Simularea ca metodă de învățare, publicat în revista „tânăr om de știință“

Modelul este folosit ca o cunoaștere de lucru al instrumentului și, în același timp servește ca similitudinea obiectivă, o aproximare mai precisă într-o anumită asemănare a obiectului în studiu: informator, „noi care încă nu au proprietăți, nedescoperite și neexplorate care pot fi supuse verificării experimentale: percepția materialului figurativ sunt proprietăți dificile sau chiar inaccesibile de monitorizare sau structuri. De asemenea, prevede disponibilitatea unor norme suficient de clare pentru transferul de informații de la modelul cu originalul [1].

În a doua etapă, un sistem de cunoștințe despre corpul sau un set de corpuri, care se transformă într-o teorie științifică, în cazul în care modelul așa cum evoluează și se dezvoltă, și, uneori, chiar complet înlocuit.

Procesul de cunoaștere, în cele din urmă începe să examineze și să analizeze organismele concrete și proprietățile lor - percepția directă de viață. Galileo Galiley observat căderea liberă a corpurilor. Dar nimeni înainte de el nu a încercat să-l prezinte ca model. Renumitele experimente ale organismelor de monitorizare Galileo cad cu turnul înclinat din Pisa - primul exemplu de modelare științifică a proceselor naturale [3,5].

I. Newton omenirea datorează dezvoltarea bazelor științifice de modelare, pe care a formulat în a doua carte „Principiile matematice ale filozofiei naturale“, în două teoreme de similitudine. Modelul său vizual al fenomenelor de lumină (model mecanic al lumii) și descrierea ei pe diverse fenomene de lumină, în special, corpusculară și crearea unor modele abstracte de interacțiuni mecanice, ceea ce duce la sinteza și: o descriere teoretică a unei varietăți de manifestări externe ale fenomenelor fizice și concluzia dinamicii legilor, Am pus bazele pentru dezvoltarea de simulare ca metodă de cunoștințe teoretice. Deja, pe baza unei metode de modelare a faimoasei legi a atracției universale a fost formulată, care este cerută de Newton șaisprezece reflecție și crearea unui noțiuni complet abstracte pentru modelul de interacțiune dintre corpurile cerești sub forma unui sistem. Numai în cazul în care această ipoteză a fost formulă corectă, care descrie interacțiunea gravitațională [2,4].

Aceste exemple sunt convinși că numai prin studierea organismelor și fenomenelor specifice vine la un total de abstracțiuni (concepte, legi și alte concluzii teoretice). Observarea, fapte, și apoi modelul, susținut de anchetă și de experiment, aceasta este calea cunoașterii. După cum puteți vedea, simularea servește ca metodă de cunoștințe teoretice. Modelele sunt un instrument puternic pentru a promova și mai profundă cunoaștere și cuprinzătoare a [6].

Fizica este utilizat foarte frecvent metoda de comparare a-model analogii, ca un exemplu de cunoștințe teoretice. Să ne, de exemplu, pe probleme, cum ar fi mișcarea oscilatorie a valurilor. Descrierea naturii diferite a mișcărilor oscilatorii și undă ale acelorași ecuații matematice a fost posibilă prin stabilirea unor modele similare, similare. În cazul în care fluctuațiile mecanismului considerate punctele materiale interconectate prin gravitație sau elasticitate, electrodinamicii modelul de vibrație-oscilante mișcare circuit, în care fluctuația taxelor și domenii considerate [7,8,9].

In primul caz, un grup de model inerțială rigid, al doilea inerție circuit format dintr-o bobină și un condensator conectat și rezistență activă. Purtat analogie fizică între aceste valori și principii stabilite de model similitudine a două fenomene. (Figura 1).

Modele similare ca metodă de cunoștințe teoretice este folosită în toate ramurile fizicii. Ca un alt exemplu, luminoase câmpuri de model matematic, caracteristici similare sunt introduse pentru a descrie - intensitatea și potențialul, deși natura, natura diferite domenii (de exemplu, electrostatice și gravitațional).

Modelarea teoretica este deosebit de bine reprezentată în fizica atomică și nucleară. După ce a început istoria sa cu un oscilator Planck cuantic, modele ale fizicii atomice și nucleare sunt astăzi nu numai structura de atomi, dar, de asemenea, nuclee și „particule“ - protoni, neutroni și alte idei „elementare“ [10,11].

similarități caracter din procesele fizice văzut aici pe deplin pentru crearea unei „claritate“ iluzoriu și aplicarea acesteia pentru analiza cuprinzătoare și interpretarea matematică a rezultatelor. Modelul picătură de nucleu, creat în 30 de ani Ya. I. Frenkelem, are analogia in procesele moleculare în straturile limită. Toate modelele nucleare ulterioare: optice, coajă, supraconductoare, model generalizat al modelului vibratiilor asimetrice top Davydov-Filippov, de asemenea, bazate pe analogii, cum ar fi sistemele atomice și moleculare și interacțiunea acestora [12]. Din aceste exemple, este clar că modelul este unul dintre punctele cheie ale cunoașterii. Se concentrează în sine, de fapt, toate informațiile științifice culese de oameni, și în același timp, servește ca un mijloc de a promova cunoașterea realității obiective, aparate de gândire științifică, oamenii de știință arme metodologice, care permite programarea modului de cercetare științifică. Pe baza lucrărilor lui V. G. Razumovskogo, poate duce la un astfel de sistem de cunoștințe științifice, „faptele model de anchetă-un experiment.“ Aici modelul este dat nu numai generalizarea caracteristică a faptelor, dar servește ca o metodă de cunoștințe suplimentare. Datorită modelului reprezentările sunt posibile și verificarea experimentală, și predicțiile încă necunoscute pentru știință consecință, stabilirea legilor științifice. Legea care exprimă general și esențial în fenomenele de masă, concentrația cunoașterii umane extrase, pot fi deschise pe modelul și verificați pe ele.

Apărut în ultimii ani, modele fizice ajuta să înțeleagă comportamentul sistemelor și structurilor cu preț ridicat, în condiții reale. Modele hidraulic, sisteme spațiale complexe de aeronave și centrale electrice unice nu sunt doar o metodă de cunoaștere, dar, de asemenea, poate economisi resurse materiale enorme pentru economia națională.

De aceea, abordarea de modelare este ferm înrădăcinată în arsenalul de birouri de proiectare și institute de proiectare și este o condiție prealabilă pentru proiectarea sistemelor complexe, și structuri arhitecturale. De o mare importanță sunt simulări ale resurselor naturale și problemele de mediu. [13]

Am menționat deja că, în știința de modele sunt folosite pentru a explica diverse fenomene și procese. modele funcționale interpretativ necesare în special acum, când sa extins granițele cunoașterii.

Fizica modernă a atins limitele a două dimensiuni liniare: spre mega ordinea dimensiunilor liniare este determinată, în timp ce limita merge de la microcosmosul dimensiunea liniară a ordinului. Și în prima și a doua cazuri, fenomenele care au loc în apropierea acestor limite, pot fi interpretate doar în modelele. Prin urmare, principala metodă de cunoaștere aici modelarea (în principal, matematică). Care este procesul de modelare ca metodă de cunoaștere? Aici putem distinge mai multe etape, fiecare dintre ele servește ca o piatră de temelie de cunoaștere a lumii reale din jurul nostru. [14]

Primul pas constă în etichetarea unui anumit set de proprietăți ale obiectului studiat. Studiul simultan toate proprietățile sau efectele corpului nu este posibilă datorită o mare diversitate și caracterul lor diferit. Laureat al Premiului Nobel fizicianul american Richard Feynman în cursul său de prelegeri scrie: „a spus odată un poet.“ Întreaga lume este într-un pahar de vin " Noi, probabil, niciodată nu va înțelege, ce sens a vrut să spună prin acest concept, pentru că poeții nu scrie pentru a fi înțelese. Dar este incontestabil faptul că, cu atenție și se uită la un pahar de vin, suntem cu adevărat deschise o lume întreagă. În ea, și fenomenele fizice (spumante), lichidul (evaporare variază în funcție de condițiile meteorologice și respirația ta, sclipici sticla (și atomii), care ne spune are imaginația noastră „Sticla - a reușit să respingă roca: în secretele sale de vârstă structura minciună universul și evoluția stelelor. și de la unele set surprinzător de reactivi este vinul! Cum apar ele? e aluat dospit, enzime, extracte, și diverse alte produse.

La urma urmei, vinul dezvoltă o mare generalizare: toată viața este fermentare. Studiind chimia vinului, acesta trebuie să fie deschis, așa cum a făcut Louis Pasteur, cauzele multor boli. Cât de mult viața în această comoară, dacă impune spiritul său conștiinței noastre, dacă trebuie să fie atât de atent cu ea! Mintea noastră limitată pentru comoditate împărți acest pahar de vin, lumea în două părți: .. fizica, biologie, geologie, astronomie, psihologie, etc, dar pentru că natura este într-adevăr nici o diviziune nu știe!

Proprietățile corpurilor și fenomene devin, treptat, mai complexe. Pornind de la cele mai simple proprietati de studiu - mișcări mecanice fizica, apoi transferat la studiul proprietăților și structurii solide, lichide, gaze, completând creația integrată a imaginii sistemului său mondial.

Să considerăm, de exemplu, selectarea proprietăților de bază ale fenomenului în cazul mișcării mecanice. Analiza a numeroase fapte duce la concluzia că diferitele organisme pot schimba poziția lor relativă. Astfel, natura fenomenului este de a schimba poziția relativă a două sau mai multe organisme a lungul timpului. Sarcina este de a găsi astfel de caracteristici de mișcare, care sunt comune tuturor varietate de fenomene din această clasă. Pentru caracterizarea proprietăților introduse mișcare: sistemul de referință, coordonatele corpului sistemului (dreptunghiular cartezian, curbilinie, etc ...) Și impuls pentru organism selectat coordonatele formă sau alta (de exemplu, un vector). fenomene Mathematisation contribuie la sistematiza proprietățile de conducere ale corpului într-o multitudine de ecuații care pot fi multiple soluții formale. Soluții de analiză permite, în anumite cazuri, pentru a prezice cursul de circulație, în funcție de condițiile inițiale și natura interacțiunii corpurilor.

Prima etapă include crearea unui model foarte simplu. Cerința principală pentru ea - o descriere satisfăcătoare și clară a fenomenelor și proprietăți ale corpului. In cadrul studiului, de exemplu, mișcările mecanice pot fi luate ca model de punct material inițial.

În general, punctul de material, așa cum se arată în mai multe surse literare este pervoosnovnoy multe modele diferite ale fizicii, ajutând la înțelegerea proprietăților calitative și cantitative ale diferitelor fenomene, proprietăți ale solidelor și structurilor. Următoarea etapă de modelare - model de studiu. Acesta include atât clasificarea proprietăților cunoscute anterior, care este deosebit de important pentru obținerea de noi cunoștințe despre corp sau fenomen.

Modelul de electroni-gaura de conductivitate de semiconductori, de exemplu, a permis nu numai pentru a explica proprietățile electrice ale semiconductori, ci și să creeze pe baza lor un caracter fundamental nou set de instrumente, pentru a face o revoluție în radio.

Folosind proprietățile modelului de conductivitate-un fel este de a crea, și pe baza lor, construirea de complet noi emițătoare miniaturale și circuite de amplificare, crearea de dispozitive și mașini electronice-numărabile de mare viteză.

După cum sa menționat mai sus, modelul fizic nu se poate aplica și nu sunt destinate să înlocuiască natura reală. Prin urmare, una dintre cele mai importante etape ale creării modelului este de a compara cu realitatea. În literatura metodologică se găsește, uneori, o substituire de concepte: modelul fizic este creditat cu existența reală, sau, dimpotrivă, se identifică cu un model matematic.

Nici model nu este un substitut pentru un corp real sau fenomen, astfel încât fiecare model are propria aplicație. Verificarea experimentală a cunoștințelor privind modelul vă permite să construiască unul și același organism sau fenomen câteva modele, pe care se completează reciproc și să ofere o înțelegere mai completă a subiectului. Astfel, metoda de simulare este destul de flexibilă și variabilă în fenomenele naturale de studiu. După cum puteți vedea, simularea este o bază fiabilă pentru acumularea de noi cunoștințe și verificarea deja cunoscute. Prin urmare, este una dintre principalele metode de a explora lumea înconjurătoare.

1. Avanesov Yu. G. Modele și modelare în prima etapă a învățării fizicii. // fizica la școală. -1989. -N5. c. 32-37.

3. Ahtyamov A. I. idealizarea în știință poznanii.-Kazan, Universitatea Kazan., 1988. 190-cu.

4. Borsukovsky BA Îmbunătățirea procesului de sistematizare și generalizare a cunoștințelor elevilor senior klassov.-Omsk, 1983, 29c.

5. Glinskiy B. A. și colab. Modelarea ca metodă științifică issledovaniya.-M. Universitatea de Stat din Moscova. 1965. -248 c.

6. Golin. GM Aspectele legate de metodologia fizicii până în prezent, media shkoly.-M. Educație, 1987. 127-C.

7. J. IKRAMOV. Învățarea limbilor străine matematike.-T. Ukituvchi, 1989. 176-c.

8. Kamenetskiy SE Soloduhin N. A. modele și analogii în cursul fizicii de liceu. -M. Educație, 96, 1982. c.

9. Salmina N. G. semn și simbol în obuchenii.-M. editura, Moscova, Universitatea de Stat, 1988.-288s.

10. simulare Timchenko II în studiul fizicii cuantice în liceu: Dis. kand.ped.nauk. -M., 1988.-203l.

11. Shodiev D. Sh gândit experiment de predare în fiziki.-M. Educație, 96, 1987. c.

12. Shtoff V. A. Modelarea și filosofiya.-M-L. Știința, 1966.-301 c.

13. Experiment. Modelul. Teorie. - București-Berlin, 1982.-332 c.

14. Hager N. Modelle in der Physik (erkenntnisthcoretischmetodologisck betrachtet). Berlin: Akad.-Verlag. 1982.- 182 s.

Termeni de bază (generate automat). cunoaștere teoretică, metoda de învățare, cunoștințe teoretice, cunoașterea în continuare, metoda de învățare aici de modelare, corpurile de beton, metoda de cunoștințe teoretice, corpurile și proprietățile lor, exemple teoretice model de cunoaștere fenomene de lumină de circuit de cunoștințe științifice, cunoașterea instrument obiectiv suplimentar cunoaștere de lucru și metodă suplimentară de cunoaștere și experiment cale astfel de cunoaștere, cunoștințe profunde și cuprinzătoare, pas cogniția proces cognitiv ambiental punctele nodale ale cunoașterii, acele proprietăți l și structuri.