Формирование у учащихся представлений о статистических закономерностях при обучении физике

• Автор: Шаповаленко, Татьяна Геннадиевна
• Шифр специальности: 13.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 207 с. : ил.

Глава I. Состояние проблемы формирования у учащихся представлений о статистических закономерностях при обучении физике
1.1. Краткий исторический обзор становления представлений о статистических закономерностях
1.2. Особенности развития мышления учащихся
1.3. Анализ основных статистических понятий в научной литературе
1.4. Анализ проблемы формирования у учащихся представлений о статистических закономерностях в научных исследованиях, методической и учебной литературе
Выводы по I главе
Глава II. Теоретические и практические основы методики формирования у учащихся представлений о статистических закономерностях при обучении физике
2.1. Психолого-педагогические основы методики формирования у учащихся представлений о статистических закономерностях
2.2. Методика формирования у учащихся представлений о статистических закономерностях при обучении.физике
2.3. Диагностика сформированности у учащихся представлений о статистических закономерностях при обучении
Выводы по II главе
Глава III. Методика проведения и результаты педагогического эксперимента
3.1. Общая характеристика педагогического эксперимента
3.2. Этапы экспериментального исследования

Выводы по III главе
Заключение
Библиография
Приложения

Актуальность исследования. Статистические закономерности наряду с динамическими являются фундаментальными закономерностями природы. Анализ экономических, биологических, климатических процессов, организация работы систем массового обслуживания населения и многие другие сферы жизнедеятельности человека, - все они, так или иначе, подчиняются статистическим законам.
В Федеральном компоненте Государственного образовательного стандарта, разработанного с учетом направлений модернизации образования, ставится задача формирования представлений учащихся о статистических законах природы. Изучение физики на профильном уровне среднего (полного) образования направлено на достижение следующих целей: освоение знаний о методах научного познания природы; о современной физической картине мира (свойствах вещества и поля, пространственно-временных закономерностях, динамических и статистических законах природы и др.). Достичь целей, заявленных Государственным образовательным стандартом, не осуществляя целенаправленно процесс формирования представлений учащихся о статистических закономерностях, нельзя. Необходимость решения этой задачи связана и с тем, что в настоящее время для решения задач повседневной жизни человеку требуется иметь представление о массовых явлениях, которые починяются статистическим закономерностям.
Следует отметить, что фактически все программы по физике включают изучение статистических законов, в различных разделах используются статистические методы. Но проблема формирования представлений учащихся о статистических закономерностях продолжает оставаться нерешенной. Особенности традиционного подхода к изучению физических явлений и процессов приводят к тому, что у школьников не возникает обобщенных статистических представлений. Не формируется понимание того, что статистические закономерности - это фундаментальные закономерности окружающей жизни.

Ho Nr IN = Pr есть вероятность появления значения иг, тогда определе-

ние среднего принимает вид: и = Ргиг. (10)

В.Г. Левин [86] вводит понятие статистического среднего как естественное обобщение «привычного понятия среднего арифметического» [86, С. 38] Пусть имеется ряд значений некоторой величины - например, скорости какого — либо тела. Под средним арифметическим понимается отношение сумYln,
мы всех этих значении к полному их числу, т. е. сумму вида N—, где L,
значение величины L, N, - число измерений, приводящих к этому значению и N - полное число измерений.
Под статистическим средним величины L понимается предел отноше-Yl,ni
ния: L = lim
"->» N (и)
t Т
или, поскольку А) = — и N = —, то:
Д/ Д t
i = = (12)
где tt -время, в течение которого система находится в i -том состоянии, в котором величина L имеет значение L,, и Т - полное время наблюдения. Суммирование ведется по всем состояниям системы.
В случае систем, состояния которых изменяются непрерывно, вместо вероятности w, необходимо писать dw, тогда статистическое среднее будет рассчитываться по формуле:
L = jldw = jbp(L)dL, (13)
где интегрирование ведется по всем состояниям системы.
Аналогично понятие среднего значения случайных величин вводится В.Ф. Ноздревым , А. А. Сенкевичем [123].
В данном параграфе проведен анализ основных понятий теории вероятностей в научной литературе, на основании которого можно констатировать,