Развитие исследовательских умений учащихся на основе использования схемотехнического моделирования в процессе обучения физике

• Автор: Кощеева, Елена Сергеевна
• Шифр специальности: 13.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 219 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В УЧЕБНОИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

1.1. Модель и моделирование в организации учебно познавательной деятельности учащихся при обучении физике

1.2. Исследовательская деятельность в науке и в обучении

1.3. Дидактические возможности использования компьютерного моделирования при изучении
физики
1.4. Организация исследовательской деятельности школьников на основе схемотехнического моделирования.
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СХЕМОТЕХНИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ.
2.1. Значение и место схемотехнического моделирования в структуре учебнопознавательной деятельности учащихся
2.2. Организация процесса обучения физике с использованием схемотехнического моделирования.
2.3. Методика использования схемотехнического моделирования в процессе обучения
ГЛАВА 3. ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ И ЕГО РЕЗУЛЬТАТЫ.
3.1. Организация педагогического эксперимента
3.2. Методика проведения констатирующего и поискового
этапов педагогического эксперимента.
3.3. Методика проведения и анализ результатов
формирующего этапа педагогического эксперимента
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


A. [3, 4], выделим различные уровни соответствия модели оригиналу: на уровне совпадения отдельных элементов структуры; на уровне совпадения некоторых существенных характеристик; на уровне совпадения функциональной связи между характеризующими их величинами; на уровне сходства отношений между элементами. С точки зрения Штоффа В. Модель - это искусственно созданный объект в виде схемы, физических конструкций, знаковых форм или формул, который подобен исследуемому объекту (или явлению), отображает и воспроизводит в более простом виде структуру, свойства, взаимосвязи и отношения между элементами этого объекта. Селевко Г. К. [0] определяет учебную модель как изображение, которое фиксирует всеобщее отношение некоторого целостного объекта и обеспечивает его дальнейший анализ. Поскольку в учебной модели изображается некоторое всеобщее отношение, найденное и выделенное в процессе преобразования условий задачи, то содержание этой модели фиксирует внутренние характеристики объекта, наблюдаемые непосредственно. Таким образом, учебная модель выступает как продукт мыслительного анализа и сама может являться особым средством мыслительной деятельности. Шенон Р. Ю. выделяет пять типов моделей по функциональному назначению: средство осмысления действительности, средство общения, инструменты прогнозирования, средство постановки экспериментов, средство повторения учебного материала [8, с. Анализируя проблему использования моделей в содержании физического образования, Кондратьев A. C. и Чоудери А. Д.Р. Эта модель позволяет предсказывать свойства рассматриваемой системы и затем сравнивать эти свойства с экспериментом. В этом смысле каждое научное знание о реальном мире имеет характер модели. Создание моделей физических процессов развивается совместно с развитием качественных методов исследования. И в этом случае их развитию способствует широкое внедрение информационных технологий. Ходанович А. И. [1, с. Использование таких моделей включает два направления: исследование явлений на основе готовых моделей и создание моделей самими учащимися. Мы разделяем мнение Бешенкова С. А., Ракитиной Е. А.[, с. Такие модели называют имитационными компьютерными моделями. На основе этого мы можем заключить, что компьютерная модель - это модель, реализованная средствами программной среды. Многие авторы [, 8, 3, 7, 7, 1, 7, 5] указывают, что учебные компьютерные модели позволяют прежде всего реализовать преимущества компьютерных моделей по сравнению с традиционными моделями. Эти знания будут носить гипотетический характер и, как результат всякого мысленного эксперимента, нуждаются в проверке в натурном физическом опыте. Компьютерные модели, по мнению Извозчикова В. А. и Слуцкого А. М. [, с. Они также обеспечивают большую гибкость при проведении эксперимента во время решения экспериментальных задач, позволяют изменить масштабы времени и пространства, в котором проводятся измерения, дополнить модель графиком, таблицей, мультипликацией, повторить или изменить ситуацию. Компьютерные модели в отличие от динамических моделей, которые могут быть представлены с помощью видеофильма, позволяют в пределах, предусмотренных компьютерной программой, управлять исследуемым процессом, вводить в него случайные события, величины и факторы, имитировать функции управления событиями и видеть последствия принимаемых решений. Одним из видов компьютерной модели является схемотехническая компьютерная модель. Она представляет собой электрические схемы, которые выступают в роли моделей электронных устройств и систем, отвечающих заданным характеристикам. Электрическая схема в схемотехнике - это совокупность соединенных определенным образом элементов, устройств и объектов, образующих замкнутую цепь. Результат анализа поведения схемотехнической модели сопоставляется с результатами измерений режимов работы оригинала, что позволяет сделать вывод об адекватности модели изучаемому объекту или процессу. При необходимости в модель вносятся уточнения и, наоборот, по результатам моделирования изменяют саму цепь, улучшая ее характеристики. В обучении подобный процесс носит интерактивный характер.