamamaraan na kumperensya "Mga modernong teknolohiya sa mas mataas at pangalawang bokasyonal na edukasyon" (Pskov, 2000);
Sa ikaanim na All-Russian scientific-practical conference "Ang problema ng pang-edukasyon na pisikal na eksperimento" (Glazov, 2001);
Kapag nagtuturo ng pisika sa mga sekondaryang paaralan ng lungsod ng Vologda, sa mga klase sa mga pamamaraan ng pagtuturo ng pisika sa mga mag-aaral ng VSPU, sa mga seminar para sa mga nagtapos na mag-aaral ng VSPU at mga guro ng departamento ng pangkalahatang pisika at astronomiya.
Ang mga sumusunod ay isinumite para sa pagtatanggol:
1. Theoretical approach sa paggamit ng computer simulation sa proseso ng pag-aaral at ang metodolohikal na suporta nito.
3. Pamamaraan para sa pag-aayos at pagsasagawa ng mga aralin sa pisika sa ika-10 baitang ng isang sekondaryang paaralan kapag pinag-aaralan ang paksang "Molecular Physics" batay sa isang computer simulation program.
Istraktura ng disertasyon.
Ang istraktura ng disertasyon ay tinutukoy ng lohika at pagkakasunud-sunod ng paglutas ng mga gawain. Ang disertasyon ay binubuo ng panimula, apat na kabanata, konklusyon, bibliograpiya.
Konklusyon ng disertasyon siyentipikong artikulo sa paksang "Pangkalahatang Pedagogy, Kasaysayan ng Pedagogy at Edukasyon"
Bilang resulta ng teoretikal at pilot study pinamamahalaang upang matukoy ang mga direksyon para sa pagpapabuti ng pagtuturo ng kurso ng molekular na pisika sa ika-10 baitang batay sa paggamit ng mga pang-edukasyon na modelo ng computer ng dynamics ng mga sistema ng particle. Ang partikular na atensyon ay binayaran sa pagbuo ng mga alituntunin para sa pagsasama ng trabaho sa mga modelo sa mga aralin at ang paghahanda ng mga huwarang sitwasyon para sa mga araling ito batay sa paggamit ng mga modelo ng computer.
Naging posible ito upang madagdagan ang pagiging epektibo ng pagsasanay, magpatupad ng isang indibidwal na diskarte, bumuo ng mga katangian ng personalidad tulad ng pagmamasid, pagsasarili, at pagbuo ng mga elemento ng kultura ng impormasyon.
KONGKLUSYON
Alinsunod sa mga layunin ng pag-aaral, ang mga sumusunod na pangunahing resulta ay nakuha:
1. Ang pagsusuri ng literatura sa pag-aaral ng mga modelo at pagmomodelo ay naging posible na mag-isa ng isang bilang ng mga teoretikal na posisyon na nagpapakilala sa kanila mula sa epistemological, cybernetic, at iba pang mga posisyon. Ang pagmomodelo ay isang unibersal na paraan ng pag-alam sa mundo. At ang mga modelo, bilang resulta ng proseso ng pagmomolde, ay may multifaceted na halaga. Ang paggamit ng mga modelo ay ginagawang posible na gawing simple ang mga kumplikadong natural na phenomena, habang binibigyang-diin ang pinaka kumplikadong mga aspeto ng bagay. Ginagawa nitong posible, bilang panuntunan, na gamitin ang matematikal na wika ng paglalarawan, ang pinakaangkop para sa pagpoproseso ng impormasyon, upang makakuha ng mga resultang dami na naa-access sa eksperimentong pag-verify, at upang maiugnay ang mga resultang ito sa isang tunay na bagay. Ang proseso ng pag-aaral ay isang uri ng analogue ng proseso ng kaalamang pang-agham. At dahil ang siyentipikong kaalaman ay may posibilidad na gawing simple ang paglalarawan ng mga tunay na bagay sa pamamagitan ng mga representasyon ng modelo, ang paggamit ng mga modelo at simulation sa pagtuturo ay dapat kilalanin bilang makatwiran. Ang pagmomodelo ay malawakang ginagamit sa pagtuturo sa paaralan, lalo na ang modernong anyo nito - pagmomodelo ng kompyuter. Pinagsasama ng mga modelo ng computer ang mga pakinabang ng mga modelong pang-edukasyon, lalo na tulad ng posibilidad ng pag-abstract at pag-aaral ng pag-uugali ng mga dynamic na sistema, kasama ang mga katangian ng simulation ng isang computer at iba't ibang paraan ng pagproseso, pag-iimbak at pagkuha ng impormasyon. Samakatuwid, ang pagsasama-sama ng mga pakinabang ng pagmomodelo sa mga kakayahan ng isang computer ay nagbibigay-daan sa iyo upang makakuha ng medyo malakas na epekto sa pag-aaral, na tinatawag naming cognitive resonance sa pag-aaral.
2. Ang mga probisyon sa itaas ay naging teoretikal na batayan para sa pagsasanay gamit ang computer simulation. Ang pagpapatibay na ito ay multi-aspect: kabilang dito ang mga aspetong pang-impormasyon, sikolohikal at didactic.
Ang aspeto ng impormasyon ay kinabibilangan ng:
Pagkakataon upang makakuha ng bagong impormasyon;
Pagpapatupad ng pagpili ng impormasyon;
Pag-unlad ng kultura ng impormasyon ng mga mag-aaral.
Ang sikolohikal na aspeto ng pagpapatupad ng mga posibilidad ng pagmomodelo ng computer sa edukasyon ay sumasalamin:
Ang espesyal na katangian ng relasyon ng mag-aaral sa mga nakapaligid na bagay (ang triplicity ng relasyon sa pagitan ng mag-aaral, guro at computer), na ginagawang posible na magkaroon ng mas variable na diskarte sa pagbuo ng mga aktibidad na pang-edukasyon;
Mas malawak na mga pagkakataon para sa pagpapatupad ng isang indibidwal na diskarte;
Impluwensiya sa nagbibigay-malay na interes ng mga mag-aaral;
Mga tampok ng kaisipan ng pang-unawa, memorya, pag-iisip, imahinasyon;
Mga bagong pagkakataon para sa komunikasyong organisasyon ng pag-aaral.
Ang didactic na aspeto ng paggamit ng mga modelo ng computer sa paaralan ay nagiging posible ito
Ipatupad ang mga pangunahing didaktikong prinsipyo ng pagtuturo;
Gamitin iba't ibang anyo organisasyon ng proseso ng pag-aaral;
Bumuo at ipatupad ang mga layunin sa pag-aaral;
Piliin ang nilalaman ng pinag-aralan na materyal alinsunod sa mga modelo ng computer na ginamit;
Kumuha ng mga bagong resulta sa pag-aaral na may husay.
3. Batay sa pag-aaral ng sikolohikal at pedagogical na panitikan, tatlong pangunahing grupo ng mga problema na nauugnay sa paggamit ng mga computer ay maaaring makilala: ang una ay nauugnay sa teoretikal na katwiran ng pag-aaral, ang pangalawa ay ang problema ng paglikha ng isang makatwirang teknolohiya para sa computer. pag-aaral, at ang pangatlo ay pinagsasama ang sikolohikal at pedagogical na aspeto ng pagdidisenyo ng mga programa sa pagsasanay. Ang pagsusuri ng mga paraan upang malutas ang mga problemang ito ay nagbigay-daan sa amin upang matukoy ang ilang mga kinakailangan na dapat sundin kapag nagdidisenyo ng mga pang-edukasyon na programa sa computer. Kasama sa mga kinakailangang ito ang mga sikolohikal na katangian ng pang-unawa, memorya, pag-iisip ng mga mag-aaral, ang organisasyon ng mga aktibidad na pang-edukasyon, ang pagpapatupad ng mga katangian ng dialog ng isang computer. Kapag bumubuo ng computer kurikulum mga aspeto tulad ng nilalaman ng programa, mga layunin ng didactic na ipinatupad nito, mga tungkulin sa pagtuturo, lugar at oras ng pagsasama ng programa sa proseso ng edukasyon, suporta sa pamamaraan, accounting mga tampok ng edad pag-unlad ng mga bata.
4. Ang pag-aaral ng mga katangian ng mga programa sa pagmomodelo ng domestic at dayuhang produksyon ay naging posible upang matukoy kasama ng mga ito na angkop para magamit sa proseso ng pagtuturo ng molekular na pisika sa isang sekondaryang paaralan. Ang domestic educational computer course na "Open Physics" LLP NCC PHYSICON ay binubuo ng isang hanay ng mga de-kalidad na demonstrasyon na nagbibigay-daan sa iyo upang obserbahan ang dynamics ng molekular at thermodynamic na proseso. Ngunit ang pinaka kumpletong computer simulation ng magulong paggalaw ng mga molekula ng gas ay ipinakita sa gawain ni X. Gould at J. Tobochnik "Computer simulation sa physics". Ang programang ito, na ginagaya ang dynamics ng mga system ng maraming particle, ay gagawing posible na magtatag ng koneksyon sa pagitan ng mga microparameter ng gumagalaw na particle at ng macroparameters ng isang gas.
5. Batay sa modelo ng dynamics ng mga system ng maraming particle, na iminungkahi nina H. Gould at J. Tobochnik, nakabuo kami ng isang computer simulation program at isang sistema ng mga gawain para sa pag-aaral ng mga pundasyon ng molecular kinetic theory gamit ang isang computer. Kapag lumilikha ng interface ng programa, umasa kami sa mga kinakailangan para sa mga programa ng computer simulation na isinasaalang-alang sa una at ikalawang mga kabanata. Pinili namin ang nilalaman ng programa, nakilala ang mga gawaing didactic, isinasaalang-alang posibleng pagkakamali mga mag-aaral at tumulong upang maalis ang mga ito. Ang resultang modelo ng computer ay dynamic, structural-systemic, variable at may mga katangian tulad ng visibility, content ng impormasyon, kadalian ng pamamahala, cyclicity ng program.
6. Isang pamamaraan para sa isang holistic na pag-aaral ng seksyong "Molecular Physics" ay binuo, na sumasaklaw sa buong dami ng materyal na may kaugnayan sa malayang paksa. Ang mga klase ay batay sa pagkakaiba-iba ng modelo ng computer, na nagbibigay ng iba't ibang anyo ng pagsasama ng isang programa sa pagmomodelo sa isang aralin, iba't ibang paraan ng komunikasyon sa pagitan ng isang guro, isang mag-aaral at isang computer, at ang kakayahang baguhin ang istraktura ng pagsasanay sa computer.
7. Ang pang-eksperimentong pagpapatunay ng binuo na pamamaraan para sa pagsasagawa ng mga aralin na may suporta sa computer ay nagpakita ng pagiging epektibo nito. Ang isang paghahambing na pagsusuri ng kalidad ng kaalaman ng mga mag-aaral sa kontrol at pang-eksperimentong mga klase ay isinagawa gamit ang mga istatistikal na pamamaraan. Nalaman namin na ang kalidad ng kaalaman ng mga mag-aaral ng eksperimentong grupo ay mas mataas kaysa sa mga mag-aaral ng control group, at samakatuwid ang diskarteng ito ay nagpapahintulot sa iyo na ipatupad ang isang indibidwal na diskarte, ginagawang posible na bumuo ng nagbibigay-malay na interes, intelektwal na aktibidad mag-aaral, kalayaan, upang bumuo ng mga elemento ng kultura ng impormasyon.
Isang sukatan ng tulong ng guro;
Accounting para sa sanitary at hygienic na mga kinakailangan para sa pagtatrabaho sa isang computer.
Listahan ng mga sanggunian ng disertasyon may-akda ng gawaing pang-agham: kandidato ng pedagogical sciences, Rozova, Natalia Borisovna, Vologda
1. Agapova, O. Project-creative na modelo ng edukasyon / O. Agapova, A. Krivosheev, A. Ushakov // Alma Mater (Vestnik vyssh. shk.). 1994 - No. 1. - S. 19.
2. Balykina, E.H. Mga bagong teknolohiya ng impormasyon para sa pagtuturo ng mga agham panlipunan / E.N. Balykina // Mga paraan ng paggamit ng teknolohiyang electronic computing sa gawaing pananaliksik na siyentipiko: Sat. siyentipiko Art. (Mga materyal na malikhaing talakayan.). - M., 1991. - S.95 - 99.
3. Balykina, E.H. Teknolohiya para sa paggawa ng mga programa sa pagsasanay sa computer sa mga makasaysayang disiplina / E.N. Balykina // Karanasan sa computerization makasaysayang edukasyon sa mga bansang CIS: Sat.st. / Ed.: V.N. Sidortsov, E.N. Balykina. Minsk, 1999. - S. 135-149.
4. Bellman, R. Dynamic programming / R. Bellman M., 1960. - 400s.
5. Belostotsky, P.I. Mga teknolohiya sa kompyuter: Sovrem, isang aralin sa pisika at astronomiya / P.I. Belostotsky, G.Yu. Maksimova, N.N. Gomulina // Unang Sept. 1999 - No. 20. - S. 3. - (Physics).
6. Berger, N.M. Pagbuo ng mga istatistikal na konsepto sa molecular physics / N.M.Berger // Physics sa paaralan. 1993. - N5. - S. 38-42.
7. Berseneva, N.B. Ang estado ng pagmomodelo ng computer sa kurso ng molecular physics at thermodynamics ng sekondaryang paaralan / NB Berseneva // Sat. siyentipiko gawa ng mga mag-aaral at nagtapos na mga mag-aaral ng VSPU. Vologda, 1996. - Isyu 4. - S. 307310.
8. V. P. Bespalko, Mga Tuntunin teknolohiyang pedagogical/ V.P. Bespalko -M.: Pedagogy, 1989. 192p.
9. Bill, G.A. Teoretikal na pagsusuri ng mga programa sa pagsasanay: Soobshch. 1: Bagong pananaliksik sa pedagogical sciences / G.A.Bill, A.M.Dovchenko, E.I.Mashbits // 1965.-Iss. 4.-S.
10. Biryukov, B.V. Pagmomodelo / B.V. Biryukov // Pilosopo, Encyclopedia. mga salita. -M., 1989. S.373-374.
11. Biryukov, B.V. Modelo / B.V. Biryukov // Philosoph.encycloped. mga salita. M., 1989. - S.373-374.
12. Bukhovtsev, B.B. Bagong aklat-aralin para sa grade 9 / B.B. Bukhovtsev, Yu.L. Klimontovich, G.Ya. Myakishev // Physics sa paaralan. 1971. - No. 1. - S. 22-23.
13. Bukhovtsev, B. B. Physics-9: Proc. para sa 9 na mga cell. avg. paaralan / B.B. Bukhovtsev, Yu.L. Klimontovich, G.Ya. Myakishev. -M.: Enlightenment, 1971. 271 p.
14. Bukhovtsev, B.B. Physics-9: Proc. para sa 9 na mga cell. avg. paaralan / B.B. Bukhovtsev, Yu.L. Klimontovich, G.Ya. Myakishev. M.: Enlightenment, 1986. - 271 p.
15. Bukhovtsev, B.B. Physics: Proc. para sa 10 mga cell. avg. paaralan / B.B. Bukhovtsev, Yu.L. Klimontovich, G.Ya. Myakishev. -M.: Enlightenment, 1990.
16. Vagramenko, Ya.A. Sa sertipikasyon ng mga programa sa pagsasanay sa computer / Ya.A. Vagramenko // Informatization ng basic humanitarian education sa mas mataas na edukasyon: Proc. ulat interuniversity siyentipiko pamamaraan, conf. - M., 1995. - S. 55 - 57.
17. Williams, F. Mga kompyuter sa paaralan / F. Williams, K. McLean. M., 1998. - 164 p.
18. Mga tanong ng computerization ng proseso ng edukasyon: mula sa karanasan sa trabaho: Aklat. para sa guro / Comp. N.D. Ugrinovich; Ed. L.P. Awl. M.: Enlightenment, 1987. - 128 p.
19. Gabai, T.V. Automated learning system mula sa pananaw ng isang psychologist / T.V. tr. M., 1985. - S. 25-32.
20. Gabai, T.V. Sikolohiyang pang-edukasyon: Proc. allowance / T.V. Gabay. M.: Publishing House ng Moscow. un-ta, 1995. - 160 p.
21. Gamezo, M.V. Sa papel at pag-andar ng mga palatandaan at iconic na mga modelo sa pamamahala ng aktibidad ng cognitive ng tao // Mga teoretikal na problema sa pamamahala ng aktibidad ng cognitive ng tao. -M., 1975.
22. Gvaramia, G. Karanasan sa pagbuo ng kompyuter pantulong sa pagtuturo sa Physics / G. Gvaramia, I. Margvelashvili, L. Mosiashvili// INFO. 1990. - No. 6. - S. 79.
23. Gladysheva, N.K. Mga pattern ng istatistika ng pagbuo ng kaalaman at kasanayan ng mga mag-aaral / N.K. Gladysheva, I.I. Nurminsky. M.: Pedagogy, 1991. -221s.
24. Glinsky, B.A. Pagmomodelo bilang isang paraan ng siyentipikong pananaliksik. Gnoseological analysis / B.A. Glinsky, B.S. Gryaznov, B.S. Dynin, E.P. Nikitin. M.: MGU, 1965. - 248s.
25. Glushkov, V.N. Gnoseological na kalikasan ng pagmomodelo ng impormasyon / VN Glushkov // Mga Tanong ng Pilosopiya. 1963.- Bilang 10 - S. 13-18.
26. Glushkov, V.N. Pag-iisip at Cybernetics / V.N. Glushkov // Mga Tanong ng Pilosopiya. 1963. -№1. - P.36-48.
27. Grebenev, I.V. Ang paggamit ng mga PC sa paaralan para sa pagbuo ng pinakamahalagang konsepto ng molecular physics / I.V. Grebenev // Physics sa paaralan. -1990. No. 6. -SA. 44-48.
28. Grebenev, I.V. Mga problema sa pamamaraan ng computerization ng pagtuturo sa paaralan / IV Grebenev // Pedagogy. 1994.-№5. - S. 46-49.
29. Gould, X. Computer modeling sa physics. Bahagi 1 / H. Gould, J. Tobochnik. -M.: Mir, 1990.-353 p.
30. Davydov, V.V. Mga problema sa pagbuo ng edukasyon: karanasan ng teoretikal at eksperimentong sikolohikal na pananaliksik / VV Davydov. M.: Pedagogy, 1986. - 240s.
31. Danielin, A.R. Paglalapat ng mga programang pang-edukasyon sa paaralan / A.R. Danilin, N.I. Danilina. Sverdlovsk: Publishing house ng Sverdlov.ped.in-ta, 1987. - 35 p.
32. Demushkin, A.S. Mga programa sa pagsasanay sa computer / A.S.Demushkin, A.I.Kirillov, N.A.Slivina, E.V.Chubrov //Informatics at edukasyon. 1995. - No. 3. - S. 15-22.
33. Jaliashvili, 3.0. Mga pagsusulit sa computer sa kasaysayan na may mga elemento ng diyalogo / 3.0. Dzhaliashvili, A.V. Kirillov // NIT sa edukasyon: Mga Pamamaraan ng Intern. conf. T.III: Historical informatics. Minsk, 1996. - S. 13 - 16.
34. Dusavitsky, A.K. Personal na pag-unlad sa mga aktibidad na pang-edukasyon /
35. A.K. Dusavitsky M.: House of Pedagogy, 1996. - 208 p.
36. Zagvyazinsky, V.I. Metodolohiya at pamamaraan ng didaktikong pananaliksik /
37. V.I.Zagvyazinsky. -M.: Pedagogy, 1982.- 160s.
38. Zworykin, B.S. Paraan ng pagtuturo ng pisika sa mataas na paaralan: Molecular physics. Mga Batayan ng electrodynamics / B.S. Zworykin M.: Enlightenment, 1975. - 275 p.
39. Zorina, L.Ya. Mga pundasyon ng didactic para sa pagbuo ng isang sistematikong kaalaman ng mga mag-aaral sa high school / L.Ya. Zorin. M., 1978. -128 p.
40. Ang pag-aaral ng pisika sa mga paaralan at mga klase na may malalim na pag-aaral ng paksa. 4.1: Metodo Mga Rekomendasyon / Comp. IMPYERNO. Glaser. M., 1991.
41. Ingenkamp, K. Pedagogical diagnostics / K. Ingenkamp. M.: Pedagogy, 1991. - 240s.
42. Kabardin, O.F. Mula sa karanasan ng pagtuturo sa ika-9 na baitang ng seksyong "Molecular physics" / O.F.Kabardin // Physics sa paaralan. 1975. - No. 5. - S. 34; No. 6. - S. 28.
43. Kavtrev, A.F. Mga programa sa kompyuter sa pisika para sa sekondaryang paaralan / A.F. Kavtrev // Mga tool sa computer sa edukasyon. 1998. - No. 1. - S. 42-47.
44. Kamenetsky, S.E. Mga modelo at pagkakatulad sa kurso ng high school physics /
45. S.E. Kamenetsky, N.A. Solodukhin. -M.: Enlightenment, 1982. 96s.
46. Kaptelinin, V.N. Mga problemang sikolohikal pagbuo ng computer literacy ng mga mag-aaral / V.N. Kaptelin // Vopr. sikolohiya. 1986. - No. 5. - S. 54-65.
47. Katysheva, I.A. Mga isyu ng computerization ng edukasyon / I.A.Katysheva // Vopr. sikolohiya. 1986. - No. 5. - S. 73.
48. Kikoin, A.K. Physics-9: Prob. aklat-aralin / A.K.Kikoin, I.K.Kikoin, S.Ya.Shamash, E.E.Evenchik. M.: Enlightenment, 1979. - 224 p.
49. Kikoin, A.K. Physics-9: Prob. aklat-aralin / A.K.Kikoin, I.K.Kikoin, S.Ya.Shamash, E.E.Evenchik. M.: Enlightenment, 1982. - 224 p.
50. Kikoin, A.K. Physics-9: Prob. aklat-aralin / A.K.Kikoin, I.K.Kikoin, S.Ya.Shamash, E.E.Evenchik. M.: Enlightenment, 1984. - 224 p.
51. Kikoin, A.K. Physics 10: Proc. para sa 10 mga cell. paaralan (mga klase) na may malalim na pag-aaral ng physics / A.K. Kikoin, I.K. Kikoin, S.Ya. Shamash, E.E. Evenchik. M.: Enlightenment, 1992. - 189 p.
52. Kikoin, I.K. Ang ilang mga katanungan ng paraan ng pagtatanghal ng molekular na pisika sa ika-9 na baitang / I.K.Kikoin // Physics sa paaralan. 1980. - No. 5. - P.31-37.
53. Klaus, G. Panimula sa differential psychology of learning: TRANS. Kasama siya. / G. Klaus; Ed. I.V. Ravich Shcherbo. - M.: Pedagogy, 1987. - 176 p.
54. Kozeletsky, Yu. Sikolohikal na teorya ng mga desisyon / Yu. Kozeletsky. M.; 1979.- 504 p.
55. Kolpakov, A. Mga teknolohiya sa kompyuter / A. Kolpakov // Mga Tao. edukasyon.-2000. No. 6. - S. 154-157.
56. Computer sa pagtuturo: sikolohikal at pedagogical na mga problema: Round table // Vopr. sikolohiya. 1986. - No. 6. - P.42-66.
57. Kondratiev, A.B. Physics at computer / A.B. Kondratiev, V.V. Laptev. L .: Publishing House ng Leningrad State University, 1989. - 328s.
58. Konovalets, L.S. Cognitive independence ng mga mag-aaral sa mga kondisyon ng pagsasanay sa computer / L.S. Konovalets // Pedagogy. 1999. - No. 2. - S. 4650.
59. Kornev, G.P. Mga modelo ng pisikal na katawan at phenomena / G.P. Kornev. Magadan, 1977.- 123 p.
60. Kochergin, A.N. Pagmomodelo ng pag-iisip / A.N. Kochergin. M.: Politizdat, 1969. - 224p.
61. Krivosheev, A.O. Computer Support para sa Learning System /
62. A.O. Krivosheev // Mga Problema sa Informatization mataas na paaralan: toro. 1998. - Blg. 1-2 (11-12).-S. 179-183.
63. Krivosheev, A.O. Kumpetisyon "Electronic textbook" / A.O. Krivosheev, S.S. Fomin // Mga teknolohiya sa kompyuter sa mas mataas na edukasyon M.: Publishing House ng Moscow State University, 1994.
64. Kubitsky, V.A. Pagpapakita at mga eksperimento sa laboratoryo sa pagpapakilala ng konsepto ng temperatura / V.A. Kubitsky // Physics sa paaralan. 1983 - No. 5. - S. 66-68.
65. Kuznetsova Yu.V. Espesyal na kursong "Pagmomodelo ng kompyuter sa pisika" / Yu.V. Kuznetsova // Physics sa paaralan. 1998. - No. 6. - S. 41.
66. Lalle, R. Pedagogical na teknolohiya sa mga unibersidad sa mga umuunlad na bansa. Mga Prospect / R. Lalle // Vopr. edukasyon. 1987. - No. 3. - S. 25-38.
67. Laptev, V.V. Modernong elektronikong teknolohiya sa pagtuturo ng pisika sa paaralan /
68. V.V. Laptev. Leningrad: Leningrad Publishing House, Order ng Red Banner of Labor state. ped. in-ta im. A.I. Herzen, 1988. - 84s.
69. Leontiev, A.N. Aktibidad. Kamalayan. Pagkatao / A.N.Leontiev. -M.: Politizdat, 1975. 304 p.
70. Leites, N.S. Teplov at ang sikolohiya ng mga indibidwal na pagkakaiba / N.S. Leites // Vopr. sikolohiya. 1982. - No. 4.
71. Luppov, G.D. Molecular physics at electrodynamics sa mga tala ng sanggunian at mga pagsubok: Aklat. para sa guro / G.D. Luppov. M.: Enlightenment, 1992. -256 p.
72. Lvovsky, M.V. Pagtuturo ng pisika gamit ang mga computer / M.V. Lvovsky, G.F. Lvovskaya // Informatics sa paaralan. 1999. - Hindi. 5. - S. 49-54.
73. Lyaudis, V.Ya. Sikolohiya at kasanayan ng awtomatikong pag-aaral / V.Ya. Laudis, O.K. Tikhomirov // Mga tanong sa sikolohiya. 1983. - No. 6. - S. 16-27.
74. Manina, E. Karanasan sa paggamit ng pagsubok sa computer sa mga aralin sa pisika / E. Manina // Agham at Paaralan. 1999. - No. 4. - S. 56-57.
75. Matyushkin, A.M. Mga kasalukuyang isyu ng computerization sa edukasyon /
76. A.M. Matyushkin // Vopr. sikolohiya. 1986. - No. 5. - S. 65-67.
77. Mashbits, E.I. Dialogue sa sistema ng pag-aaral / E.I. Mashbitz,
78. B.V. Andrievskaya, E.Yu. Komissarov.- Kyiv: B.I., 1987. 140 p.
79. Mashbits, E.I. Dialogue sa sistema ng pag-aaral / E.I. Mashbits, V.V. Interersky, E.Yu. Kommissarova. Kyiv: Mataas na Paaralan, 1989. - 184 p.
80. Mashbits, E.I. Sa mga katangian ng modelo para sa paglutas ng mga problema sa edukasyon / E.I. Mashbits // Vopr. sikolohiya. 1973. - No. 6. - S. 53-58.
81. Mashbits, E.I. Computerization ng edukasyon: mga problema at prospect / E.I. Mashbits. M.: Kaalaman, 1986. - 80 p. - (Bago sa buhay, agham, teknolohiya: Pedagogy at sikolohiya; No. 1).
83. Mashbits, E.I. Mga sikolohikal na pundasyon ng pamamahala ng aktibidad sa edukasyon / E.I. Mashbits Kyiv: Mas mataas. paaralan, 1987. - 223 p.
84. Mashbits, E.I. Sikolohikal at pedagogical na aspeto ng computerization / E.I. Mashbits // Vestn. mas mataas paaralan - 1986. Bilang 4. - S.39-45.
85. Mashbits, E.I. Mga problema sa sikolohikal at pedagogical ng computerization ng edukasyon / E.I. Mashbits- M .: Pedagogy, 1988. 192 p. - (Pedagogical science - reporma sa paaralan).
86. Minina, E.E. Didactic na kondisyon para sa paggamit ng teknolohiya ng computer sa pagtuturo ng pisika sa mataas na paaralan: Abstract ng thesis. dis. cand. ped. Sciences / E.E. Minina - Yekaterinburg, 1994 17 p.
87. Mikhailychev, E. Typology ng didactic na mga pagsubok sa pag-unlad at pagsusuri / E. Mikhalychev // Alma Mater (Vestn. vyssh. shk.). -1997.- №2 S. 16-17.
88. Molotkov, N.Ya. Pagpapalalim ng pangunahing konseptong probisyon ng thermodynamics / N.Ya. Molotkov // Physics sa paaralan. 1997. - N6 - S. 50-53.
89. Monakhov, V.M. Ang teknolohiya ng impormasyon ng edukasyon mula sa punto ng view ng mga gawaing pamamaraan ng reporma sa paaralan / V.M. Mga monghe // Vopr. sikolohiya-1988.-№2.-p. 27-36.
90. Multanovsky, B.B. Sa pag-aaral ng konsepto ng temperatura at ang pangunahing mga probisyon ng molecular-kinetic theory / V.V. Multanovsky, A.S. Vasilevsky // Physics sa paaralan, 1988. - No. 5. - S. 36-39.
91. Myakishev, G.Ya. Ang perpektong gas at ang konsepto ng temperatura / G.Ya. Myakishev, N.V. Khrustal, S.Ya. Shamash, E.E. Evenchik // Physics sa paaralan. 1986. - No. 5 - S. 4546.
92. Myakishev, G.Ya. Sa iba't ibang paraan ng pagkuha ng equation ng estado ng isang ideal na gas sa kurso ng high school physics / G.Ya. Myakishev // Physics sa paaralan.- 1980.-№5.-S. 37-41.
93. Myakishev, G.Ya. Physics. Proc. para sa 10 mga cell. Pangkalahatang edukasyon mga institusyon / G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, H.H. Sotsky, - M .: Edukasyon, 2001 - 336 p.
94. Myakishev, G.Ya. Physics: Proc. para sa malalim na pag-aaral ng pisika / G.Ya. Myakishev, A.Z. Sinyakov. M.: Bustard, 1998. - 350 p.
95. Nemtsev, A.A. Mga modelo ng kompyuter at eksperimento sa computational sa kursong pisika ng paaralan: Abstract ng thesis. dis. . cand. ped. Sciences / A.A. Nemtsev SPb., 1992.- 17 p.
96. Novik, I.B. Gnoseological na katangian ng mga cybernetic na modelo / I.B. Novik // Vopr. pilosopiya. - 1963. - No. 8. pp. 92-103.
97. Novik, I.B. Sa pagmomodelo ng mga kumplikadong sistema: Philos. sanaysay / I.B. Novik-M.: Thought, 1965.-335 p.
98. Orlov, V.A. Mga pagsusulit sa pisika para sa mga baitang 9-11 / V.A. Orlov. M.: School-Press, 1994.-96 p.
99. Mga Batayan ng computer literacy / E.I. Mashbits, L.P. Babenko, JI.B. Wernick; Ed. A.A. Stognia-Kyiv: Mas mataas. Paaralan: Head Publishing House, 1988.-215 p.
100. Mga Batayan ng pedagogy at sikolohiya ng mas mataas na edukasyon: Proc. allowance / Ed. A.B. Petrovsky-M.: Publishing House ng Moscow State University, 1986.-304 p.
101. Paderina E.V. Ang posibilidad ng paggamit ng isang computer sa pagtuturo ng pisika / E.V. Paderina // Physics sa paaralan. 2000. - No. 6. - S.27-34.
102. Pedagogy: Proc. allowance para sa mga estudyante ped. mga unibersidad at kolehiyo / Ed. P.I. Pidkasistogo M.: RPA, 1996 - 604p.
103. Petrosyan, V.G. Pagmomodelo ng gawaing laboratoryo ng isang pisikal na workshop / V.G. Petrosyan, R.M. Ghazaryan, D.A. Sidorenko // Informatics at edukasyon. - 1999. No. 2. - P. 59-67.
104. Pilyugin, V.V. Computer graphics at automation ng siyentipikong pananaliksik / V.V. Pilyugin, JI.H. Sumarokov, K.V. Frolov // Vestn. Academy of Sciences ng USSR.- 1985.-No. 10.-S. 50-58.
105. Mga programa ng sekondaryang paaralan. Physics. Astronomy-M.: Edukasyon, 1992. 219 p.
106. Mga programa ng sekondaryang paaralan. Physics. Astronomiya. Mga karaniwang programa para sa mga paaralan (mga klase) na may malalim na pag-aaral ng pisika. Physics. Mathematics. Espesyal na kurso sa electrical engineering at radio engineering-M.: Education, 1990 62 p.
107. Purysheva, N.S. Sa pagbuo ng mga istatistikal na representasyon sa mga klase na may malalim na pag-aaral ng pisika / N.S. Purysheva, S.I. Desnenko // Physics sa paaralan. 1993. - No. 5. - P.42-45.
108. Workbook ng isang sosyologo. M.: Nauka, 1976. - 512 p.
109. Razumovskaya, N.V. Computer sa mga aralin ng physics / N.V. Razumovskaya // Physics sa paaralan. 1984. - No. 3. - S. 51-56.
110. Razumovskaya, N.V. Pagmomodelo ng computer sa proseso ng edukasyon: Abstract ng thesis. dis.cand. ped. Sciences / N.V. Razumovskaya SPb., 1992. - 19 p.
111. Razumovsky, V.G. Computer at paaralan: suportang pang-agham at pedagogical / V.G. Razumovsky // Konseho, Pedagogy. 1985. - Bilang 9. - S.12-16.
112. Robert, I.V. Mga direksyon ng pananaw ng pananaliksik sa larangan ng aplikasyon ng mga teknolohiya ng impormasyon at komunikasyon sa edukasyon / I.V. Robert // Karaniwang prof. edukasyon. 1998. - No. 3. - S. 20-24.
113. Rozova, N.B. Pagmomodelo ng computer sa mga aralin sa pisika sa pag-aaral ng paksang "Molecular physics at thermodynamics". Mga problema ng pang-edukasyon na pisikal na eksperimento: Sab. siyentipiko tr. / N.B. Rozova M., 2001.- Isyu. 13.- S. 79-81.
114. Rozova, N.B. Ang pagbuo ng kultura ng impormasyon ng mga mag-aaral bilang isang kadahilanan ng pagbagay sa iba't ibang uri ng mga aktibidad / N.B. Rozova // Mga panlipunang aspeto ng pagbagay ng kabataan sa pagbabago ng mga kondisyon ng buhay: Conf. - Vologda, 2000. S. 91-92.
115. Rubtsov, V.V. Computer bilang isang paraan ng pang-edukasyon na pagmomolde / V.V. Rubtsov, A. Margolis, A. Pajitnov // Informatics at edukasyon. 1987. -№5. - P.8-13.
116. Rubtsov, V.V. Lohikal at sikolohikal na pundasyon ng paggamit ng mga tool sa pagsasanay sa computer sa proseso ng pag-aaral / V.V. Rubtsov // Institute of Psychology: Publ.-M. 1990.
117. Rusan, S. Algorithmic na pag-aaral at pag-unlad ng intuwisyon / S. Rusan // Vestn. mas mataas paaralan 1990. -№11. - S. 50.
118. Saveliev, A.Ya. Mga awtomatikong sistema ng pag-aaral / A.Ya. Saveliev // Tr. MVTU (354) / Ed.: A.Ya. Savelyeva, F.I. Rybakova.- M., 1981.
119. Salmina, N.G. Mga uri at tungkulin ng materyalisasyon sa pagtuturo / N.G. Salmina.-M., 1981. 134 p.
120. Salmina, N.G. Palatandaan at simbolo sa edukasyon / N.G. Salmina M., 1988 - 287 p.
121. Koleksyon ng mga gawaing didaktiko sa pisika: Proc. manwal para sa mga teknikal na paaralan / G.I. Ryabovolov, R.N. Dadasheva, P.I. Samoilenko 2nd ed. - M .: Mas mataas. paaralan, 1990.-512 p.
122. Mga scroll, JI. P. Muli tungkol sa temperatura, ang kahulugan at sukat ng pagsukat nito / L.P. Scrolls //Physics sa paaralan. - 1986. - Hindi. 5. - S. 46-48.
123. Scrolls, L.P. Pag-aaral ng konsepto ng temperatura / L.P. Scrolls // Physics sa paaralan - 1976. - No. 5. pp. 38-42.
124. Scrolls, L.P. Pag-aaral ng thermodynamics at molecular physics / L.P. Svitkov-M.: Enlightenment, 1975 128 p.
125. Senko, Yu. Diyalogo sa pagtuturo / Yu. Senko // Vestn. mas mataas paaralan 1991-№5. - P.35-40.
126. Sidortsov, V.N. Ang pagiging epektibo at mga limitasyon ng paggamit ng mga computer sa pagtuturo ng kasaysayan sa unibersidad: ang mga resulta ng eksperimento / V.N. Sidortsov, E.H. Balykin // Nar. edukasyon. 1990.- Bilang 12.- S. 73-75.
127. Smirnov, A.B. Mga problemang sosyo-ekolohikal ng impormasyon sa edukasyon / A.V. Smirnov // Science and School 1998. - No. 2 - P. 38-43.
128. Smolyaninova, O.G. Organisasyon ng mga aralin sa computer sa pisika sa sistema ng pagbuo ng edukasyon: Abstract ng thesis. dis. .cand. ped. Sciences / O.G. Smolyaninova.- SPb., 1992. 17 p.
129. Talyzina, N.F. Ang pagpapakilala ng mga computer sa proseso ng edukasyon sa isang siyentipikong batayan / N.F. Talyzina // Council, Pedagogy - 1985 - No. 12.- P. 34-38.
130. Talyzina, N.F. Mga paraan at posibilidad ng automation ng proseso ng edukasyon / N.F. Talyzina, T.V. Gabay.- M., 1977. 412 p.
131. Talyzina, N.F. Pamamahala ng proseso ng asimilasyon ng kaalaman / N.F. Talyzin. -M., 1975.-343s.
132. Teorya at praktika ng eksperimentong pedagogical: Proc. allowance / Ed.: A.I. Piskunova, G.V. Vorobyov. Moscow: Pedagogy, 1979 - 207p.
133. Tikhomirov, O.K. Mga pangunahing problema sa sikolohikal at pedagogical ng computerization ng edukasyon / O.K. Tikhomirov // Vopr. sikolohiya 1986.- №5. - S. 67-69.
134. Tulchinsky, M.E. Mga kwalitatibong gawain sa pisika sa sekondaryang paaralan: Isang gabay para sa mga guro / M.E. Tulchinsky M.: Enlightenment, 1972 - 240 p.
135. Sa mga ranggo, V.V. Pag-aaral ng mga batas ng gas na isinasaalang-alang ang mga kakaiba ng empirical at teoretikal na antas ng kaalamang pang-agham / V.V. Ang mga dignitaryo, Yu.R. Aliev, M.P. Papiev // Physics sa paaralan. 1984. - Bilang 5. - S. 21-27.
136. Physics: Proc. allowance para sa 10 cell. mga paaralan at mga klase na may pagpapalalim. ang pag-aaral ng pisika / Ed. A.A. Pinsky. M.: Enlightenment, 1993 - 420 p.
137. Filimonov, G.A. Computer sa pang-edukasyon na pisikal na laboratoryo / G.A. Filimonov, A.N. Gorlenkov // Application ng mga bagong teknolohiya ng computer sa edukasyon: Mga Pamamaraan. intl. conf. Troitsk, 1991.
138. Fokin, M.JI. Konstruksyon at paggamit ng mga modelo ng computer ng mga pisikal na phenomena sa proseso ng edukasyon: Abstract ng thesis. dis. .cand. ped. Sciences / M.L. Fokin M, 1989. - 17 p.
139. Frolova, T.V. Mga posibilidad ng pedagogical ng mga computer. Mga pangunahing problema. Mga Prospect / T.V. Frolova. Novosibirsk: Agham. Sib. Ed., 1988. - 172 p.
140. Kharitonov, A.Yu. Pagbuo ng kultura ng impormasyon ng mga mag-aaral sa elementarya sa proseso ng pagtuturo ng pisika: Abstract ng thesis. dis. .cand. ped. Sciences / A.Yu. Kharitonov Samara, 2000. - 13p.
141. Shakhmaev, N.M. Physics: Proc. para sa 10 mga cell. sekondaryang paaralan / N.M. Shakhmaev, S.N. Shakhmaev, D.Sh. Chodiev. M.: Enlightenment, 1992.- 240 p.
142. Shakhmaev, N.M. Ang kursong elementarya sa pisika. Bahagi 2: Mga Batayan ng molecular physics at electrodynamics: Eksperimento, aklat-aralin. para sa 9 na mga cell. sekondaryang paaralan / N.M. Shakhmaev. Moscow: Edukasyon, 1979.
143. Shenshev, JI.B. Pag-aaral sa Computer: Pag-unlad o Pagbabalik? /L.V. Shenshev // Pedagogy. 1992. - Hindi. 11-12. - S. 13-19.
144. Shtoff, V.A. Pagmomodelo at Pilosopiya / V.A. Stoff. M.; L.: Nauka, 1966.-301 p.
145. Shutikova, M.I. Sa tanong ng pag-uuri ng mga modelo / M.I. Shutikova // Agham at paaralan - 1998. No. 2. - S. 44-49.
146. Schukin, E.D. Ilang tanong sa pagtuturo ng molecular physics / E.D. Shchukin // Physics sa paaralan. 1986. - No. 5. - S. 42-45.
147. Evenchik, E.E. Sa pag-aaral ng molecular-kinetic theory ng isang ideal na gas / E.E. Evenchik, S.Ya. Shamash // Physics sa paaralan 1986 - No. 5 - S. 48-50.
148. Ang kompyuter ay pupunta bukas // Agham at buhay. 1985. - No. 8. - S. 15-19.
149. Elkonin, D.B. Mula sa aklat na "Selected Works" / D.B. Elkonin // Vestn. MA "Pagbuo ng edukasyon". 1996. - No. 1. - P.56-63.
150. Adams, T. Computers sa pag-aaral: a coat of many colors // Computer Education. 1988.V.12. -#1. p. 1-6.
151 Cohen, V.B. Pamantayan at pagsusuri ng microcomputer courseware // Educational Technology. 1983. No. 1.
152. Eysenck Heredity at kapaligiran: ang estado ng debate // Pagsusuri sa edukasyon. 1982. Blg. 2.
153. Kulhavy R.W. Feedback sa nakasulat na pagtuturo // Review of Educational Research. 1977. V. 47.
154. Papert S. Mindstorms: mga bata, kompyuter at mga ideya ng kapangyarihan, N.Y.: Basic Book Inc., 1980.-279p.
1Ang artikulo ay tumatalakay sa organisasyon ng pananaliksik na pang-edukasyon gamit ang mga pamamaraan ng computer simulation. Ang mga pangkalahatang katangian ng pananaliksik na pang-edukasyon ay sinusuri bilang isang paraan ng pagtuturo na sapat sa pangkalahatan sa impormasyon ng edukasyon. Ang mga tampok ng pagmomodelo ng computer bilang isang paraan ng siyentipikong pananaliksik ay inilarawan. Ang isang pangkalahatang istraktura ng pananaliksik na pang-edukasyon ay itinayo gamit ang mga pamamaraan ng pagmomodelo ng computer, batay sa mga yugto ng pananaliksik na pang-edukasyon at ang pangkalahatang pamamaraan ng pagbuo ng isang modelo. Ang mga tampok ng pagtatakda ng isang layunin, pagbabalangkas ng isang hypothesis, pagbuo ng isang sistema ng mga gawain, at pagsasagawa ng isang eksperimento ay tinukoy. Ang pangkalahatang lohika ng pananaliksik na pang-edukasyon gamit ang mga pamamaraan ng pagmomodelo ng computer ay ipinahayag sa anyo ng mga yugto ng pagbuo ng mga teoretikal na ideya tungkol sa bagay ng pag-aaral at pagtukoy ng mga mahahalagang katangian, pagtukoy ng listahan ng mga parameter para sa isang pormal na paglalarawan ng modelo, pagpili ng isang tool sa pagmomodelo ng computer, pagbuo ng isang modelo at pagsasagawa ng isang eksperimento. Sa dulo ng artikulo, ang mga halimbawa ng pag-set up ng pananaliksik na pang-edukasyon na ipinatupad gamit ang mga pamamaraan ng computer simulation ay ibinigay.
proyektong pang-edukasyon
pag-aaral ng pag-aaral
pagmomodelo ng kompyuter
1. Korolev A.L. Pagmomodelo ng computer. M.: BINOM. Laboratory ng Kaalaman, 2010. - 230 p.
2. Korotkov A.M. Teoretikal at metodolohikal na sistema ng paghahanda ng mga mag-aaral para sa pag-aaral sa kapaligiran ng kompyuter: disertasyon…. Sinabi ni Dr. ped. Mga agham. - Volgograd, 2004. - 341 p.
3. Leontovich A.V. Sa mga pangunahing konsepto ng konsepto ng pag-unlad ng pananaliksik at mga aktibidad sa proyekto ng mga mag-aaral // Gawain ng pananaliksik ng mga mag-aaral. - 2003. - Bilang 4. - S. 18–24.
4. Letsko V.A. Didactic na mga kondisyon para sa paggamit ng computer bilang paraan ng pagtuturo sa mga guro sa hinaharap upang malutas ang mga problema sa paghahanap: dis. ... cand. ped. Mga agham. - Volgograd, 1995. - 158 p.
5. Mga bagong teknolohiyang pedagogical at impormasyon sa sistema ng edukasyon: Proc. allowance para sa mga mag-aaral. ped. mga unibersidad at sistema ng mas mataas na edukasyon. kwalipikadong ped. tauhan / E.S. Polat, M.Yu. Bukharkina, M.V. Moiseeva, A.E. Petrov / Ed. E.S. Polat. - M.: Publishing Center "Academy", 1999. - 224 p.
6. Petrov A.V. Metodolohikal at metodolohikal na pundasyon edukasyon sa computer na nagpapaunlad ng personalidad: Monograph. Volgograd: Pagbabago, 2001. 266 p.
7. Samarskii A.A., Mikhailov A.P. Pagmomodelo ng matematika: Mga Ideya. Paraan. Mga halimbawa. - Ed. Ika-2, rev. - M.: Fizmatlit, 2001. - 320 p.
8. Sergeev A.N. Ang mga teknolohiya ng computer bilang isang paraan ng personal na pag-unlad sa proseso ng pag-aaral: mga bagong pagkakataon // Mga Pamamaraan ng Volgograd State Pedagogical University. Serye "pedagogical sciences": siyentipikong journal. - 2005. - Hindi. 1 (10). - S. 80–85.
9. Sovetov B.Ya., Yakovlev S.A. Pagmomodelo ng Sistema: Proc. para sa mga unibersidad - Ed. Ika-3, binago. at karagdagang - M.: Mas mataas. paaralan, 2001. - 343 p.
Ang mga teknolohiya ng impormasyon ay malawakang ginagamit sa proseso ng edukasyon. Noong 1985, ang isang kurso sa agham sa computer ay kasama sa istraktura ng edukasyon sa paaralan at unibersidad, kung saan maraming pansin ang binayaran sa pagbuo ng algorithmic na pag-iisip at programming sa computer. Kasabay nito, ang pagbuo ng software para sa mga layuning pang-edukasyon ay isinagawa para sa isang buong hanay ng mga akademikong disiplina. Ang mga programa sa computer at pagsasanay ay itinuturing na isang bagong tool sa pag-aaral na nagbibigay ng pagbuo ng kaalaman at kasanayan ng mga mag-aaral, na isinasaalang-alang ang mga posibilidad ng indibidwalisasyon at pagkita ng kaibhan, kontrol, pag-unlad ng mga matatag na kasanayan para sa pagsasagawa ng ilang mga operasyon. Sa hinaharap, ang mga ideya tungkol sa mga posibilidad at paraan ng paggamit ng teknolohiya ng impormasyon sa edukasyon ay lumawak at medyo nagbago. Ang computer ay nagsimulang maunawaan bilang isang elemento ng isang mas malawak, holistic na didactic na kapaligiran ng computer, at ang nangungunang ideya ng impormasyon sa edukasyon ay ang pag-unawa na ang mga bagong teknolohiya ng impormasyon ay dapat tiyakin, una sa lahat, ang pagbuo at pagpapatupad ng bagong paturo teknolohiyang tumutugon sa mga pangangailangan ngayon.
Kaya, sa kasalukuyan, maaari nating sabihin na ang pagkamit ng mga layunin ng informatization ng edukasyon ay imposible lamang sa pamamagitan ng paggamit ng mga tool sa impormasyon, ang paggamit ng isang computer bilang isang paraan ng pagtatrabaho sa impormasyon sa mga naunang naitatag na mga modelo ng pag-aaral. Kasabay ng pagdating ng mga teknikal na paraan, ang mga pamamaraan ng pagtuturo ay dapat ding magbago, sapat sa panlipunang pangangailangan para sa pagbabago sa edukasyon. Sa maraming paraan, ang mga pamamaraang ito ay nauugnay sa mga teknolohiya sa pag-aaral na nakabatay sa proyekto na kinabibilangan ng aktibong posisyon ng mag-aaral.
Tulad ng ipinahiwatig sa mga gawa ng E.S. Polat, ang aktibidad ng proyekto ng mga mag-aaral ay isang magkasanib na aktibidad na pang-edukasyon at nagbibigay-malay, malikhain o paglalaro karaniwang layunin, napagkasunduang pamamaraan, pamamaraan ng aktibidad, na naglalayong makamit ang pangkalahatang resulta ng aktibidad. Ang isang kailangang-kailangan na kondisyon para sa aktibidad ng proyekto ay ang pagkakaroon ng mga paunang binuo na ideya tungkol sa pangwakas na produkto ng aktibidad, ang mga yugto ng disenyo at pagpapatupad. E.S. Sinabi ni Polat na ang proyekto ay palaging nagsisimula sa pagbabalangkas ng isang problema (gawain) na makabuluhan sa mga tuntunin ng pananaliksik at pagkamalikhain, na nangangailangan ng pinagsamang kaalaman, paghahanap ng pananaliksik para sa solusyon nito.
Ang proyektong pang-edukasyon, sa gayon, ay nagiging isang paraan ng pag-oorganisa ng pananaliksik na pang-edukasyon, isang motivational na batayan para sa pagpapatupad nito. Mag-aral natural ay nagiging mahalagang bahagi ng proyektong pang-edukasyon, dahil upang makamit ang mga layunin ng proyekto ay nangangailangan ito ng pagkuha ng bagong kaalaman, na naiintindihan at halata sa mga mag-aaral.
Pagsusuri sa mga tampok ng mga aktibidad sa pananaliksik ng mga mag-aaral, A.V. Itinuturo ni Leontovich na ang layunin ng pananaliksik na pang-edukasyon ay ang pagkuha ng mga mag-aaral ng functional na kasanayan ng aktibidad ng pananaliksik bilang isang unibersal na paraan ng pag-master ng katotohanan, ang pagbuo ng kakayahan para sa isang uri ng pananaliksik ng pag-iisip, ang pag-activate ng personal na posisyon ng mag-aaral sa prosesong pang-edukasyon batay sa pagkuha ng subjective na bagong kaalaman. Kasabay nito, ang epektibong organisasyon at pagpapatupad ng pang-edukasyon na pananaliksik ay direktang nakasalalay sa disenyo ng pag-aaral. Ipinapalagay ng pananaliksik na pang-edukasyon ang pagkakaroon ng mga pangunahing yugto na katangian ng pananaliksik sa larangang siyentipiko: 1) pahayag ng problema; 2) pag-aaral ng teorya na may kaugnayan sa napiling paksa; 3) paglalagay ng pasulong hypotheses; 4) pagpili ng mga pamamaraan ng pananaliksik at praktikal na kasanayan sa mga ito; 5) koleksyon ng sariling materyal, pagsusuri at paglalahat nito; 6) pagbabalangkas ng mga konklusyon.
Kinuha ang inilarawan na A.V. Leontovich yugto ng pananaliksik, isinasaalang-alang namin na ito ay kinakailangan upang bigyang-pansin ang katotohanan na ang lahat ng modernong pananaliksik (kapwa sa proseso ng edukasyon at sa "malaking" agham) ay ipinatupad gamit ang teknolohiya ng impormasyon. Sa pinakamababa, nalalapat ito sa mga yugto ng pag-aaral ng mga mapagkukunan ng impormasyon, pagkolekta, pag-iimbak at pagproseso ng sariling data, at pagpormal sa mga resulta ng pag-aaral. Kasabay nito, may dahilan upang igiit na ang mga posibilidad ng teknolohiya ng impormasyon ay natanto sa pinakamalaking lawak sa mga sitwasyon kung saan mga aktibidad sa pananaliksik nagsasangkot ng paggamit ng mga pamamaraan batay sa pagmomodelo ng mga pinag-aralan na bagay at phenomena sa kapaligiran ng kompyuter.
Ano ang kakaiba ng gawaing pananaliksik na isinagawa gamit ang mga pamamaraan ng computer simulation? Ang pagmomodelo bilang pagbuo at pag-aaral ng mga modelo ng mga tunay na bagay at phenomena ay ang pinakamahalagang paraan ng pananaliksik. Ang pangunahing tampok ng naturang mga pag-aaral ay ang pagmomodelo ay isang paraan ng hindi direktang pagkilala, kung saan ang orihinal na bagay na pinag-aaralan ay nasa ilang mga sulat sa isa pang modelong object, at ang modelo ay may kakayahang palitan ang orihinal sa isang paraan o iba pa sa ilang mga yugto ng ang proseso ng kognitibo. Ipinapalagay ng proseso ng pagmomolde ang pagkakaroon ng: 1) ang bagay ng pag-aaral; 2) isang mananaliksik na naatasan ng isang tiyak na gawain; 3) isang modelo na nilikha upang makakuha ng impormasyon tungkol sa bagay at kinakailangan upang malutas ang problema.
Tinutukoy ng A. L. Korolev ang mga sumusunod na pangunahing yugto sa pangkalahatang pamamaraan ng pagtatayo ng modelo.
- Batay sa umiiral na problema, ang isang gawain sa pananaliksik ay nabuo, na kinabibilangan ng isang paglalarawan ng object ng pagmomolde.
- Ang simulation object ay nasuri: ito ay itinatag kung anong mga elemento ang binubuo ng object, kung paano sila nakikipag-ugnayan sa isa't isa. Ang mga katangian ng bagay na may kaugnayan para sa paglutas ng problema ay nakatakda. Natutukoy ang mga salik na tumutukoy sa mga katangiang ito.
- Ang aktwal na paglikha ng modelo ay ginaganap, habang pinipili ang uri ng modelo at ang paraan ng pagtatayo nito.
- Ang isyu ng pagbibigay-kahulugan sa mga resulta ng simulation (kung kinakailangan) ay nireresolba, i.e. tungkol sa kung paano ililipat ang mga resulta ng eksperimento sa modelo sa tunay na bagay.
- Ang mga eksperimento ay isinasagawa sa modelo, ang kasapatan nito ay nasuri (ang antas ng pagsusulatan sa pagitan ng modelo at ng bagay sa mga tuntunin ng mga modelong katangian).
- Ang modelo ay itinatama o muling ginawa (sa kaso ng hindi sapat na kasapatan).
- Ang modelo ay ginagamit upang malutas ang problema.
Sa pagdating ng teknolohiya ng computer, ang pagmomodelo ay nakatanggap ng isang bago at napakalakas na mapagkukunan para sa pagpapatupad nito, dahil ang mga tradisyonal na analytical na pamamaraan para sa pagbuo ng mga modelo ay dinagdagan ng mga kakayahan ng mga kalkulasyon ng computer. Sa kasong ito, ang mga kalkulasyon ay awtomatikong ginagawa, alinsunod sa isang ibinigay na algorithm, at hindi nangangailangan ng interbensyon ng tao.
A.A. Iminungkahi ni Samarsky na hatiin ang proseso ng pagmomodelo ng computer sa tatlong yugto: "modelo - algorithm - program". Ang pamamaraang ito ay binuo sa anyo ng isang computational experiment technology para sa teoretikal na pananaliksik. Ang batayan ng computational experiment ay mathematical modelling at ang paggamit ng computer technology.
Pag-unlad ng A.A. Ang Samarsky ay nakikita rin sa aspeto ng paggamit ng software para sa paghahanda ng mga modelo - ang mga algorithm ay maaaring mabuo hindi lamang sa anyo ng mga programa sa computer para sa mga kilalang programming system, kundi pati na rin ang sunud-sunod na mga tagubilin para sa iba't ibang mga pakete ng matematika, pati na rin ang dalubhasang pagmomolde ng computer. mga kasangkapan. Ang paggamit ng mga espesyal na pakete ng computer simulation ay nagbibigay-daan sa iyo upang mabilis na bumuo ng mga modelo, magsagawa ng mga eksperimento sa kanila, pag-aralan at mailarawan ang mga resulta ng simulation. Ang pagpapatupad ng mga modelo ay hindi nangangailangan ng paggamit ng anumang programming system, na maaaring makabuluhang bawasan ang pagiging kumplikado ng pagbuo ng mga modelo at oras na ginugol sa pag-unlad.
Ang pagsasagawa ng isang pag-aaral na pang-edukasyon gamit ang mga pamamaraan ng pagmomodelo ng computer, samakatuwid, ay kinabibilangan ng pagbuo at pag-aaral ng isang modelo ng bagay na pinag-aaralan. Umaasa sa pangkalahatang istraktura pananaliksik na pang-edukasyon na inilarawan ni A.V. Leontovich, pati na rin sa scheme ng pagtatayo ng modelo na iminungkahi ni A.L. Korolev, maaari nating ilarawan ang pangkalahatang istraktura ng pananaliksik na pang-edukasyon na ipinatupad gamit ang mga pamamaraan ng computer simulation.
Ang pagpapatupad ng pananaliksik na pang-edukasyon gamit ang mga pamamaraan ng pagmomodelo ng computer ay nagsisimula sa kahulugan ng problema (paksa) ng pag-aaral. Batay sa pagsusuri ng problema, ang isang paglalarawan ng object ng pag-aaral ay isinasagawa, ang layunin, hypothesis at mga gawain ay nabuo.
Ang layunin ng pananaliksik na pang-edukasyon na isinasagawa gamit ang mga pamamaraan ng pagmomodelo ng computer ay maaaring tukuyin bilang ang pag-aaral ng bagay ng pag-aaral sa aspeto ng pag-unawa nito (upang maunawaan kung paano gumagana ang isang partikular na bagay o proseso, ano ang istraktura nito, mga pangunahing katangian, mga batas ng pag-unlad at pakikipag-ugnayan sa labas ng mundo), pamamahala (upang matutong pamahalaan ang isang bagay o proseso, tukuyin ang pinakamahusay na paraan upang pamahalaan ito para sa mga ibinigay na layunin at pamantayan) o hulaan (hulaan ang direkta at hindi direktang mga kahihinatnan ng isang epekto sa isang bagay o proseso sa mga partikular na paraan ).
Ang isang hypothesis ay nabuo bilang isang palagay tungkol sa bagay ng pag-aaral, ang pagpapatunay na maaaring isagawa sa kurso ng isang eksperimento sa isang modelo ng computer.
Ang mga gawain ng pananaliksik na pang-edukasyon gamit ang mga pamamaraan ng pagmomodelo ng computer ay kinabibilangan ng:
1) ang pagbuo ng mga teoretikal na ideya tungkol sa bagay ng pag-aaral (ang istraktura at mga katangian ng bagay), ang kahulugan ng mga mahahalagang katangian para sa pag-aaral ng bagay ayon sa mga layunin ng pagmomolde;
2) pagpapasiya ng listahan ng mga parameter na nagpapahintulot sa paglalarawan ng modelo sa pormal na wika ng matematika (ang listahan ng mga dami kung saan nakasalalay ang pag-uugali o istraktura ng modelong bagay at ang mga parameter na dapat makuha bilang resulta ng pagmomodelo alinsunod sa itinakda ang mga layunin);
3) pagpili ng mga tool sa pagmomodelo ng computer (programming system, spreadsheet processor, computer mathematics packages, mga espesyal na pakete para sa pagmomodelo ng mga proseso ng iba't ibang uri) ayon sa paraan ng paglutas ng mathematical model (numerical, statistical o simulation modeling);
4) pagbuo ng isang modelo at pagsasagawa ng isang eksperimento upang subukan o pabulaanan ang hypothesis.
Sa kurso ng eksperimento, ang kasapatan ng modelo sa isang tunay na bagay ay sinusuri, ang pang-eksperimentong data ay kinokolekta at sinusuri, ang mga katangian ng bagay ay pinag-aaralan, ang pinakamainam na mga parameter at operating mode nito, at ang modelo ay pino kung kinakailangan . Batay sa mga resulta ng eksperimento, ang mga konklusyon ay nabuo tungkol sa bisa ng hypothesis na iniharap, ang mga kondisyon at mga limitasyon ng applicability ng mga resulta na nakuha.
Upang ilarawan ang istruktura ng pananaliksik na pang-edukasyon na inilarawan sa itaas, na ipinatupad gamit ang mga pamamaraan ng computer simulation, magbibigay kami ng mga halimbawa ng pag-set up ng pananaliksik na pang-edukasyon na ipinatupad sa ilalim ng aming gabay ng mga mag-aaral mula sa Faculty of Mathematics, Informatics at Physics ng Volgograd State Socio-Pedagogical University.
1. Paksa: "Ang paggalaw ng isang katawan na itinapon sa isang anggulo sa abot-tanaw." Problemadong sitwasyon: ito ay kilala na nang hindi isinasaalang-alang ang paglaban kapaligiran ang isang katawan na itinapon sa isang anggulo sa abot-tanaw ay gumagalaw sa isang parabola na tilapon. Malinaw, sa pagkakaroon ng paglaban, magbabago ang hanay ng paglipad ng katawan. Ngunit magbabago ba ang karakter? mga trajectory galaw ng katawan?
Ang object ng pag-aaral ay ang trajectory ng isang materyal na katawan na itinapon sa isang anggulo sa abot-tanaw. Ang layunin ng pag-aaral: upang ipakita ang likas na katangian ng impluwensya ng paglaban ng kapaligiran sa tilapon ng paggalaw ng isang materyal na katawan. Bilang isang hypothesis ng pananaliksik, ang isang palagay ay maaaring ilagay sa harap na ang trajectory ng paggalaw ay nakasalalay sa paglaban ng medium.
Mga gawain sa pananaliksik: pagbubunyag ng mga parameter na tumutukoy sa tilapon ng paggalaw ng isang materyal na katawan; pagbuo ng isang modelo ng matematika; pagpapatupad ng numerical simulation sa pamamagitan ng pag-compile ng isang programa para sa Turbo Delphi programming system; visualization ng mga resulta ng simulation (pagbuo ng isang motion trajectory sa isang rectangular coordinate system); pagsasagawa ng isang numerical na eksperimento para sa isang bilang ng mga halaga ng mga drag coefficient; pagsusuri ng mga nakuhang resulta at pagbabalangkas ng mga konklusyon.
Bilang resulta ng pag-aaral, nalaman na ang saklaw at trajectory ng isang katawan na itinapon sa isang anggulo hanggang sa abot-tanaw ay nakasalalay sa masa, paunang bilis, anggulo ng paghagis, at paglaban sa kapaligiran. Ang pagbabago sa mga halaga ng medium resistance coefficient ay nakakaapekto sa uri ng tilapon ng paggalaw: nang hindi isinasaalang-alang ang paglaban ng daluyan, ang tilapon ay inilarawan ng isang parabola, at isinasaalang-alang ang paglaban ng daluyan, isang curve na naiiba sa parabola. Ang mga resulta na ito ay nagpapahintulot sa amin na tapusin na ang hypothesis na iniharap ay lehitimo, hindi lamang ang hanay ng paglipad ng katawan, kundi pati na rin ang tilapon ng paggalaw nito ay nakasalalay sa paglaban ng daluyan.
2. Paksa: "Dinamika ng pag-unlad ng populasyon". Problema: sa ilang sistemang ekolohikal, mayroong mga populasyon ng dalawang species ng mga indibidwal na kumonsumo ng isang karaniwang mapagkukunan at nakikipagkumpitensya para sa paggamit nito. Posible ba ang napapanatiling magkakasamang pamumuhay ng mga populasyon, o ang isa sa mga populasyon ay kinakailangang lapitan ang isa pa?
Ang dinamika ng pag-unlad ng populasyon ay itinuturing na isang bagay ng pag-aaral. Ang layunin ng pag-aaral: batay sa logistic model ng interspecific competition, upang pag-aralan ang epekto ng interspecific competition sa pag-unlad ng mga populasyon. Hypothesis - ang coexistence ng dalawang populasyon ay posible kung ang interspecific competition ng mga populasyon ay mas mahina kaysa sa intraspecific competition.
Sa kurso ng pag-aaral, ang mga sumusunod na gawain ay malulutas: pagpapatupad ng isang logistic na modelo ng interspecific na kompetisyon ng dalawang populasyon na may tuluy-tuloy na pagpaparami gamit ang unibersal na sistema ng pagmomolde na MVS (Model Vision Studium); pagbibigay ng visualization ng mga resulta ng simulation (sa anyo ng mga graph ng mga nais na function); pagsasagawa ng isang eksperimento upang matukoy ang mga posibleng opsyon para sa pagbuo ng dalawang magkalaban na populasyon.
Bilang resulta ng mga eksperimento, natagpuan na kung ang interspecific na kumpetisyon ay mas mahina kaysa sa intraspecific, kung gayon ang magkakasamang buhay ng dalawang populasyon ay posible; Ang kumpletong paglilipat ng isa sa kanila ay nangyayari kung ang impluwensya ng isa sa mga populasyon ay mas malakas kaysa sa kompetisyon sa loob ng ibang populasyon. Ang mga resulta na nakuha ay nagpapahintulot sa amin na tapusin na ang iminungkahing hypothesis ay nakumpirma.
Kaya, ang pamamaraan ng pagsasagawa ng pananaliksik gamit ang mga pamamaraan ng pagmomodelo ng computer ay nagbibigay-daan sa isang bagong diskarte sa organisasyon at pagsasagawa ng pananaliksik na pang-edukasyon, upang ilarawan ang pamamaraan ng pananaliksik-proyekto ng pagtuturo sa antas ng teknolohiyang pedagogical. Ang pagbuo ng mga modelo ng computer at pagsasagawa ng mga eksperimento sa computational ay nagbibigay-daan sa mga mag-aaral na kumilos bilang isang mananaliksik, pagkakaroon ng karanasan sa pagsusuri ng mga problema, pagtatakda ng mga layunin sa pananaliksik, pagbabalangkas ng mga hypotheses at mga gawain. Ang pananaliksik mismo ay lumilitaw bilang isang proseso ng pagkumpirma o pagpapabulaanan ng isang hypothesis sa tulong ng mga mahusay na pamamaraan na ginagamit sa "malaking" agham. Ang likas na katangian ng aktibidad na pang-edukasyon ng mga mag-aaral ay nag-aambag hindi lamang sa pagbuo ng mga bagong kaalaman at kasanayan sa larangan ng computer science at iba pang mga disiplina, kundi pati na rin sa pagkuha ng karanasan sa pagpaplano at pagpapatupad ng kanilang sariling pananaliksik, na nagpapatunay sa mga resulta na nakuha sa panahon ng pag-aaral.
Mga Reviewer:
Germashev I.V., Doktor ng Teknikal na Agham, Propesor ng Kagawaran ng Informatics at Informatization ng Edukasyon, Volgograd State Socio-Pedagogical University, Volgograd;
Sergeev A.N., Doctor of Pediatric Sciences, Propesor ng Department of Informatics at Informatization of Education, Volgograd State Social and Pedagogical University, Volgograd.
Bibliograpikong link
Markovich O.S. COMPUTER SIMULATION SA EDUKASYONAL NA PANANALIKSIK: PAGBUO NG MGA BAGONG PARAAN NG PAGKATUTO GAMIT ANG MGA TEKNOLOHIYA NG IMPORMASYON // Mga Makabagong Suliranin ng Agham at Edukasyon. - 2015. - Hindi. 5.;URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=21724 (petsa ng access: 01.02.2020). Dinadala namin sa iyong pansin ang mga journal na inilathala ng publishing house na "Academy of Natural History"
Ang mga praktikal na klase ay isa sa pinakamahalagang bahagi ng biomedical na edukasyon. Mga eksperimento sa vivo at sa vitro ay malawakang ginagamit upang tulungan ang mga mag-aaral na magkaroon ng praktikal na mga kasanayan sa eksperimental, ngunit ang isang mahalagang gawain ay pagsama-samahin at unawain ang makatotohanang materyal na nakuha sa mga lektura, seminar, at mula sa mga aklat-aralin. Kahit na ang paggamit ng mga hayop sa laboratoryo para sa layuning ito ay naging isang tradisyon, ang diskarte na ito ay may mga kakulangan nito. Subukan nating ilista ang ilan sa mga ito:
Ang pag-set up ng isang eksperimento ay medyo kumplikado at kung minsan ay nangangailangan ng malaking pamumuhunan ng oras.
Kasunod nito mula sa nakaraang talata na limitado lamang ang bilang ng mga gamot ang maaaring masuri para sa isang takdang panahon.
Ang eksperimento ay maaaring masinsinang mapagkukunan at ang mga pagsasaalang-alang sa ekonomiya ay maaaring mangingibabaw sa disenyo ng pag-aaral.
Ang eksperimento sa hayop ay palaging nauugnay sa mga paghihigpit sa moral at etikal, na ang paksa ay tinalakay din sa sanaysay na ito.
Ang pagmomodelo ng computer na inilapat sa medikal na edukasyon ay maaaring nahahati sa mga sumusunod na kategorya:
- mga computer text simulator lumikha pandiwang paglalarawan isang sitwasyon kung saan pipili ang user ng isa sa ilang paunang natukoy na mga tugon. Batay sa natanggap na tugon, ang computer ay bumubuo ng sumusunod na sitwasyon. Ang pagiging batay lamang sa tekstong impormasyon, ang mga naturang simulator ay medyo madaling i-program at nangangailangan ng kaunting mapagkukunan ng computer. Gayunpaman, sa kasalukuyan ang mga pamantayang ito ay nagiging hindi gaanong nauugnay at ngayon ang mga text simulator ay medyo bihirang ginagamit.
- mga computer graphics simulator muling lumikha ng isang graphic na representasyon ng sitwasyon sa display, madalas upang ipaliwanag ang mga pharmacokinetic at pharmacodynamic na proseso na nauugnay sa pag-inom ng gamot. Karaniwan ang "mouse" lamang ang ginagamit bilang isang interface device. Bagama't ang ganitong mga simulation ay nakakatulong sa pag-unawa at asimilasyon ng materyal, kadalasan ay hindi sila nagkakaroon ng mga praktikal na kasanayan sa mga mag-aaral. Ang pangunahing layunin ng paggamit ng mga ito ay upang ipaliwanag ang ilang abstract na mga konsepto sa isang naa-access at murang paraan. Ang ganitong mga simulator ay partikular na angkop para sa pagtulad sa mga proseso ng physiological at pharmacological.
Sniffy-TheVirtualRat
Bilang isang halimbawa ng pagmomodelo ng isang hayop sa laboratoryo, maaari mong banggitin ang kilalang programang Sniffy - The Virtual Rat, na nagpapahintulot sa iyo na gayahin ang pag-uugali ng isang tunay na daga, ngunit wala ang lahat ng mga disadvantages ng paggamit ng isang tunay na hayop. Ang programa ay nagpapahintulot sa mga mag-aaral na magparami ng mga klasikal na eksperimento sa pag-aaral ng pisyolohiya ng pag-aaral (ang pagbuo ng mga nakakondisyon na reflexes, atbp.). Posibleng ipatupad ang iyong sariling eksperimental na plano, gumamit ng iba't ibang mga stimulating factor, atbp. Mapapansin natin ang pinag-isipang mabuti na user interface at napakahusay na naisagawang mga computer graphics, na napakalapit na ginagaya ang mga galaw ng isang tunay na daga.
Lab Rat Simulation in Action - Sniffy The Virtual Rat
Mga daga cvs (Cardiovascular System)
Ginagaya ng programang Rat CVS ang isang eksperimento sa mga epekto ng iba't ibang gamot sa cardiovascular system ng daga. Pinapayagan ka ng programa na magrehistro ng mga pagbabago sa systemic arterial pressure, presyon na nilikha sa kaliwang ventricle, venous pressure, lakas at dalas ng pag-urong ng puso. Posible rin ang simulation ng spinal rat. Posible para sa eksperimento na mag-inject ng iba't ibang mga gamot sa kinakailangang dosis (digoxin, atenolol, isoprenaline, losartan, atbp.), Pasiglahin ang nervous system (vagus nerve, atbp.). Ang lahat ng ito ay sinamahan ng real-time na visualization ng mga pagbabago sa mga parameter ng cardiovascular system.
Ang programa ay maaaring gamitin kapwa para sa pagtuturo sa mga mag-aaral at para sa kontrol - maaari mong "iniksyon" ang hindi kilalang mga gamot sa daga upang matukoy ang mga ito ng mag-aaral. Ang Rat CVS ay binuo ni John Dempster, University of Strathclyde.
Daga CVS - iniksyon ng adrenaline sa isang dosis ng 10 mcg / kg
480 kuskusin. | 150 UAH | $7.5 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Thesis - 480 rubles, pagpapadala 10 minuto 24 na oras sa isang araw, pitong araw sa isang linggo at mga pista opisyal
240 kuskusin. | 75 UAH | $3.75 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Abstract - 240 rubles, paghahatid ng 1-3 oras, mula 10-19 (oras ng Moscow), maliban sa Linggo
Rozova Natalia Borisovna. Ang paggamit ng computer modeling sa proseso ng pag-aaral: 13.00.01, 13.00.02 Rozova, Nataliya Borisovna Ang paggamit ng computer modeling sa proseso ng pag-aaral (Sa halimbawa ng pag-aaral ng molecular physics sa isang sekondaryang paaralan): Dis. ... cand. ped. Mga Agham: 13.00.01, 13.00.02 Vologda, 2002 163 p. RSL OD, 61:03-13/523-2
Panimula
Kabanata 1. Mga modelo at pagmomolde sa agham at edukasyon 14
1.1 Mga modelo at pagmomodelo sa modernong agham 14
1.2 Paglalapat ng mga modelo sa proseso ng pagtuturo sa mga mag-aaral 26
1.3 Computer simulation sa edukasyon 33
Kabanata 2. Sikolohikal at pedagogical na pundasyon ng computer learning 50
2.1 Sikolohikal at pedagogical na aspeto ng pagsasanay sa kompyuter 50
2.2 Mga tampok ng aktibidad na pang-edukasyon at pamamahala nito batay sa pag-aaral ng computer 58
Kabanata 3
3.1 Pagsusuri ng estado ng computer simulation sa seksyong "Molecular physics" 74
3.2 Mga katangian ng eksperimentong programa para sa computer simulation ng dynamics ng mga system ng maraming particle at ang posibilidad ng paggamit nito sa proseso ng edukasyon 83
3.3 Pamamaraan para sa pag-aayos at pagsasagawa ng mga aralin sa pisika sa ika-10 baitang kapag pinag-aaralan ang seksyong "Molecular Physics" batay sa eksperimentong programa 92
4.1 Mga gawain ng eksperimento at organisasyon ng pagpapatupad nito 128
4.2 Pagsusuri ng mga resulta ng eksperimentong pedagogical 140
Konklusyon 147
Panimula sa trabaho
Isa sa pinakamahalagang bahagi ng pag-unlad ng lipunan ay ang edukasyon. Ang edukasyon ay "gumagana" para sa hinaharap, tinutukoy nito ang mga personal na katangian ng bawat tao, ang kanyang kaalaman, kasanayan, kultura ng pag-uugali, pananaw sa mundo, sa gayon ay lumilikha ng pang-ekonomiya, moral at espirituwal na potensyal ng lipunan. Ang mga teknolohiya ng impormasyon ay isa sa mga pangunahing kasangkapan sa edukasyon, kaya ang pagbuo ng isang diskarte para sa kanilang pag-unlad at paggamit sa edukasyon ay isa sa mga pangunahing problema. Dahil dito, ang paggamit ng teknolohiya ng kompyuter ay pambansang kahalagahan. Maraming mga eksperto ang naniniwala na sa kasalukuyan ang computer ay gagawing posible na gumawa ng isang husay na tagumpay sa sistema ng edukasyon, dahil ang guro ay nakatanggap ng isang malakas na tool sa pagtuturo sa kanyang mga kamay. Kadalasan mayroong dalawang pangunahing direksyon ng computerization. Ang una ay naglalayong tiyakin ang unibersal na computer literacy, ang pangalawa ay ang paggamit ng computer bilang isang tool na nagpapataas ng bisa ng pag-aaral.
Sa sistema ng edukasyon, dalawang uri ng aktibidad ang nakikilala: pagtuturo at pagkatuto. N.F. Talyzina at T.V. Iminungkahi ni Gabay na isaalang-alang ang papel ng isang computer sa pag-aaral mula sa punto ng view ng function na ginagawa nito.
Kung ang computer ay gumaganap ng function ng pamamahala ng mga aktibidad na pang-edukasyon, kung gayon maaari itong ituring bilang isang tool sa pag-aaral na pumapalit sa guro, dahil ang computer ay ginagaya ang mga aktibidad sa pag-aaral, nagtatanong at tumutugon sa mga sagot at tanong ng mag-aaral bilang isang guro.
Kung ang computer ay ginagamit lamang bilang isang paraan ng aktibidad na pang-edukasyon, kung gayon ang pakikipag-ugnayan nito sa mga mag-aaral ay isinasagawa ayon sa uri ng "computer user". Sa kasong ito, ang computer ay hindi isang tool sa pag-aaral, bagama't nakakapagbigay ito ng bagong kaalaman. Samakatuwid, kapag pinag-uusapan nila ang tungkol sa pag-aaral ng computer, ang ibig nilang sabihin ay ang paggamit ng computer bilang isang paraan ng pamamahala ng mga aktibidad na pang-edukasyon.
Sa kabila ng katotohanang wala pang solong pag-uuri ng mga programa sa pagsasanay, maraming may-akda ang nakikilala ang sumusunod na limang uri sa kanila: pagsasanay, mentoring, pag-aaral na nakabatay sa problema, simulation at pagmomolde, laro. Ang mga modelo ng computer ay may pinakamataas na ranggo sa itaas. Ayon kay V.V. Laptev, "ang modelo ng computer ay isang software environment para sa isang computational experiment na pinagsasama, batay sa isang matematikal na modelo ng isang phenomenon o proseso, ang paraan ng interactive na pakikipag-ugnayan sa object ng eksperimento at ang pagbuo ng isang tool sa pagpapakita ng impormasyon . .. Ang mga modelo ng computer ay ang pangunahing bagay para sa computational physics, ang natatanging paraan kung saan ay computational experiment, tulad ng natural na eksperimento ay ang natatanging paraan ng experimental physics. Ang akademya na si V.G. Sinabi ni Razumovsky na "sa pagpapakilala ng mga computer sa proseso ng edukasyon, ang mga posibilidad ng maraming mga pamamaraan ng kaalamang pang-agham ay tumataas, lalo na ang pamamaraan ng pagmomolde, na nagbibigay-daan sa iyo upang kapansin-pansing dagdagan ang intensity ng pag-aaral, dahil ang pinaka kakanyahan ng mga phenomena ay naka-highlight sa panahon ng pagmomolde. at ang kanilang pagkakatulad ay nagiging malinaw.”
Ang kasalukuyang estado ng pag-aaral ng computer ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang malaking hanay ng mga programa sa pagsasanay na malaki ang pagkakaiba sa kalidad. Ang katotohanan ay sa unang yugto ng computerization ng mga paaralan, ang mga guro na gumamit ng computer training ay lumikha ng kanilang sariling mga programa sa pagsasanay, at dahil hindi sila propesyonal na programmer, ang mga programa na kanilang nilikha ay hindi epektibo. Samakatuwid, kasama ang mga programa na nagbibigay ng pag-aaral na nakabatay sa problema, simulation ng computer, at iba pa, mayroong isang malaking bilang ng mga primitive na programa sa pagsasanay na hindi nakakaapekto sa pagiging epektibo ng pag-aaral. Kaya, ang gawain ng guro ay hindi ang pagbuo ng mga programa sa pagsasanay, ngunit ang kakayahang gumamit ng mga yari na mataas na kalidad na mga programa na nakakatugon sa mga modernong pamamaraan at sikolohikal at pedagogical na mga kinakailangan.
Ang isa sa mga pangunahing pamantayan para sa didactic na kahalagahan ng mga programa sa pagmomolde ay ang posibilidad ng pagsasagawa ng pananaliksik na dati ay imposible sa isang silid-aralan ng pisika ng paaralan. Sa nilalaman ng edukasyon sa pisikal na paaralan mayroong isang bilang ng mga seksyon, kung saan ang isang buong sukat na eksperimento ay naglalarawan lamang ng husay sa kababalaghan o prosesong pinag-aaralan. Ang paggamit ng mga modelo ng computer ay magiging posible din na magsagawa ng isang quantitative analysis ng mga bagay na ito.
Ang isa sa mga naturang seksyon ng pisika ng paaralan ay molecular physics, ang estado ng pag-aaral ng computer kung saan susuriin natin. Sa pag-aaral nito, ang mga mag-aaral ay nakakatugon sa isang qualitatively bagong anyo ng paggalaw ng bagay - thermal motion, kung saan, bilang karagdagan sa mga batas ng mekanika, ang mga batas ng istatistika ay nagpapatakbo din. Ang mga natural na eksperimento (Brownian motion, diffusion, interaksyon ng mga molecule, evaporation, surface at capillary phenomena, wetting) ay nagpapatunay sa hypothesis ng molekular na istraktura ng bagay, ngunit hindi namin pinapayagan na obserbahan ang mekanismo ng patuloy na mga pisikal na proseso. Mga mekanikal na modelo: Ang eksperimento ni Stern, ang lupon ni Galton, isang aparato para sa pagpapakita ng mga batas ng gas ay ginagawang posible na ilarawan ang batas ni Maxwell ng pamamahagi ng mga molekula ng gas sa mga bilis at upang makuha sa eksperimento ang mga ugnayan sa pagitan ng presyon, dami at temperatura na kinakailangan para sa derivation ng mga batas ng gas.
Ang paggamit ng makabagong electronic at electronic computing technology ay maaaring makabuluhang makadagdag sa pagbabalangkas at pagsasagawa ng eksperimento. Sa kasamaang palad, ang bilang ng mga gawa sa paksang ito ay napakaliit.
Inilalarawan ng papel ang paggamit ng isang computer upang ipakita ang pag-asa ng bilis ng mga molekula ng iba't ibang mga gas sa temperatura, ang pagkalkula ng pagbabago sa panloob na enerhiya ng isang katawan sa panahon ng pagsingaw, pagtunaw at pagkikristal, pati na rin ang paggamit ng isang computer sa pagproseso ng gawaing laboratoryo. Nagbibigay din ito ng paglalarawan ng aralin sa pagtukoy sa kahusayan ng isang perpektong makina ng init batay sa cycle ng Carnot.
Ang pamamaraan para sa pag-set up ng isang eksperimento gamit ang mga electronic at electronic na computer ay inilarawan ng V.V. Laptev. Ganito ang hitsura ng scheme ng eksperimento: mga sinusukat na halaga - mga sensor - analog-to-digital converter-microcalculator MK-V4 o Yamaha computer. Ayon sa prinsipyong ito, ang isang unibersal na pag-install ng electromechanical ay idinisenyo para sa pag-aaral ng mga batas ng gas sa isang kurso sa paaralan sa pisika.
Sa aklat ni A.S. Kondratiev at V.V. Laptev "Physics and Computer", ang mga programa ay binuo na sinusuri sa anyo ng mga graph ang pormula para sa pamamahagi ng Maxwellian ng mga molekula sa pamamagitan ng mga bilis, ginagamit ang pamamahagi ng Boltzmann upang makalkula ang taas ng pag-akyat, at pag-aralan ang Ikot ng Carnot.
I.V. Nagpapakita ang Grebenev ng isang programa na ginagaya ang paglipat ng init sa pamamagitan ng banggaan ng mga particle ng dalawang katawan.
Sa artikulong "Pagmomodelo ng gawaing laboratoryo ng isang pisikal na pagawaan" V.T. Ang Petrosyan at iba pa ay naglalaman ng isang programa para sa pagmomodelo ng Brownian motion ng mga particle, ang bilang nito ay itinakda ng eksperimento.
Ang pinakakumpleto at matagumpay na pag-unlad ng seksyon ng molecular physics ay ang pang-edukasyon na kurso sa computer na "Open Physics" LLP SC PHYSICS. Ang mga modelong ipinakita dito ay sumasaklaw sa buong kurso ng molecular physics at thermodynamics. Para sa bawat eksperimento, ipinakita ang animation ng computer, mga graph, at numerical na resulta. Ang mga programa na may mahusay na kalidad, madaling gamitin, ay nagbibigay-daan sa iyo upang obserbahan ang dynamics ng proseso kapag binabago ang mga parameter ng input ng macro.
Kasabay nito, sa aming opinyon, ang kursong computer na ito ay pinakaangkop para sa pagsasama-sama ng materyal na sakop, naglalarawan ng mga pisikal na batas, at malayang gawain ng mga mag-aaral. Ngunit ang paggamit ng mga iminungkahing eksperimento bilang mga demonstrasyon ng computer ay mahirap, dahil wala silang metodolohikal na suporta, imposibleng kontrolin ang oras ng patuloy na proseso.
Dapat pansinin na sa ngayon "walang itinatag na pananaw sa isang tiyak na indikasyon: kung saan at kailan gagamit ng computer sa proseso ng pag-aaral, walang praktikal na karanasan ang natamo sa pagtatasa ng epekto ng computer sa pagiging epektibo ng pag-aaral, doon ay walang itinatag na mga kinakailangan sa regulasyon para sa uri, uri at mga parameter ng hardware at software na pang-edukasyon".
Ang mga tanong tungkol sa metodolohikal na suporta ng pedagogical software ay itinaas ng I.V. Grebenev. "Ang pinakamahalagang pamantayan para sa pagiging epektibo ng pag-aaral ng computer ay dapat na isaalang-alang ang posibilidad para sa mga mag-aaral na makakuha ng bago, mahalagang kaalaman sa isang paksa sa pakikipag-usap sa isang computer, sa pamamagitan ng ganoong antas o sa isang likas na aktibidad ng nagbibigay-malay na imposible sa machine-free learning, basta, siyempre, na ang kanilang pedagogical effect at nagbabayad para sa oras ng guro at mag-aaral."
Nangangahulugan ito na upang ang paggamit ng mga computer ay magdulot ng mga tunay na benepisyo, kinakailangan upang matukoy kung sa anong paraan ang umiiral na pamamaraan ay hindi perpekto, at upang ipakita kung anong mga katangian ng isang computer at sa kung anong paraan ang maaaring mapataas ang pagiging epektibo ng pagsasanay.
Ang pagsusuri sa estado ng computer simulation ay nagpapahiwatig na:
1) ang computer simulation ay kinakatawan ng isang maliit na bilang ng mga programa sa pangkalahatan at sa partikular na mga modelo ng pisikal na proseso batay sa mga probisyon ng molecular kinetic theory (MKT);
2) sa mga programang ginagaya sa batayan ng MCT, walang mga resultang dami, ngunit isang husay na paglalarawan lamang ng ilang pisikal na proseso ang nagaganap;
3) sa lahat ng mga programa, ang koneksyon sa pagitan ng mga microparameter ng isang particle system at ang mga macroparameter nito (presyon, dami at temperatura) ay hindi ipinakita;
4) walang binuo na pamamaraan para sa pagsasagawa ng mga aralin gamit ang mga computer simulation program para sa ilang pisikal na proseso ng MCT.
Tinutukoy nito ang kaugnayan ng pag-aaral.
Ang layunin ng pag-aaral ay ang proseso ng pagkatuto sa isang sekondaryang paaralan.
Ang paksa ng pananaliksik ay ang proseso ng paggamit ng computer simulation sa pagtuturo ng physics sa isang sekondaryang paaralan.
Ang layunin ng pag-aaral ay pag-aralan ang mga posibilidad ng pedagogical ng pagmomodelo ng computer at bumuo ng metodolohikal na suporta para sa paggamit ng mga programa sa pagmomodelo ng computer batay sa materyal ng isang kurso sa pisika ng paaralan.
Batay sa layunin ng pag-aaral, ang mga sumusunod na gawain ay itinakda sa gawain:
1) magsagawa ng isang holistic na pagsusuri ng mga posibilidad ng paggamit ng computer simulation sa proseso ng pag-aaral;
2) matukoy ang mga kinakailangan sa sikolohikal at pedagogical para sa mga modelo ng pang-edukasyon na computer;
3) pag-aralan ang mga lokal at dayuhang programa sa kompyuter na ginagaya ang mga pisikal na phenomena at nagbibigay ng tunay na epekto sa pagkatuto;
4) bumuo ng isang computer simulation program batay sa materyal ng pisikal na nilalaman ng pangalawang pangkalahatang edukasyon (seksyon "Molecular Physics");
5) suriin ang aplikasyon ng isang pang-eksperimentong computer simulation program at suriin ang resulta ng didactic at methodological nito.
Ipotesis ng pananaliksik.
Ang kalidad ng kaalaman, kasanayan at kultura ng impormasyon ng mga mag-aaral ay maaaring mapabuti kung, sa proseso ng pagtuturo ng pisika, ginagamit ang mga programa ng computer simulation, ang metodolohikal na suporta kung saan ay ang mga sumusunod:
Sapat sa teoretikal na mga base ng computer modeling sa kurso ng mga gawain sa pagsasanay, isang lugar, oras, isang paraan ng paggamit ng mga pang-edukasyon na mga modelo ng computer ay tinukoy;
Ang pagkakaiba-iba ng mga anyo at pamamaraan ng pamamahala ng mga aktibidad ng mga mag-aaral ay isinasagawa;
Ang mga mag-aaral ay sinanay sa paglipat mula sa mga tunay na bagay patungo sa mga modelo at vice versa.
Ang metodolohikal na batayan ng pag-aaral ay: systemic at aktibidad na diskarte sa pag-aaral ng pedagogical phenomena; pilosopiko, cybernetic, sikolohikal na teorya ng pagmomolde ng computer (A.A. Samarsky, V.G. Razumovskiy, N.V. Razumovskaya, B.A. Glinsky, B.V. Biryukov, V.A. Shtoff, V.M. Glushkov iba pa); sikolohikal at pedagogical na pundasyon ng computerization ng edukasyon (V.V. Rubtsov, E.I. Mashbits) at ang konsepto ng pagbuo ng edukasyon (L.S. Vygotsky, D.B. Elkonin, V.V. Davydov, N.F. Talyzina, P. Ya. Galperin).
Mga pamamaraan ng pananaliksik:
Siyentipiko at metodolohikal na pagsusuri ng pilosopikal, sikolohikal, pedagogical at metodolohikal na panitikan sa suliraning pinag-aaralan;
Pagsusuri ng karanasan ng mga guro, pagsusuri ng kanilang sariling karanasan sa pagtuturo ng pisika sa mataas na paaralan at mga pamamaraan ng pisika sa unibersidad;
Pagsusuri ng pagmomodelo ng mga programa sa computer sa molekular na pisika ng mga domestic at dayuhang may-akda upang matukoy ang nilalaman ng programa;
Pagmomodelo ng pisikal na phenomena sa molecular physics;
Mga eksperimento sa computer batay sa mga napiling programa ng simulation;
Pagtatanong, pag-uusap, pagmamasid, eksperimentong pedagogical;
Mga pamamaraan ng istatistika ng matematika.
Base sa pananaliksik: mga paaralan No. 3, 11, 17 ng Vologda, Vologda State Natural and Mathematical Lyceum, Faculty of Physics and Mathematics ng Vologda State Pedagogical University.
Ang pag-aaral ay isinagawa sa tatlong yugto at may sumusunod na lohika.
Sa unang yugto (1993-1995) natukoy ang problema, layunin, gawain at hypothesis ng pag-aaral. Ang pilosopikal, pedagogical at sikolohikal na panitikan ay nasuri upang matukoy ang mga teoretikal na pundasyon para sa pagbuo at paggamit ng mga modelo ng computer sa proseso ng pag-aaral.
Sa ikalawang yugto (1995 - 1997), isinagawa ang eksperimentong gawain sa loob ng balangkas ng problema sa ilalim ng pag-aaral, iminungkahi ang mga pag-unlad ng pamamaraan para sa paggamit ng mga programa ng computer simulation sa mga aralin sa pisika.
Sa ikatlong yugto (1997 - 2000), isinagawa ang pagsusuri at paglalahat ng gawaing pang-eksperimento.
Ang pagiging maaasahan at bisa ng mga resulta na nakuha ay ginagarantiyahan ng: teoretikal at metodolohikal na mga diskarte sa pag-aaral ng problema ng computer simulation sa edukasyon; isang kumbinasyon ng qualitative at quantitative analysis ng mga resulta, kabilang ang paggamit ng mga pamamaraan ng mathematical statistics; mga pamamaraan na sapat sa layunin at paksa ng pag-aaral; mga kinakailangan sa agham para sa pagbuo ng isang computer simulation program.
Ang huli ay nangangailangan ng ilang paliwanag. Bumuo kami ng isang programa para sa pagmomodelo ng mga dinamika ng mga sistema ng maraming mga particle, ang pagkalkula ng paggalaw nito ay batay sa algorithm ng Verlet na ginamit nina H. Gould at J. Tobochnik. Ang algorithm na ito ay simple at nagbibigay ng mga tumpak na resulta kahit para sa maliliit na agwat ng oras, na napakahalaga kapag nag-aaral ng mga pattern ng istatistika. Ang orihinal na interface ng programa ay nagbibigay-daan hindi lamang upang makita ang dynamics ng proseso at baguhin ang mga parameter ng system, pag-aayos ng mga resulta, ngunit ginagawang posible na baguhin ang oras ng eksperimento, ihinto ang eksperimento, i-save ang frame na ito at simulan ang kasunod na gawain sa modelo mula dito.
Ang sistema sa ilalim ng pag-aaral ay binubuo ng mga particle na ang mga tulin ay itinakda nang random at nakikipag-ugnayan sa isa't isa ayon sa mga batas ng Newtonian mechanics, at ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula ay ipinapakita ng Lennard-Johnson curve, iyon ay, ang programa ay naglalaman ng isang modelo ng isang tunay na gas. Ngunit sa pamamagitan ng pagbabago ng mga paunang parameter, posible na dalhin ang modelo sa isang perpektong gas.
Ang computer simulation program na ipinakita sa amin ay ginagawang posible na makakuha ng mga numerical na resulta sa mga relatibong unit, na nagpapatunay sa mga sumusunod na pisikal na batas at proseso:
a) pag-asa ng puwersa ng pakikipag-ugnayan at potensyal na enerhiya ng mga particle (molekula) sa distansya sa pagitan nila;
b) Pamamahagi ng bilis ng Maxwell;
c) ang pangunahing equation ng molecular kinetic theory;
d) ang mga batas nina Boyle-Mariotte at Charles;
e) mga eksperimento ng Joule at Joule-Thomson.
Ang mga eksperimento sa itaas ay maaaring kumpirmahin ang bisa ng pamamaraan ng istatistikal na pisika, dahil ang mga resulta ng numerical na eksperimento ay tumutugma sa mga resulta na nakuha batay sa mga batas ng istatistika.
Kinumpirma ng eksperimentong pedagogical ang pagiging epektibo ng pamamaraan para sa pagsasagawa ng mga aralin gamit ang mga programa ng computer simulation.
Scientific novelty at theoretical significance ng pag-aaral:
1. Isang komprehensibong paglalarawan ng pagmomodelo ng computer na ginamit sa proseso ng pag-aaral (pilosopiko, cybernetic, pedagogical) ay naisagawa.
2. Ang sikolohikal at pedagogical na mga kinakailangan para sa mga modelo ng pagsasanay sa computer ay napatunayan.
3. Ang paraan ng computer simulation ng dynamics ng maraming mga particle ay inilapat, na naging posible sa unang pagkakataon sa kurso ng paaralan ng molekular na pisika upang lumikha ng isang modelo ng computer ng isang perpektong gas, na ginagawang posible upang ipakita ang kaugnayan sa pagitan ng ang mga microparameter ng system (bilis, momentum, kinetic, potensyal at kabuuang enerhiya ng gumagalaw na mga particle) na may mga macroparameter (pressure, volume, temperatura).
4. Sa batayan ng mga programa ng computer simulation sa pamamaraan ng physics, ang mga sumusunod na numerical na eksperimento ay isinagawa: ang pangunahing equation ng molecular-kinetic theory ay nakuha; ang kaugnayan sa pagitan ng temperatura at ng kinetic energy ng translational motion ng mga particle (molekula) ay ipinapakita; Ang mga eksperimento ng Joule at Joule-Thomson para sa mainam at tunay na mga gas ay namodelo.
Ang praktikal na kahalagahan ng pag-aaral ay nakasalalay sa katotohanan na ang napiling nilalaman at ang binuo na mga programa ng computer simulation ay maaaring gamitin sa isang sekondaryang paaralan upang magsagawa ng numerical na eksperimento sa ilang mga isyu sa molekular na pisika. Ang isang pamamaraan para sa pagsasagawa ng mga aralin sa molecular physics gamit ang pagmomodelo ng mga programa sa computer ay binuo at nasubok sa eksperimento. Ang mga materyales at resulta ng pag-aaral ay maaari ding ilapat sa proseso ng pagtuturo sa mga mag-aaral ng pedagogical na unibersidad at advanced na pagsasanay ng mga guro ng physics at computer science.
Ang pag-apruba ng mga pangunahing materyales at mga resulta na nakuha sa kurso ng pag-aaral ay isinagawa
Sa internasyonal na elektronikong pang-agham at teknikal na kumperensya (Vologda, 1999);
Sa interuniversity na siyentipiko at praktikal na kumperensya "Mga aspetong panlipunan ng pagbagay ng kabataan sa pagbabago ng mga kondisyon ng pamumuhay" (Vologda, 2000);
Sa pangalawang rehiyonal na pang-agham at pamamaraan na kumperensya "Mga modernong teknolohiya sa mas mataas at pangalawang bokasyonal na edukasyon" (Pskov, 2000);
Sa ikaanim na All-Russian scientific-practical conference "Ang problema ng pang-edukasyon na pisikal na eksperimento" (Glazov, 2001);
Kapag nagtuturo ng pisika sa mga sekondaryang paaralan ng lungsod ng Vologda, sa mga klase sa mga pamamaraan ng pagtuturo ng pisika sa mga mag-aaral ng VSPU, sa mga seminar para sa mga nagtapos na mag-aaral ng VSPU at mga guro ng departamento ng pangkalahatang pisika at astronomiya.
Ang mga sumusunod ay isinumite para sa pagtatanggol:
1. Theoretical approach sa paggamit ng computer simulation sa proseso ng pag-aaral at ang metodolohikal na suporta nito.
3. Pamamaraan para sa pag-aayos at pagsasagawa ng mga aralin sa pisika sa ika-10 baitang ng isang sekondaryang paaralan kapag pinag-aaralan ang paksang "Molecular Physics" batay sa isang computer simulation program.
Istraktura ng disertasyon.
Ang istraktura ng disertasyon ay tinutukoy ng lohika at pagkakasunud-sunod ng paglutas ng mga gawain. Ang disertasyon ay binubuo ng panimula, apat na kabanata, konklusyon, bibliograpiya.
Mga modelo at pagmomodelo sa modernong agham
Sa kasalukuyan, ang mga modelo at pagmomodelo, bilang isa sa mga paraan ng pag-unawa sa mundo sa paligid natin, ay malawakang ginagamit sa agham, teknolohiya at edukasyon.
Ang terminong "modelo" ay nagmula sa salitang Latin na modulus, na nangangahulugang sukat, pattern, pamantayan. Ang isang holistic na pananaw ng isang tao tungkol sa mundo sa karamihan ng mga kaso ay makikita sa kanyang isip sa anyo ng isang tiyak na pisikal na modelo.
Sa modernong pilosopiya, ang mga sumusunod na kahulugan ng mga konsepto ng modelo at simulation ay ibinigay.
"Ang isang modelo (French modele) sa lohika at pamamaraan ng agham ay isang analogue (scheme, istraktura, sign system) ng isang tiyak na fragment ng natural o panlipunang katotohanan, isang produkto ng kultura ng tao, konsepto at teoretikal na edukasyon, atbp. - ang orihinal na modelo. Ang analogue na ito ay nagsisilbing mag-imbak at magpalawak ng kaalaman (impormasyon) tungkol sa orihinal, mga katangian at istruktura nito, upang baguhin o pamahalaan ito. Mula sa isang epistemological point of view, ang isang modelo ay isang "representative", isang "substitute" para sa orihinal sa cognition at practice. Ang mga resulta ng pagproseso at pagsasaliksik ng modelo sa ilalim ng ilang mga kundisyon, na natagpuan sa lohika at pamamaraan, at tiyak para sa iba't ibang mga lugar at uri ng mga modelo, ay inilipat sa orihinal. “Ang pagmomodelo ay isang paraan ng pag-aaral ng mga bagay ng kaalaman sa kanilang mga modelo; pagbuo at pag-aaral ng mga modelo, totoong buhay na bagay at phenomena (organic at inorganic system, engineering device, iba't ibang proseso - pisikal, kemikal, biyolohikal, panlipunan) at mga itinayong bagay upang matukoy o mapabuti ang kanilang mga katangian, rationalize ang mga pamamaraan ng kanilang pagtatayo, kontrol. , atbp. P." . Depende sa uri ng mga modelo, ang object at sign modelling ay nakikilala. Sa object modeling, ang pananaliksik ay isinasagawa sa isang modelo na nagpaparami ng ilang geometriko, pisikal o functional na katangian ng orihinal. Halimbawa, sa pagmomodelo ng analog sa tulong ng mga modelo ng enerhiya, ang mekanikal, acoustic, hydrodynamic at iba pang mga phenomena ay pinag-aralan, dahil ang paggana ng modelo at ang orihinal ay inilarawan ng parehong mga equation ng kaugalian.
“Sa sign modelling, ang mga modelo ay mga diagram, drawing, formula na iminungkahi sa isang partikular na alpabeto (natural o artipisyal na wika) atbp." . Ang pagmomodelo ay isa sa mga mahalagang pamamaraan ng katalusan, samakatuwid ito ay kabilang sa kategoryang epistemological. Ang mga resulta na nakuha sa pag-aaral ng mga modelo ay maaaring ilipat sa orihinal kung ang modelo ay sumasalamin sa mga katangian ng orihinal.
Ang pag-uuri na ito ay batay sa paraan ng pagpaparami ng mga katangian ng orihinal sa modelo. Ang lahat ng mga modelo ay nahahati sa dalawang klase: materyal at perpekto. Ang mga materyal na modelo ay kinabibilangan ng mga modelong umiral nang may layunin at nilikha ng tao upang kopyahin ang istruktura at esensya ng proseso o phenomenon na pinag-aaralan.
Para sa mga spatially na katulad na mga modelo, isang paunang kinakailangan ay ang kanilang geometric na pagkakapareho sa orihinal, dahil sinasalamin nila ang mga spatial na katangian at relasyon ng isang bagay. Kasama sa pangkat na ito ang iba't ibang mga layout, modelo ng mga teknikal na device, crystal lattice, atbp.
Sa pisikal na katulad na mga modelo, ang pagkakatulad nito pisikal na kalikasan na may orihinal at pagkakakilanlan ng mga batas ng paggalaw. Ang ganitong mga modelo ay naiiba sa likas na ipinapakita lamang nila sa pamamagitan ng pagbabago ng spatial o temporal na sukat. Kasama sa pangkat na ito ang mga operating model ng iba't ibang teknikal na device, halimbawa, mga de-koryenteng motor at generator, barko, sasakyang panghimpapawid, atbp.
Ang mga katulad na modelo sa matematika ng paggana ng mga bagay ng pag-aaral ay dapat na inilarawan ng parehong mga equation sa matematika at, bilang panuntunan, ay walang pisikal at geometric na pagkakatulad sa orihinal. Kasama sa mga modelong matematikal ang analog, structural, digital, cybernetic na mga modelo.
Sikolohikal at pedagogical na aspeto ng pag-aaral ng computer
AT mga nakaraang taon binigyang pansin ng mga domestic at foreign psychologist ang tungkulin mga indibidwal na katangian mga mag-aaral sa proseso ng pagkatuto. Ang paghahanap para sa mga paraan upang mapanatili at higit pang paunlarin ang sariling katangian ng bata, ang kanyang mga potensyal at kakayahan ay humantong sa pagbuo ng mga konsepto para sa indibidwalisasyon ng edukasyon. Tulong sa pamamagitan ng indibidwalisasyon sa pagpapatupad ng mga programang pang-edukasyon ng bawat mag-aaral, pag-iwas sa pagkabigo ng mag-aaral; pagbuo ng pangkalahatang mga kasanayan sa edukasyon batay sa zone ng proximal na pag-unlad ng bawat mag-aaral; pagpapabuti ng pang-edukasyon na pagganyak at pag-unlad ng mga interes ng nagbibigay-malay; pagbuo mga personal na katangian: kalayaan, kasipagan, pagkamalikhain - ang kakanyahan ng indibidwalisasyon ng pag-aaral. Ang pangunahing bentahe ay ang indibidwalisasyon ay nagbibigay-daan sa iyo upang ganap na iakma ang nilalaman, pamamaraan at bilis ng mga aktibidad sa pag-aaral ng bata sa kanyang mga katangian, subaybayan ang kanyang mga aksyon sa bawat yugto ng paglutas ng problema, gumawa ng napapanahong pagsasaayos sa mga aktibidad ng mag-aaral at guro, umangkop sila sa patuloy na nagbabago, ngunit kontroladong mga sitwasyon ng mag-aaral at guro. Ang lahat ng ito ay nagpapahintulot sa mag-aaral na magtrabaho nang matipid, kontrolin ang mga gastos ng kanyang mga puwersa, at makamit ang mas mahusay na mga resulta.
Ang teknolohiya ng indibidwalisasyon ng edukasyon ay sumasaklaw sa lahat ng bahagi ng proseso ng edukasyon - mga layunin, nilalaman, pamamaraan at paraan. Ang mga katangian ng indibidwal na pag-aaral ay humanistic sa kanilang pilosopikal na batayan; mga kadahilanan ng pag-unlad: bio-, socio- at psychogenic; ang prinsipyo ng pamamahala ay ang sistema ng "tutor", ang diskarte sa bata ay makatao-personal, ang mga porma ng organisasyon ay akademiko, indibidwal-grupo; ang nangingibabaw na pamamaraan ay nakaprograma, nagpapaunlad sa sarili, malikhain. Ang isa sa mga pagpipilian para sa pagpapatupad ng indibidwalisasyon ng pag-aaral ay ang pagbuo ng mga adaptive na ideya sa pag-aaral. Isinasaalang-alang nito ang parehong edad at indibidwal na mga katangian ng mga mag-aaral. Ang pag-aangkop ay maaaring batay sa impormasyong nakalap mula sa karanasan sa pagkatuto ng bawat mag-aaral o na-preprogram. Ang isang adaptive system, na na-program nang maaga, ay karaniwang nagpapatupad ng pag-aaral ayon sa isang branched na programa, kung saan, depende sa likas na katangian ng error na ginawa, ito ay ipinahiwatig kung aling mga pantulong na aksyon ang inilabas. Ang mga adaptive learning system, bilang panuntunan, ay isinasaalang-alang: a) ang kawastuhan ng sagot, b) ang mga dahilan na nagdulot ng mga paghihirap sa pagkumpleto ng mga gawaing pang-edukasyon.
Ang pag-unlad ng teknolohiya, ang pagbuo ng iba't ibang uri ng mga teknikal na aparato ay ginagawang posible na pagsamahin ang mga posibilidad ng teknolohiya para sa indibidwalisasyon ng edukasyon sa paggamit ng modernong teknolohiya ng computer.
Ang pagsasanay sa computer batay sa nababaluktot at mabilis na pagbagay sa mga indibidwal na katangian ng bawat mag-aaral ay magagawang maiwasan ang paglitaw ng sikolohikal na kakulangan sa ginhawa, isang pagbawas sa pagpapahalaga sa sarili, isang pagbawas sa pagganyak sa pag-aaral, dahil nagagawa nitong isaalang-alang ang sariling katangian ng mag-aaral hangga't maaari.
L.V. Inilalarawan ni Shenshev ang tatlong variant ng adaptive learning. Ang unang opsyon ay ang konsepto ng maximum adaptability ng English cybernetics G. Pasca. Ang pangalawa ay ang teorya ng partial adaptability ng American psychologist na si N. Crowder. Ang pangatlo ay ang konsepto ni B. Skinner ng minimal na kakayahang umangkop. Ang mga may-akda ng adaptive learning theories ay magkatulad sa pagtatasa ng mga dahilan para sa mababang kahusayan ng tradisyonal na pag-aaral at sa pagpili na alisin ang mga dahilan na ito. Ang mga konsepto ng adaptive learning ay nagpapataw ng ilang mga kinakailangan sa proseso ng pag-aaral:
1. Mabilis na pagbagay sa mga indibidwal na katangian ng mga mag-aaral, isinasaalang-alang ang bilis ng pag-aaral, pag-diagnose ng mga sanhi ng mga paghihirap, napapanahong pagsasaayos ng materyal na pang-edukasyon.
2. Tuloy-tuloy at may layuning pamamahala ng affective-motivational sphere ng mag-aaral, pagpapapanatag ng kanyang kalagayan. 3. Pagpapanatili ng tuluy-tuloy na pag-uusap, pagpapasigla sa aktibidad ng mga mag-aaral.
4. Automation sa pag-aaral.
Ang katuparan ng mga kinakailangan na ito ay mas madaling maiugnay sa pag-aaral ng computer, dahil ang guro ay hindi makakaangkop nang sabay-sabay iba't ibang estudyante, ang makina ay walang kinikilingan, matiyaga at walang kapaguran.
Ang mga konsepto sa itaas ng adaptive learning ay mabilis na naging mass practice, na nagbunga ng isang sunod sa moda na pagkahumaling sa pag-aaral ng mga device at mga computer program. Amateurish at primitive sa kanilang mga kakayahan sa pedagogical, hindi nila pinansin ang pangunahing ideya ng pagsasaalang-alang ng mga indibidwal na katangian at pagpapatatag ng positibong emosyonal na estado ng mga mag-aaral. Kaugnay ng estadong ito, ang pagiging epektibo ng pagsasanay sa computer ay pinag-uusapan. Ang modernong argumento na pabor sa paggamit ng mga computer ay inuulit ang mga konklusyon ng mga developer ng adaptive learning. Ito ang kahalagahan ng pagsasaalang-alang sa dinamika ng asimilasyon, at ang automation ng pag-aaral, na nagpapahintulot sa guro na hindi magambala ng mga gawaing pang-organisasyon.
Pagsusuri ng estado ng computer simulation sa seksyong "Molecular physics"
Sa una at ikalawang kabanata, sinuri namin ang mga isyu ng paggamit ng computer modeling sa edukasyon mula sa pananaw ng epistemology, pedagogy at psychology, at tinukoy din ang kanilang lugar at mga tungkulin. Ang paggamit ng mga modelo ng computer sa pagtuturo ng pisika ay nagbibigay-daan sa amin upang ipakita ang kahalagahan ng pagmomodelo bilang isang paraan ng pag-unawa sa mundo sa paligid natin, nag-aambag sa pagbuo abstract na pag-iisip, pagbuo ng nagbibigay-malay na interes, mastering ang mga elemento ng kultura ng impormasyon. Kasabay nito, upang mas mahusay na mapagtanto ang mga kalamangan tulad ng posibilidad ng indibidwal na pag-aaral, patnubay ng mga aktibidad na pang-edukasyon, visibility, simulation na katangian ng mga modelo ng computer, kinakailangan upang matukoy ang sangay ng physics kung saan magkakaroon ang paggamit ng computer simulation. isang tunay na epekto sa pagkatuto, at upang matukoy ang mga pamamaraang pamamaraan para sa pagsasama nito sa aralin. .
Ang kahirapan sa pag-aaral ng kursong "Molecular physics at thermodynamics" sa pangunahing sekondaryang paaralan ay na dito ang mga mag-aaral ay nakakatugon sa isang qualitatively bagong anyo ng paggalaw ng bagay - thermal motion, kung saan, bilang karagdagan sa mga batas ng mekanika, ang mga batas ng istatistika. mag-apply din. Bilang karagdagan, ang mga natural na eksperimento (Brownian motion, diffusion, interaksyon ng mga molecule, evaporation, surface at capillary phenomena, wetting) ay nagpapatunay lamang sa hypothesis ng molekular na istraktura ng bagay, ngunit hindi pinapayagan kaming obserbahan ang mekanismo ng patuloy na pisikal na proseso. Mga mekanikal na modelo: Ang eksperimento ni Stern, ang lupon ni Galton, ang pag-install para sa pagpapakita ng mga batas ng gas ay ginagawang posible na ilarawan ang batas ni Maxwell ng pamamahagi ng mga molekula sa mga bilis at upang makuha sa eksperimentong paraan ang mga ugnayan sa pagitan ng presyon, dami at temperatura na kinakailangan para sa derivation ng mga batas ng gas. Ang pagtaas ng pagiging epektibo ng aralin ay maaaring magbigay ng pagpapalawig at pagpapabuti ng isang demonstrasyon o eksperimento sa laboratoryo gamit ang isang computer (ipinahiwatig namin ang kahalagahan ng mga modelo ng computer sa pag-aaral ng physics sa). Ang ganitong mga tool sa software para sa pagsasagawa ng isang demonstrasyon na eksperimento sa kurso ng paaralan ng molecular physics at thermodynamics ay magagamit, bagaman sa isang maliit na halaga. Ang isang pagsusuri ng ilang mga gawa ay ginawa namin sa, at dito ay magpapakita kami ng pagsusuri ng lahat ng mga programa sa computer na kilala sa amin na ginamit sa pag-aaral ng molecular physics at thermodynamics.
Ang paggamit ng modernong electronic at electronic computing technology ay maaaring makabuluhang mapabuti ang pagbabalangkas at pagsasagawa ng eksperimento. Inilalarawan nito ang paggamit ng isang computer upang ipakita ang pag-asa ng bilis ng nitrogen, hydrogen, argon at air molecule sa temperatura, ang pagkalkula ng pagbabago sa panloob na enerhiya ng isang katawan sa panahon ng pagtunaw at pagkikristal, sa panahon ng pagsingaw at para sa gas na estado. , gayundin ang paggamit ng kompyuter sa pagproseso ng mga resulta ng gawaing laboratoryo.
Sa parehong libro, ang isang paglalarawan ng aralin sa pagtukoy ng kahusayan ng isang perpektong heat engine batay sa Carnot cycle ay ibinigay. Ang modelo ng Carnot cycle ay isang computer na programmatically na nagpapatupad ng adiabats at isotherms sa monitor screen, na graphic na kumakatawan sa Carnot cycle.
Ang pamamaraan para sa pag-set up ng isang eksperimento gamit ang electronic at computer na teknolohiya ay inilarawan ni V.V. Laptev. Ginamit niya ang pagiging pandaigdigan ng electrical signal, na hindi lamang naglalaman ng kinakailangang impormasyon, ngunit maaari ding iproseso ng mga elektronikong computer. Samakatuwid, kinakailangang i-convert ang lahat ng di-electric na dami na kasangkot sa eksperimento sa mga elektrikal gamit ang mga pangunahing converter - mga sensor, sa output kung saan lumilitaw ang isang de-koryenteng analog signal, kadalasan sa anyo boltahe ng kuryente. Laptev V.V. kasama ang mga empleyado, maraming sensor ang binuo at ginawa para sukatin ang pag-iilaw, temperatura at oras. Maaari mong ayusin ang mga signal ng sensor gamit ang pointer o digital mga instrumento sa pagsukat. Upang magamit ang mga digital na electronic computer kapag pinoproseso ang mga resulta ng eksperimento, kinakailangan na i-convert ang analog signal sa digital gamit ang isang analog-to-digital converter, gamit ang naaangkop na microcircuits para dito. Kaya, ang scheme ng eksperimento ay ganito: sinusukat na mga halaga - sensors - analog-to-digital converter - microcalculator MK-64 o computer na "Yamaha". Ayon sa prinsipyong ito, ang isang unibersal na electromechanical demonstration installation ay idinisenyo para sa pag-aaral ng mga batas ng gas sa isang kurso sa paaralan sa pisika. Ang mga halaga ng presyon, dami at temperatura na sinusukat sa eksperimento ay naayos naman sa isang demonstration digital indicator at ipinadala sa computer data bus, na nagpapakita ng mga graph ng lahat ng posibleng ugnayan sa pagitan ng pressure, volume at temperatura sa display screen. Matapos i-plot ang mga graph, ang mga numerical na halaga ng mga dami na ito ay ipinasok sa RAM ng computer at maaaring ipakita sa display screen sa anyo ng isang talahanayan ng data ng karanasan at ginagamit para sa dami ng mga kalkulasyon. Kaya, ang mga mag-aaral ay may pagkakataon na obserbahan ang quantitative at qualitative na mga katangian ng mga proseso ng gas sa parehong oras.