Bilgisayar deneyi. Bilgisayar deneyi Bilgisayar deneyi Yeni tasarım gelişmelerine hayat vermek, yeni teknik çözümleri üretime sokmak

Bölümün sonunda şu soruyu ele alacağız: nerede sınıflandırılmalı? bilgisayar deneyi ve bilgisayar modelleme ( bilgisayar simülasyonlar) !

Başlangıçta bilgisayar modellemesi meteoroloji ve nükleer fizikte ortaya çıktı, ancak bugün bilim ve teknolojideki uygulama yelpazesi son derece geniştir. Bu bağlamda çok açıklayıcı bir örnek, dünyanın birbiriyle etkileşim halindeki bir dizi alt sistem olarak kabul edildiği "küresel modelleme"dir: nüfus, toplum, ekonomi, gıda üretimi, inovasyon kompleksi, Doğal Kaynaklar, dünyadaki habitatlar, ülkeler ve bölgeler (ilk örnek, 1972'de yayınlanan Roma Kulübü'nün “Büyümenin Sınırları” raporudur). Bu alt sistemlerin gelişimi ve etkileşimi küresel dinamikleri belirlemektedir.

Burada çok sayıda doğrusal olmayan etkileşime sahip süper karmaşık bir sistemle karşı karşıya olduğumuz açıktır. VIO tipi bir model oluşturmak mümkün değildir. Bu nedenle burada şu şekilde ilerliyorlar. Çeşitli alt sistemlere ait uzmanlardan oluşan multidisipliner bir grup oluşturulur. Bu grup, üyelerinin bilgisine dayanarak çok çeşitli unsur ve bağlantılardan bir akış şeması hazırlıyor. Bu blok diyagram, modellenen sistemi temsil eden matematiksel bir bilgisayar modeline dönüştürülür. Bundan sonra bir bilgisayar modeliyle sayısal deneyler gerçekleştirilir; Nesnelerin ve süreçlerin modellerinin oluşturulması, hata ayıklama ve yürütme açısından gerçek bir karmaşık deneyi andıran bilgisayar deneyleri.

Düşünce deneyleri ile bilgisayar deneyleri arasında belli bir benzerlik vardır. Bir bilgisayar deneyi durumunda, bu deney sırasında geliştirilen bilgisayar modeli, düşünce deneyindeki VIO modelinin bir benzeridir. Her iki durumda da deneysel çalışma yeterli bir teorik model arayışının bir unsurudur. Bu arama sırasında, ilk durumda PIO'lar ve aralarındaki etkileşimler (ve büyüklükleri) seçilir, ikinci durumda ise elemanlar ve bağlantılar (ve bunların büyüklükleri) seçilir. Bu karşılaştırmadan böyle bir sonucun ortaya çıktığı açıktır. deneysel aktiviteler her iki durumda da yeni bilginin ortaya çıkması mümkündür. Yani, bilgisayar modelleri olgunun teorik VIO modellerine karşılık gelir ve bilgisayar deneyi bunları oluşturmanın bir yoludur. Bu durumda deney bir fenomenle değil bir modelle gerçekleşir (çalışmaya göre çalışmalarda da aynısı belirtilir).

Fizikte ve diğer doğa bilimlerinde, "laboratuvar" fenomeni söz konusu olduğunda, gerçek bir deney, fenomenin kendisindeki bir şeyi değiştirebilir ("ona bir soru sormak"). Bunun bir VIO modeli oluşturmak için yeterli olduğu ortaya çıkarsa ve parametrelerinin açıklığa kavuşturulmasıyla ilgili tek soru kalırsa, bu durumda bilgisayar modelinin yukarıda açıklanandan daha önemsiz bir uygulaması vardır - bir çözüm karmaşık denklemler, fiziksel veya teknik sistem ve VIO modelinin önceden belirtilmiş olduğu sistemler için parametrelerin seçimi. Bu duruma genellikle "sayısal deney" denir.

Bununla birlikte fizik, laboratuvara yerleştirilmeden önce niteliksel olarak incelenmesi gereken olayları da dikkate alır; örneğin ayırma. nükleer enerji veya temel parçacıkların doğuşu. Benzer bir durum ortaya çıkabilir: 1) bir düşünce deneyi için listelenen gerçek bir deneyin ekonomik veya teknik karmaşıklığı durumunda, 2) bir VIO modelinin yokluğunda, yani. fenomen teorisinin eksikliği (türbülanslı akışlarda olduğu gibi). Nükleer ve parçacık fiziğinde her iki durum da olmasa da ilk durumla karşı karşıyayız. Burada "küresel modelleme"ye benzer bir durumla karşı karşıyayız ve bilgisayar simülasyonları aracılığıyla teorik modelleri denemeye başlıyoruz. Bu nedenle bilgisayar modellemesinin nükleer fizikte çok erken ortaya çıkması şaşırtıcı değildir.

Dolayısıyla, "küresel modelleme" örneğinde olduğu gibi, önemsiz olmayan bir durumda bir bilgisayar deneyi ve bilgisayar modelleri, sırasıyla zihinsel bir VIO deneyine ve olgunun teorik VIO modellerine karşılık gelir.

Deney, iki taraf (bir fenomen ve teorik bir model) arasındaki bir iletişim şeklidir. Prensip olarak bu, iki taraflı manipülasyon olasılığını ima eder. Gerçek bir deney durumunda deney bir fenomenle, zihinsel deneyin bir benzeri olarak düşünülebilecek zihinsel ve bilgisayar deneyi durumunda ise bir modelle gerçekleşir. Ancak her iki durumda da amaç, yeterli bir teorik model biçiminde yeni bilgi elde etmektir.

Bu, E. Winsberg'in şu açıklamasını da içeriyor: "Gerçek bir deneyin her zaman yalnızca ilgilenilen nesneyi manipüle ettiği doğru değildir. Aslında hem gerçek bir deneyde hem de bir simülasyonda, çalışmada manipüle edilenler arasında karmaşık bir ilişki vardır. Bir yanda, çalışmanın amacı olan gerçek dünyanın sistemleri... Örneğin Mendel, bezelyeleri manipüle ediyordu ve genel kalıtım olgusunu incelemekle ilgileniyordu."

Deney

Deney(lat. deney- test, deney) bilimsel yöntemde - belirli bir olguyu kontrollü koşullar altında inceleme yöntemi. İncelenen nesneyle aktif etkileşim nedeniyle gözlemden farklılık gösterir. Tipik olarak, bir deney bilimsel bir araştırmanın parçası olarak gerçekleştirilir ve bir hipotezi test etmeye ve olaylar arasında nedensel ilişkiler kurmaya hizmet eder. Deney, bilgiye ampirik yaklaşımın temel taşıdır. Popper'ın kriteri, bilimsel bir teori ile sözde bilimsel bir teori arasındaki temel fark olarak bir deney kurma olasılığını öne sürüyor. Deney, açıklanan koşullar altında sınırsız sayıda çoğaltılan ve aynı sonucu veren bir araştırma yöntemidir.

Deney modelleri

Birkaç deneysel model vardır: Kusursuz bir deney, pratikte uygulanamayan, deneysel psikologlar tarafından standart olarak kullanılan deneysel bir modeldir. Bu terim, deneysel psikolojiye, böyle bir örneğin karşılaştırma için kullanılmasının deneysel tekniklerin ve tanımlamanın daha etkili bir şekilde geliştirilmesine yol açacağına inanan ünlü "Psikolojik Deneylerin Temelleri" kitabının yazarı Robert Gottsdanker tarafından tanıtıldı. olası hatalar Psikolojik bir deneyin planlanması ve yürütülmesi.

Rastgele bir deney (rastgele test, rastgele deney), sonucu doğru bir şekilde tahmin edilemeyen, karşılık gelen gerçek bir deneyin matematiksel bir modelidir. Matematiksel model aşağıdaki gereksinimleri karşılamalıdır: Yeterli olmalı ve deneyi yeterince tanımlamalıdır; gözlenen sonuçlar kümesi, dikkate alınan sonuçlar çerçevesinde belirlenmelidir. matematiksel model matematiksel bir model çerçevesinde açıklanan, kesin olarak tanımlanmış sabit başlangıç verileriyle; Sabit girdi verileriyle, rastgele sonuçlu bir deneyin istenildiği kadar gerçekleştirilmesinin temel bir olasılığı olmalıdır; gereklilik kanıtlanmalı veya matematiksel modelde tanımlanan herhangi bir gözlemlenen sonuç için bağıl frekansın stokastik kararlılığı hakkındaki hipotez önceden kabul edilmelidir.

Bir deney her zaman amaçlandığı gibi uygulanmaz, bu nedenle deney uygulamalarının göreceli sıklığı için bir matematiksel denklem icat edildi:

Gerçek bir deney olsun ve A bu deneyde gözlemlenen sonucu göstersin. A sonucunun gerçekleşip gerçekleşmeyebileceği n deney yapılsın. Ve yapılan testlerin bağımsız olduğu varsayılarak, yapılan n testte gözlenen A sonucunun gerçekleşme sayısı k olsun.

Deney türleri

Fiziksel deney

Fiziksel deney- doğa olaylarını özel olarak yaratılmış koşullarda incelemekten oluşan doğayı tanımanın bir yolu. Doğanın matematiksel modellerini inceleyen teorik fizikten farklı olarak, fiziksel deney doğanın kendisini keşfetmeye çağrıldı.

Fiziksel bir teorinin yanlışlığının veya daha kesin olarak bir teorinin etrafımızdaki dünyaya uygulanamazlığının kriteri, fiziksel bir deneyin sonucuyla olan anlaşmazlıktır. Tersi ifade doğru değildir: deneyle uyum, bir teorinin doğruluğunun (uygulanabilirliğinin) kanıtı olamaz. Yani, bir fiziksel teorinin uygulanabilirliğinin ana kriteri deney yoluyla doğrulanmasıdır.

İdeal olarak deneysel fizik yalnızca şunları sağlamalıdır: Tanım Deneyin sonuçları, herhangi bir şey olmadan yorumlar. Ancak pratikte bu başarılamaz. Az ya da çok karmaşık bir fiziksel deneyin sonuçlarının yorumlanması kaçınılmaz olarak deney düzeneğinin tüm öğelerinin nasıl davrandığına dair bir anlayışa sahip olduğumuz gerçeğine dayanır. Böyle bir anlayış da bazı teorilere dayanmaktan başka bir şey yapamaz.

Bilgisayar deneyi

Bilgisayar (sayısal) deneyi, bilgisayardaki bir araştırma nesnesinin matematiksel modeli üzerinde yapılan bir deneydir; bu, bazı parametrelere dayalı olarak modelin diğer parametrelerinin hesaplanmasından ve bu temelde, tarafından açıklanan nesnenin özellikleri hakkında sonuçlar çıkarılmasından oluşur. matematiksel model. Bu tür bir deney yalnızca şartlı olarak bir deney olarak sınıflandırılabilir, çünkü doğal olayları yansıtmaz, yalnızca insan tarafından oluşturulan bir matematiksel modelin sayısal bir uygulamasıdır. Nitekim matta yanlışlık var. model - sayısal çözümü fiziksel deneyden kesinlikle farklı olabilir.

Psikolojik deney

Psikolojik deney - gerçekleştirildi Özel durumlar Araştırmacının konunun yaşam aktivitesine hedeflenen müdahalesi yoluyla yeni bilimsel bilgi elde etme deneyimi.

Düşünce deneyi

Felsefe, fizik ve diğer bazı bilgi alanlarındaki düşünce deneyi, gerçek bir deneyin yapısının hayal gücünde yeniden üretildiği bir tür bilişsel aktivitedir. Kural olarak belirli bir model (teori) çerçevesinde tutarlılığını kontrol etmek için bir düşünce deneyi yapılır. Bir düşünce deneyi gerçekleştirirken, modelin iç varsayımlarında çelişkiler veya bunların koşulsuz olarak doğru kabul edilen dış (bu modelle ilgili olarak) ilkelerle (örneğin, enerjinin korunumu yasası, ilkesi) uyumsuzluğu ortaya çıkarılabilir. nedensellik vb.).

Kritik deney

Kritik bir deney, sonucu belirli bir teorinin veya hipotezin doğru olup olmadığını benzersiz bir şekilde belirleyen bir deneydir. Bu deney, diğer genel kabul görmüş hipotez ve teorilerden çıkarılamayacak, tahmin edilen bir sonuç üretmelidir.

Edebiyat

Vizgin V.P. Hermetizm, deney, mucize: modern zamanlarda bilimin doğuşunun üç yönü // Bilimin felsefi ve dini kaynakları. M., 1997. S.88-141.

Bağlantılar

Wikimedia Vakfı. 2010.

Eş anlamlı:

Diğer sözlüklerde "Deney" in ne olduğuna bakın:

- (Latince deney denemesinden, deneyimden), gerçeklik fenomeninin kontrollü ve kontrollü koşullar altında incelendiği bir biliş yöntemi. E., görevlerin formülasyonunu ve yorumunu belirleyen bir teori temelinde gerçekleştirilir... ... Felsefi Ansiklopedi

deney- Bir kişiyi gönüllü olarak yaşamaya, deneyimlemeye, kendisi için önemli olanı hissetmeye veya bilinçli bir deneye devam etmeye, terapi sırasında kendisi için tartışmalı veya şüpheli bir durumu (öncelikle sembolik biçimde) yeniden yaratmaya davet. Kısa açıklama... ... Büyük psikolojik ansiklopedi

Bir hipoteze onu öne süren dışında kimse inanmaz, ama onu yapan dışında herkes deneye inanır. Hiçbir deney bir teoriyi kanıtlayamaz; ama tek bir deney bunu çürütmeye yeter... Aforizmaların birleştirilmiş ansiklopedisi

Deney- (Latince Experimentum – sonau, baikau, tazhiribe) – nԙrseler (objectiler) men kubylystardy baqylanylatyn zhane baskarylatyn zhagdaylarda zertteytin empiriyalyk tanym adіsi. Zhana'da bol miktarda deneme yapın (G. Galileo). Şimdilerde bir filozof... Felsefe terminerdin sozdigi

- (enlem.). İlk tecrübe; bir doğa bilimcinin, sanki içinde meydana gelen olaylara yapay olarak neden oluyormuş gibi, doğanın güçlerini belirli koşullar altında hareket etmeye zorlamak için kullandığı her şey. Rusça'da yer alan yabancı kelimeler sözlüğü... ... Rus dilinin yabancı kelimeler sözlüğü

Deneyime bakın... Rusça eşanlamlılar ve benzer ifadeler sözlüğü. altında. ed. N. Abramova, M.: Russian Dictionarys, 1999. deney, test, deneyim, deneme; araştırma, doğrulama, deneme Rusça eşanlamlılar sözlüğü ... Eşanlamlılar sözlüğü

DENEY, deney, koca. (lat. deney) (kitap). Bilimsel olarak yürütülen deney. Kimyasal deney. Fiziksel deney. Bir deney yapmak. || Genel olarak bir deneyim, bir girişim. Eğitsel çalışmalar riskli deneylere izin vermez... ... Ushakov'un Açıklayıcı Sözlüğü

Deney- Deney ♦ Deney Aktif, kasıtlı deneyim; gerçek gerçekliği duymaktan (deneyim) ve hatta onu dinlemekten (gözlem) çok fazla değil, onunla ilgili sorular sormaya çalışmak arzusu. Özel bir konsept var... ... Sponville'in Felsefi Sözlüğü

| Okul yılı için ders planlama | Modellemenin ana aşamaları

Ders 2
Modellemenin ana aşamaları

Bu konuyu inceledikten sonra şunları öğreneceksiniz:

Modelleme nedir;
- modelleme için prototip olarak ne işe yarayabilir;
- modellemenin insan faaliyetinde yeri nedir;
- modellemenin ana aşamaları nelerdir;
- bilgisayar modeli nedir;
- Bilgisayar deneyi nedir?

Bilgisayar deneyi

Yeni tasarım gelişmelerine hayat vermek, yenilerini tanıtmak teknik çözümlerÜretime geçmek veya yeni fikirleri test etmek için bir deneye ihtiyaç vardır. Deney, bir nesne veya modelle gerçekleştirilen bir deneyimdir. Belirli eylemlerin gerçekleştirilmesinden ve deneysel numunenin bu eylemlere nasıl tepki vereceğinin belirlenmesinden oluşur.

Okulda biyoloji, kimya, fizik ve coğrafya derslerinde deneyler yapıyorsunuz.

İşletmelerde yeni ürün numunelerini test ederken deneyler yapılır. Genellikle bunun için laboratuvar koşullarında bir deneyin yapılmasına veya gerçek ürünün kendisinin her türlü teste tabi tutulmasına (tam ölçekli deney) izin veren özel olarak oluşturulmuş bir kurulum kullanılır. Örneğin herhangi bir ünitenin veya bileşenin çalışma özelliklerini incelemek için, bir termostatın içine yerleştirilir ve dondurulur. özel kameralar, titreşim standları üzerinde test edildi, düşürüldü vb. Yeni bir saat veya elektrikli süpürge olması iyidir - kırılırsa kayıp büyük değildir. Peki ya bir uçak ya da roketse?

Laboratuvar ve saha deneyleri büyük gerektirir malzeme maliyetleri ve zaman, ancak bunların önemi yine de çok büyüktür.

Bilgisayar teknolojisinin gelişmesiyle birlikte yeni ve benzersiz bir araştırma yöntemi ortaya çıktı: bilgisayar deneyi. Çoğu durumda, modellerin bilgisayar çalışmaları yardımcı olmuş ve hatta bazen deneysel numunelerin ve test tezgahlarının yerini almıştır. Bir bilgisayar deneyi yapma aşaması iki aşamayı içerir: bir deney planı hazırlamak ve araştırma yapmak.

Deney planı

Deney planı, modelle çalışma sırasını açıkça yansıtmalıdır. Böyle bir planın ilk noktası her zaman modelin test edilmesidir.

Test, oluşturulan modelin doğruluğunun kontrol edilmesi işlemidir.

Test, modelin yapısının doğruluğunun belirlenmesine olanak tanıyan bir dizi başlangıç verisidir.

Elde edilen modelleme sonuçlarının doğruluğundan emin olmak için şunları yapmanız gerekir: ♦ modeli oluşturmak için geliştirilen algoritmayı kontrol edin; ♦ Oluşturulan modelin, orijinalin modelleme sırasında dikkate alınan özelliklerini doğru şekilde yansıttığından emin olun.

Model oluşturma algoritmasının doğruluğunu kontrol etmek için, nihai sonucun önceden bilindiği veya başka yollarla önceden belirlendiği bir başlangıç verileri test seti kullanılır.

Örneğin, modellemede hesaplama formülleri kullanıyorsanız, ilk veriler için birkaç seçenek seçmeniz ve bunları "manuel olarak" hesaplamanız gerekir. Bunlar test görevleridir. Model oluşturulduktan sonra, girdi verilerinin aynı varyasyonlarını test eder ve simülasyon sonuçlarını hesaplamayla elde edilen sonuçlarla karşılaştırırsınız. Sonuçlar örtüşüyorsa algoritma doğru bir şekilde geliştirilmiş demektir; değilse, tutarsızlıkların nedenini aramamız ve ortadan kaldırmamız gerekir. Test verileri gerçek durumu hiçbir şekilde yansıtmayabilir ve herhangi bir anlamsal içerik taşımayabilir. Ancak test sürecinde elde edilen sonuçlar, öncelikle anlamsal içeriğin gömülü olduğu kısımda orijinal bilgiyi veya sembolik modeli değiştirmeyi düşünmeye sevk edebilir.

Oluşturulan modelin, orijinalin modelleme sırasında dikkate alınan özelliklerini yansıttığından emin olmak için gerçek kaynak verileri içeren bir test örneğinin seçilmesi gerekir.

Araştırma yapmak

Test ettikten sonra oluşturulan modelin doğruluğuna güvendiğinizde doğrudan araştırma yapmaya geçebilirsiniz.

Plan, modelleme hedeflerini karşılayan bir deney veya bir dizi deney içermelidir. Her deneye, modelleme sonuçlarının analiz edilmesi ve karar verilmesine temel teşkil eden sonuçların anlaşılması eşlik etmelidir.

Bir bilgisayar deneyini hazırlama ve yürütme şeması Şekil 11.7'de gösterilmektedir.

Pirinç. 11.7. Bilgisayar deney şeması

Simülasyon sonuçlarının analizi

Modellemenin nihai amacı, modelleme sonuçlarının kapsamlı bir analizine dayanarak verilmesi gereken bir karar vermektir. Bu aşama belirleyicidir; ya araştırmaya devam edersiniz ya da bitirirsiniz. Şekil 11.2, sonuç analizi aşamasının bağımsız olarak var olamayacağını göstermektedir. Bulgular genellikle ek bir dizi deney yapılmasına ve bazen de sorunun değiştirilmesine katkıda bulunur.

Bir çözüm geliştirmenin temeli test ve deneylerin sonuçlarıdır. Sonuçlar görevin hedeflerine uymuyorsa bu, önceki aşamalarda hatalar yapıldığı anlamına gelir. Bu, sorunun yanlış formüle edilmesi ya da bir bilgi modelinin aşırı basitleştirilmiş yapısı ya da başarısız bir yöntem ya da modelleme ortamı seçimi ya da bir ihlal olabilir. teknolojik yöntemler modeli oluştururken. Bu tür hatalar tespit edilirse, modelin ayarlanması, yani önceki aşamalardan birine geri dönülmesi gerekir. İşlem, deneysel sonuçlar modelleme hedeflerini karşılayana kadar tekrarlanır.

Önemli olan her zaman şunu hatırlamaktır: Tanımlanan bir hata aynı zamanda bir sonuçtur. Popüler bilgeliğin söylediği gibi, hatalardan ders alırsınız. Büyük Rus şair A. S. Puşkin de bunun hakkında şunları yazdı:

Ah, ne kadar harika keşiflerimiz var
Aydınlanma ruhunu hazırlayın
Ve zor hataların oğlu tecrübe,
Ve deha, paradoksların dostu,
Ve şans, mucit Tanrı...

Test soruları ve ödevler

1. İki ana modelleme problemini adlandırın.

2. G. Oster'in ünlü “Sorun Kitabı”nda şu sorun var:

Kötü cadı, yorulmadan çalışarak günde 30 prensesi tırtıllara dönüştürüyor. 810 prensesi tırtıla çevirmesi kaç gününü alacak? İşi 15 günde tamamlamak için günde kaç prensesin tırtıla dönüşmesi gerekecek?
Hangi soru “Eğer... olursa ne olur?” türü olarak sınıflandırılabilir ve hangi soru “Bunun nasıl yapılacağı…” türü olarak sınıflandırılabilir?

3. Modellemenin en bilinen amaçlarını listeleyin.

4. G. Oster'ın “Sorun Kitabı”ndaki mizahi problemi resmileştirin:

Birbirine 27 km uzaklıkta bulunan iki kulübeden iki hırçın köpek aynı anda birbirlerine doğru atladı. Birincisi 4 km/saat hızla, ikincisi ise 5 km/saat hızla koşuyor.
Mücadelenin başlaması ne kadar sürer?

5. Nesnenin mümkün olduğu kadar çok özelliğini “bir çift ayakkabı” olarak adlandırın. Farklı amaçlar için bir nesnenin bilgi modelini oluşturun:
■ yürüyüş gezisi için ayakkabı seçimi;
■ uygun bir ayakkabı kutusunun seçilmesi;
■ ayakkabı bakım kreminin satın alınması.

6. Meslek seçimine ilişkin önerilerde bir gencin hangi özellikleri önemlidir?

7. Bilgisayar hangi nedenlerden dolayı modellemede yaygın olarak kullanılmaktadır?

8. Bildiğiniz bilgisayar modelleme araçlarını adlandırın.

9. Bilgisayar deneyi nedir? Örnek vermek.

10. Model testi nedir?

11. Modelleme sürecinde hangi hatalar meydana gelir? Bir hata tespit edildiğinde ne yapmalısınız?

12. Simülasyon sonuçlarının analizi nedir? Genellikle hangi sonuçlara varılır?

Belediye Özerk

Eğitim kurumu

"31 No'lu Ortaokul"

Sıktıvkar

Bilgisayar deneyi

fizik ile güncel lise.

Reizer E.E.

Komi Cumhuriyeti

G .Syktyvkar

İÇERİK:

BEN. giriiş

II. Öğrenme sürecinde deneyin türleri ve rolü.

III. Fizik derslerinde bilgisayar kullanımı.

V. Çözüm.

VI. Sözlük.

VII. Kaynakça.

VIII. Uygulamalar:

1. Fiziksel deneyin sınıflandırılması

2. Öğrenci anketinin sonuçları

3. Gösterim deneyi sırasında bilgisayar kullanma ve problem çözme

4. Çalışma sırasında bilgisayar kullanımı

Laboratuvar ve pratik çalışma

BİLGİSAYAR DENEYİ

ORTAOKUL FİZİK DERSİNDE.

…Silahlanma zamanı geldi

öğretmenler yeni araç,

ve sonuç hemen

sonraki nesilleri etkileyecektir.

Potashnik M.M.,

Rusya Eğitim Akademisi Akademisyeni, Pedagojik Bilimler Doktoru, Profesör.

BEN. Giriiş.

Fizik deneysel bir bilimdir. Bilimsel etkinlik gözlemle başlar. Gözlem, onu etkileyen koşullar tam olarak kontrol edildiğinde en değerlidir. Koşulların sabit olması, bilinmesi ve gözlemcinin isteği üzerine değiştirilebilmesi durumunda bu mümkündür. Sıkı bir şekilde kontrol edilen koşullar altında gerçekleştirilen gözlemlere denir. deney. Ve kesin bilimler, gözlemler ve deney arasındaki kararlılıkla organik bir bağlantı ile karakterize edilir. Sayısal değerlerİncelenen nesnelerin ve süreçlerin özellikleri.

Deney, bilimsel araştırmanın en önemli kısmıdır; temeli, koşulların tam olarak dikkate alındığı ve kontrol edildiği bilimsel olarak yürütülen bir deneydir. Deney kelimesinin kendisi Latince'den gelir. deney- deneme, deneyim. İÇİNDE bilimsel dil ve araştırma çalışmaları için "deney" terimi genellikle bir dizi ilgili kavram için ortak bir anlamda kullanılır: deneyim, hedefli gözlem, bilgi nesnesinin çoğaltılması, organizasyon Özel durumlar varlığı, öngörüyü test ediyor. Bu kavram, deneylerin bilimsel olarak oluşturulmasını ve incelenen olgunun kesin olarak dikkate alınan koşullar altında gözlemlenmesini içerir; bu, olgunun gidişatını izlemeyi ve bu koşullar her tekrarlandığında onu yeniden yaratmayı mümkün kılar. "Deney" kavramının kendisi, belirli bir olgunun ve mümkünse en sık görüleninin uygulanması için koşullar yaratmayı amaçlayan bir eylem anlamına gelir; diğer fenomenlerle karmaşık değildir. Deneyin temel amacı, incelenen nesnelerin özelliklerini belirlemek, hipotezlerin geçerliliğini test etmek ve bu temelde geniş ve kapsamlı bir hipotez oluşturmaktır. derin çalışma bilimsel araştırma konuları

ÖnceXVIIIc., fizik bir saat ikenbilim adamları bu felsefeyi kütük olarak değerlendirdilerbilimsel sonuçlar onun temelidir ve yalnızcaDüşünce deneyi için olabilirbir görüş oluşturmada ikna edicidirlerdünyanın yapısı üzerine temel fiZitik yasalar. Galileo, kimhaklı olarak deneyin babası olarak kabul edildiTal fizik ile ilgili deneyler yaparak çağdaşlarına hiçbir şey kanıtlayamadı.Pisan'dan farklı kütlelerde düşen toplargökdelen. "Galileo'nun fikri küçümseyici açıklamalara ve şaşkınlığa neden oldu."Düşünce deneyieşit kütleli üç cismin davranışının analizisy, ikisi akrabaydımeslektaşları için bir ipucu olduğu ortaya çıktıdoğrudan olduğundan daha ikna edicigerçek deneyim.

Benzer şekilde Galileo, iki eğik düzlem ve bunlar üzerinde hareket eden toplarla eylemsizlik yasasının geçerliliğini kanıtladı. I. Newton, kendisi tarafından bilinen ve keşfedilen yasaları "Doğal Felsefenin Matematiksel Temelleri" adlı kitabında, Öklid'in şemasını kullanarak, aksiyomları ve bunlara dayanan teoremleri tanıtarak doğrulamaya çalıştı. Bu kitabın kapağında

Dünyayı, dağı tasvir ediyor (G) ve bir top ( P) (Şekil 1).

Top, başlangıç hızlarına bağlı olarak dağdan farklı uzaklıklara düşen gülleleri ateşler. Belirli bir hızda çekirdek, Dünya çevresinde tam bir devrim yapar. Newton, çizimiyle birkaç yüzyıl sonra yaratılacak yapay Dünya uyduları yaratma olasılığını öne sürdü.

Açık bu aşamada Fiziğin gelişmesinde, gerekli araçların ve teknolojik temelin bulunmaması nedeniyle gerçek bir deneyin imkansız olması nedeniyle bir düşünce deneyi gerekliydi. Düşünce deneyi hem D.C. Maxwell tarafından elektrodinamiğin temel denklemlerinden oluşan bir sistem oluştururken (her ne kadar daha önce M. Faraday tarafından gerçekleştirilen doğal deneylerin sonuçları da kullanılmış olsa da) ve A. Einstein tarafından görelilik teorisini geliştirirken kullanıldı.

Bu nedenle düşünce deneyleri bileşenler yeni teorilerin geliştirilmesi. Fiziksel deneylerin çoğu başlangıçta simüle edildi ve zihinsel olarak, daha sonra gerçekte gerçekleştirildi. Aşağıda fiziğin gelişmesinde önemli rol oynayan düşünce deneylerinden örnekler vereceğiz.

5. yüzyılda M.Ö. Filozof Zeno, gerçek olgularla mantıksal çıkarımlar yoluyla elde edilebilecekler arasında mantıksal bir çelişki yarattı. Bir okun asla ördeği yakalayamayacağını gösterdiği bir düşünce deneyi önerdi (Şekil 2).

G. Galileo bilimsel aktivite dayalı mantık yürütmeye başvurdu sağduyu, sözde "düşünce deneyimleri"ne atıfta bulunur. Aristoteles'in takipçileri, Galileo'nun fikirlerini çürüterek bir dizi "bilimsel" argümana atıfta bulundular. Ancak Galileo büyük bir polemikçiydi ve karşı argümanları inkar edilemezdi. O dönemin bilim adamları için mantıksal akıl yürütme, deneysel kanıtlardan daha ikna ediciydi.

"Kretase" fiziği, Doğayı anlamanın deneysel yöntemine uymayan diğer fizik öğretme yöntemleri gibi, yaklaşık 10-12 yıl önce Rus okuluna saldırmaya başladı. Bu dönemde, okuldaki sınıf ekipmanının tedarik düzeyi gerekli olanın %20'sinin altına düştü; eğitim ekipmanı üreten endüstri fiilen çalışmayı durdurdu; Yalnızca amacına uygun olarak harcanabilen, sözde korunan bütçe kalemi "ekipman için" okul tahminlerinden kayboldu. Kritik durum fark edildiğinde, Federal “Eğitim Teknolojisi” programına “Fizik Kabinesi” alt programı dahil edildi. Program kapsamında üretim yeniden başlatıldı klasik ekipman ve en son bilgi ve bilgisayar teknolojilerinin kullanılması da dahil olmak üzere modern okul ekipmanları geliştirilmiştir. Ön çalışma ekipmanlarında en radikal değişiklikler meydana geldi; mekanik, moleküler fizik ve termodinamik, elektrodinamik ve optik alanlarında tematik ekipman setleri büyük miktarlarda geliştirildi ve üretildi (okulda bu bölümler için bu yeni ekipmanın eksiksiz bir seti var) ).

Beden eğitimi kavramında bağımsız deneyin rolü ve yeri değişti: deney yalnızca pratik becerileri geliştirmenin bir yolu değil, aynı zamanda biliş yöntemine hakim olmanın bir yolu haline geliyor. Bilgisayar muazzam bir hızla okul hayatına “patladı”.

Bilgisayar, düşünmenin gelişiminde yeni yollar açarak aktif öğrenme için yeni fırsatlar sağlar. Dersleri bilgisayar kullanarak yürütmek

egzersizler, testler ve laboratuvar çalışmalarının yanı sıra ilerlemenin kaydedilmesi daha verimli hale gelir ve büyük bir bilgi akışı kolayca erişilebilir hale gelir. Fizik derslerinde bilgisayar kullanmak aynı zamanda öğrencinin materyali öğrenmeye kişisel ilgisi ilkesinin ve gelişimsel eğitimin diğer birçok ilkesinin uygulanmasına da yardımcı olur.
Ancak bana göre bilgisayar tamamen öğretmenin yerini tutamaz. Öğretmen öğrencilerin ilgisini çekme, meraklarını uyandırma, güvenlerini kazanma, dikkatlerini çalışılan konunun belirli yönlerine yöneltme, çabalarını ödüllendirme ve onları öğrenmeye zorlama olanağına sahiptir. Bir bilgisayar hiçbir zaman öğretmenlik görevini üstlenemeyecek.

Çok çeşitli bilgisayar kullanım alanları ve müfredat dışı etkinlikler: Konuya yönelik bilişsel ilginin gelişmesine katkıda bulunur, fizik konusunda en tutkulu olan öğrenciler için bağımsız yaratıcı araştırma olasılığını genişletir.

II. Öğrenme sürecinde deneyin türleri ve rolü.

Ana fiziksel deney türleri:

Gösteri deneyimi;

Ön laboratuvar çalışması;

Fiziksel atölye;

Deneysel görev;

Evde deneysel çalışma;

Bilgisayar kullanarak denemeler yapın (yeni görünüm).

Gösteri deneyi eğitici bir fiziksel deneyin bileşenlerinden biridir ve fiziksel olayların bir öğretmen tarafından özel aletler kullanılarak bir gösteri masası üzerinde yeniden üretilmesidir. Açıklayıcı anlamına gelir ampirik yöntemler eğitim. Bir gösteri deneyinin öğretimdeki rolü, deneyin fizik ve bilimde bir bilgi kaynağı ve onun doğruluğunun bir kriteri olarak oynadığı rol ve öğrencilerin eğitimsel ve bilişsel faaliyetlerini düzenleme yetenekleri ile belirlenir.

Gösteri fiziksel deneyinin önemi aşağıdaki gibidir:

Öğrenciler fizikteki deneysel bilgi yöntemine, fiziksel araştırmalarda deneyin rolüne aşina olurlar (sonuç olarak bilimsel bir dünya görüşü geliştirirler);

Öğrenciler bazı deneysel beceriler geliştirirler: olayları gözlemleme yeteneği, hipotez ileri sürme yeteneği, deney planlama yeteneği, sonuçları analiz etme yeteneği, nicelikler arasında ilişki kurma yeteneği, sonuç çıkarma yeteneği vb.

Açıklığın bir aracı olan gösteri deneyi, öğrencilerin eğitim materyali algısını, anlayışını ve ezberlemesini organize etmeye yardımcı olur; öğrencilerin politeknik eğitimine izin verir; fizik çalışmalarına olan ilginin artmasına ve öğrenme için motivasyon yaratılmasına yardımcı olur. Ancak öğretmen bir gösteri deneyi yaptığında, öğrenciler kendi elleriyle hiçbir şey yapmadan, yalnızca öğretmenin yaptığı deneyi pasif olarak gözlemlerler. Bu nedenle fizik alanında öğrencilerin bağımsız deney yapmaları gerekmektedir.

Sınıfta öğrencilere fiziksel gösteri deneyleri gösterilse bile fizik öğretimi sadece teorik dersler şeklinde sunulamaz. Sınıfta her türlü duyusal algıya “ellerinizle çalışmayı” eklemek zorunludur. Bu, öğrenciler tamamladığında elde edilir. laboratuvar fiziksel deneyi, tesisatı kendileri monte ederken ölçü alın fiziksel özellikler, deneyler yapın. Laboratuvar dersleri öğrenciler arasında büyük ilgi uyandırmaktadır ki bu oldukça doğaldır, çünkü bu durumda öğrenci etrafındaki dünyayı kendi deneyimlerine ve kendi duygularına dayanarak öğrenir.

Fizikte laboratuvar derslerinin önemi, öğrencilerin deneyin bilgideki yeri ve rolü hakkında fikir geliştirmesinde yatmaktadır. Deneyler yaparken öğrenciler hem entelektüel hem de pratik becerileri içeren deneysel beceriler geliştirirler. İlk grup, bir deneyin amacını belirleme, hipotez öne sürme, araçları seçme, deney planlama, hataları hesaplama, sonuçları analiz etme ve yapılan çalışma hakkında bir rapor hazırlama becerilerini içerir. İkinci grup, deney düzeneği kurma, gözlemleme, ölçme ve deney yapma becerilerini içerir.

Ek olarak, laboratuvar deneyinin önemi, öğrencilerin bunu yaparken enstrümanlarla çalışma doğruluğu gibi önemli kişisel nitelikleri geliştirmesinde yatmaktadır; işyerinde temizlik ve düzeni sağlamak, deney sırasında alınan notlarda, organizasyonda, sonuç elde etmede ısrarcı olmak. Belirli bir zihinsel ve fiziksel emek kültürü geliştirirler.

- Bu, bir sınıftaki tüm öğrencilerin aynı ekipmanı kullanarak aynı tür deneyi aynı anda gerçekleştirdiği bir tür pratik çalışmadır. Ön laboratuvar çalışması çoğunlukla iki kişiden oluşan bir öğrenci grubu tarafından gerçekleştirilir; bazen organize etmek mümkündür. bireysel çalışma. Buna göre ofiste ön laboratuvar çalışmaları için 15-20 takım alet bulunmalıdır. Bu tür cihazların toplam sayısı yaklaşık bin adet olacaktır. Ön laboratuvar çalışmalarının isimleri müfredatta verilmektedir. Oldukça fazla var, fizik dersinin hemen hemen her konusu için sağlanıyorlar. Öğretmen, çalışmayı gerçekleştirmeden önce öğrencilerin işi bilinçli olarak yapmaya hazır olup olmadıklarını belirler, onlarla amacını belirler, işin ilerleyişini, aletlerle çalışma kurallarını, ölçüm hatalarını hesaplama yöntemlerini tartışır. Ön uç laboratuvar çalışması içerik açısından çok karmaşık değildir, çalışılan materyalle kronolojik olarak yakından ilişkilidir ve kural olarak bir ders için tasarlanmıştır. Laboratuvar çalışmasının tanımları okul fizik ders kitaplarında bulunabilir.

Fizik atölyesi Fizik dersinin çeşitli konularından edinilen bilgilerin tekrarlanması, derinleştirilmesi, genişletilmesi ve genelleştirilmesi, öğrencilerin deneysel becerilerini daha karmaşık ekipmanlar, daha karmaşık bir deney kullanarak geliştirmek ve geliştirmek, problem çözmede bağımsızlıklarını geliştirmek amacıyla gerçekleştirilir. deneyle ilgili. Fizik çalıştayının zamanla çalışılan materyalle ilgisi yoktur; genellikle sonunda yapılır. okul yılı, bazen yılın birinci ve ikinci yarısının sonunda ve belirli bir konu üzerinde bir dizi deney içerir. Öğrenciler 2-4 kişilik bir grup halinde çeşitli ekipmanlar kullanarak fiziksel pratik çalışmalar yaparlar; Sonraki derslerde özel olarak tasarlanmış bir programa göre yapılan iş değişikliği olur. Bir program hazırlarken sınıftaki öğrenci sayısını, atölye sayısını ve ekipmanın kullanılabilirliğini dikkate alın. Her fizik atölyesine iki ders saati tahsis edilmiştir, bu da programa çift fizik derslerinin eklenmesini gerektirir. Bu zorluklara neden olur. Bu sebeple ve yokluğundan dolayı gerekli ekipman bir saatlik fiziksel uygulama çalışması yapın. Atölye çalışmalarının ön laboratuvar çalışmalarından daha karmaşık olması, daha karmaşık ekipmanlarla gerçekleştirilmesi ve öğrencilerin bağımsız katılım payının, atölye çalışmasına göre çok daha fazla olması nedeniyle iki saatlik çalışmanın tercih edildiğine dikkat edilmelidir. ön laboratuvar çalışması. Her çalışma için öğretmen, alet ve ekipmanların adını, amacını, listesini içermesi gereken talimatlar hazırlamalıdır; kısa teori, öğrencilerin bilmediği cihazların tanımı, çalışma planı. Çalışmayı tamamladıktan sonra öğrenciler, işin başlığını, işin amacını, aletlerin bir listesini, kurulumun bir diyagramını veya çizimini, işin gerçekleştirilme planını, bir sonuç tablosunu içermesi gereken bir rapor sunmalıdır. , büyüklüklerin değerlerinin hesaplandığı formüller, ölçüm hatalarının hesaplanması ve sonuçlar. Öğrencilerin bir atölyedeki çalışmalarını değerlendirirken, onların işe hazırlıkları, çalışma raporları, beceri geliştirme düzeyleri, anlayışları dikkate alınmalıdır. teorik materyal Kullanılan deneysel araştırma yöntemleri.

N ve bugün ilgieski perimental görev henüz dikte edildi sosyal ve ekonomik nedenleriÇinli karakter. Okulun mevcut “yetersiz finansmanı” nedeniyle,ral ve fiziksel yaşlanma laboratuvarıofislerin ator üssü eskiperimental görev oynayabilirokul için yedek rota rolüry fiziksel eski sevgilisini kurtarabiliyordeney. Bunun garantisi sürprizdirekipman basitliğinin mükemmel kombinasyonuCiddi ve derin fizik bilgisi,bu sorunların en güzel örneklerini görmek mümkündür. Organik uyum deneyselgörevleri geleneksel haleöğretim şeması okul fizik dersimümkün olur yalnızca kullanıldığında uygun

teknolojiler.

öğrencilere sınıfta edindikleri bilgileri bağımsız olarak genişletmeyi ve yenilerini edinmeyi öğretmek, ev eşyalarını ve ev yapımı cihazları kullanarak deneysel beceriler geliştirmek; ilgi geliştirmek; Geri bildirim sağlayın (DER sırasında elde edilen sonuçlar bir sonraki derste çözülmesi gereken bir problem olabilir veya materyalin pekiştirilmesi işlevi görebilir).

Yukarıdakilerin hepsi ana türler eğitici fiziksel deney, bilgisayar kullanılarak yapılan bir deney, deneysel görevler ve evde deneysel çalışma ile desteklenmelidir. Olasılıklar bilgisayar izin vermek
Deneysel koşulları değiştirir, bağımsız olarak kurulum modellerini oluşturur ve işleyişini gözlemler, yeteneğini geliştirir denendibilgisayar modelleriyle çalışmak, hesaplamaları otomatik olarak yapın.

Bizim açımızdan bu tür bir deney, mekânsal hayal gücünün ve yaratıcı düşüncenin gelişmesine katkıda bulunduğundan, etkinlik temelli öğrenmenin tüm aşamalarındaki eğitim deneyini tamamlamalıdır.

III . Fizik derslerinde bilgisayar kullanımı.

Fizik deneysel bir bilimdir. Laboratuvar çalışması olmadan fizik çalışmayı hayal etmek zor. Ne yazık ki, fiziksel bir laboratuvarın donanımı her zaman programlı laboratuvar çalışmasına izin vermemekte ve daha karmaşık ekipman gerektiren yeni çalışmaların başlatılmasına izin vermemektedir. Oldukça karmaşık laboratuvar çalışmalarını yürütmenize olanak tanıyan kişisel bir bilgisayar kurtarmaya gelir. Bunlarda öğretmen, kendi takdirine bağlı olarak deneylerin ilk parametrelerini değiştirebilir, olgunun kendisinin sonuç olarak nasıl değiştiğini gözlemleyebilir, gördüklerini analiz edebilir ve uygun sonuçları çıkarabilir.

Kişisel bilgisayarın yaratılması, bilginin özümsenmesinin kalitesini önemli ölçüde artıran, ona erişimi hızlandıran ve bilgisayar teknolojisinin insan faaliyetinin çok çeşitli alanlarında kullanılmasına izin veren yeni bilgi teknolojilerinin ortaya çıkmasına neden olmuştur.

Şüpheciler, bugün kişisel bir multimedya bilgisayarının ortaöğretim okullarını donatmak için çok pahalı olduğunu savunacaklardır. Bununla birlikte, kişisel bilgisayar ilerlemenin buluşudur ve bildiğimiz gibi ilerleme geçici ekonomik zorluklarla durdurulamaz (yavaşladı - evet, durduruldu - asla). Dünya medeniyetinin çağdaş seviyesine ayak uydurabilmek için mümkünse Rus okullarımızda tanıtılmalıdır.

Böylece bilgisayar, egzotik bir makineden başka bir teknik öğretim aracına, belki de öğretmenin elinde bulunan daha önce var olan tüm teknik araçların en güçlü ve en etkilisine dönüşür.

Bir lise fizik dersinin, incelenmesi ve anlaşılması gelişmiş yaratıcı düşünme, analiz etme ve karşılaştırma yeteneği gerektiren bölümler içerdiği iyi bilinmektedir. Öncelikle “Moleküler Fizik”, “Elektrodinamik”, “Nükleer Fizik”, “Optik” vb. gibi bölümlerden bahsediyoruz. Açıkça konuşursak, fizik dersinin herhangi bir bölümünde aşağıdaki bölümleri bulabilirsiniz: anlaması zor.

14 yıllık iş deneyiminin gösterdiği gibi, öğrenciler bu bölümlerde anlatılan olay ve süreçleri derinlemesine anlamak için gerekli düşünme becerilerine sahip değillerdir. Böyle durumlarda öğretmenin yardımına modern teknik öğretim yardımcıları ve her şeyden önce kişisel bilgisayar yetişir.

Çeşitli fiziksel olayları simüle etmek, cihazı ve çalışma prensibini göstermek için kişisel bilgisayar kullanma fikri fiziksel cihazlar birkaç yıl önce, bilgisayar teknolojisi okulda ortaya çıkar çıkmaz ortaya çıktı. Zaten bilgisayar kullanarak yapılan ilk dersler, onların yardımıyla okul fiziği öğretiminde her zaman var olan bir takım problemleri çözmenin mümkün olduğunu gösterdi.

Bunlardan bazılarını listeleyelim. Pek çok olgu bir okulun fizik dersinde gösterilemez. Örneğin bunlar mikro dünyanın fenomenleri, hızla gerçekleşen süreçler veya ofiste olmayan cihazlarla yapılan deneylerdir. Sonuç olarak öğrenciler zihinsel olarak hayal edemedikleri için bunları öğrenmekte zorluk çekiyorlar. Bir bilgisayar yalnızca bu tür olayların bir modelini oluşturmakla kalmaz, aynı zamanda sürecin koşullarını değiştirmenize ve onu asimilasyon için en uygun hızda "kaydırmanıza" da olanak tanır.

Çeşitli fiziksel cihazların yapısını ve çalışma prensibini incelemek fizik derslerinin ayrılmaz bir parçasıdır. Genellikle belirli bir cihazı incelerken öğretmen onu gösterir, bir model veya diyagram kullanarak çalışma prensibini açıklar. Ancak öğrenciler, belirli bir cihazın çalışmasını sağlayan tüm fiziksel süreçler zincirini hayal etmeye çalışırken sıklıkla zorluk çekerler. Özel bilgisayar programları, bir cihazı ayrı parçalardan "birleştirmeyi" ve çalışma prensibinin altında yatan süreçleri dinamik ve optimum hızda yeniden üretmeyi mümkün kılar. Bu durumda animasyonu birden çok kez "kaydırmak" mümkündür.

Elbette bilgisayar diğer ders türlerinde de kullanılabilir: bireysel çalışma Testler sırasında problemleri çözerken yeni materyal.

Fizik derslerinde bilgisayar kullanımının onları gerçek bir yaratıcı sürece dönüştürdüğünü ve gelişimsel eğitim ilkelerinin uygulanmasını mümkün kıldığını da belirtmek gerekir.

Bilgisayar derslerinin gelişimi hakkında birkaç söz söylemek gerekiyor. Voronezh Üniversitesi'nde, Moskova Devlet Üniversitesi Fizik ve Matematik Bölümü'nde geliştirilen "okul" fiziği program paketlerini biliyoruz ve yazarların emrinde, lazer disk üzerinde "Resimlerle Fizik" adlı elektronik bir ders kitabı var. yaygın olarak bilinir hale geldi. Çoğu profesyonelce yapılmış, güzel grafiklere sahip, iyi animasyonlar içeriyor, çok işlevli, kısacası pek çok avantajı var. Ancak çoğunlukla bu dersin ana hatlarına uymuyorlar. Onların yardımıyla öğretmenin derste belirlediği tüm hedeflere ulaşmak imkansızdır.

İlk bilgisayar derslerimizi yaptıktan sonra özel hazırlık gerektirdiği sonucuna vardık. Bu tür dersler için hem gerçek bir deneyi hem de sanal bir deneyi (yani bir monitör ekranında uygulanan) organik olarak "dokuyarak" senaryolar yazmaya başladık. Çeşitli fenomenlerin modellenmesinin hiçbir şekilde gerçek, "canlı" deneylerin yerini almadığını, ancak bunlarla kombinasyon halinde daha fazlasına izin verdiğini özellikle belirtmek isterim. yüksek seviye olup bitenlerin anlamını açıklayın. Çalışmamızın deneyimi, bu tür derslerin öğrenciler arasında gerçek bir ilgi uyandırdığını ve herkesi, hatta fiziği zor bulan çocukları bile çalışmaya zorladığını gösteriyor. Aynı zamanda bilginin kalitesi de gözle görülür biçimde artıyor. Bir bilgisayarın sınıfta TSO olarak kullanılmasına ilişkin örnekler oldukça uzun süre devam ettirilebilir.

Bilgisayar, öğrencileri test etmek ve çoktan seçmeli (her birinin kendi görevi vardır) testleri yürütmek için bir çarpma tekniği olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Her durumda, bir öğretmen arama programlarının yardımıyla internette pek çok ilginç şey bulabilir.

Bilgisayar, ders dışı derslerde, pratik ve laboratuvar çalışmaları yaparken ve deneysel problemleri çözerken vazgeçilmez bir yardımcıdır. Öğrenciler bunu küçük araştırma ödevlerinin sonuçlarını işlemek için kullanırlar: tablolar yapmak, grafikler oluşturmak, hesaplamalar yapmak, oluşturmak basit modeller fiziksel süreçler. Bilgisayarın bu şekilde kullanılması, bağımsız olarak bilgi edinme becerilerini, sonuçları analiz etme yeteneğini geliştirir ve fiziksel düşünmeyi oluşturur.

IV. Farklı deney türlerinde bilgisayar kullanma örnekleri.

Eğitimsel deneysel kurulumun bir unsuru olarak bilgisayar, Farklı aşamalar derste ve hemen hemen her türlü deneyde (genellikle gösteri deneyleri ve laboratuvar çalışması).

Ders “Maddenin Yapısı” (gösteri deneyi)

Amaç: Maddenin yapısını farklı toplanma durumlarında incelemek, gaz, sıvı ve katı hallerdeki cisimlerin yapısındaki bazı düzenlilikleri belirlemek.

Yeni materyali açıklarken, moleküllerin farklı toplanma durumlarındaki düzenini açıkça göstermek için bilgisayar animasyonu kullanılır.

Bilgisayar, bir toplanma durumundan diğerine geçiş süreçlerini, artan sıcaklıkla moleküllerin hareket hızındaki artışı, difüzyon olgusunu ve gaz basıncını göstermenizi sağlar.

Konuyla ilgili problem çözme dersi: "Ufka açılı hareket."

Amaç: Balistik hareketi, günlük yaşamdaki uygulamasını incelemek.

Bilgisayar animasyonunu kullanarak, bir vücudun hareketinin yörüngesinin (yükseklik ve uçuş mesafesi) başlangıç hızına ve geliş açısına bağlı olarak nasıl değiştiğini gösterebilirsiniz. Bilgisayarı bu şekilde kullanmak, bunu birkaç dakika içinde yapmanıza olanak tanır, bu da diğer problemleri çözmek için zaman kazandırır ve öğrencileri her problem için bir resim çizme zorunluluğundan (ki bunu yapmayı pek sevmezler) kurtarır.

Model, yataya belli bir açıyla fırlatılan bir cismin hareketini göstermektedir. Başlangıç yüksekliğini ve ayrıca cismin hızının büyüklüğünü ve yönünü değiştirebilirsiniz. “Strobe” modunda, fırlatılan cismin hız vektörü ve yatay ve dikey eksenlerdeki izdüşümleri yörünge üzerinde düzenli aralıklarla gösterilir.

Laboratuvar çalışması “İzotermal bir sürecin incelenmesi.”

Amaç: Sabit sıcaklıktaki gazın basıncı ile hacmi arasındaki ilişkiyi deneysel olarak kurmak.

İşin tamamına bir bilgisayar eşlik eder (isim, amaç, ekipman seçimi, işin gerçekleştirilme prosedürü, gerekli hesaplamalar). Nesne tüpteki havadır. İki durumdaki parametreler dikkate alınır: orijinal ve sıkıştırılmış. İlgili hesaplamalar yapılır. Sonuçlar karşılaştırılır ve elde edilen verilere dayanarak bir grafik oluşturulur.

Deneysel görev: Pi sayısını tartarak belirlemek.

Amaç: Pi'nin değerini farklı yollarla belirlemek. Tartarak 3,14'e eşit olabileceğini gösterin.

Çalışmayı gerçekleştirmek için aynı malzemeden, dairenin yarıçapı karenin kenarına eşit olacak şekilde bir kare ve bir daire kesilir ve bu rakamlar tartılır. Pi sayısı bir dairenin ve karenin kütlelerinin oranıyla hesaplanır.

Salınımlı hareketin özelliklerini incelemek için ev deneyi.

Amaç: Matematiksel bir sarkacın salınımlarının periyodu ve sıklığı hakkında derste edinilen bilgileri pekiştirmek.

Doğaçlama araçlardan salınan bir sarkacın modeli yapılır (küçük bir gövde bir ipin üzerine asılır), deney için ikinci ibreli bir saate sahip olmanız gerekir. Belirli bir süre boyunca 30 salınım sayıldıktan sonra periyot ve frekans hesaplanır. Titreşimlerin özelliklerinin vücuda bağlı olmadığını tespit ederek farklı cisimlerle bir deney yapabilirsiniz. Ayrıca farklı uzunluklardaki ipliklerle bir deney yaparak karşılık gelen bağımlılığı oluşturabilirsiniz. Tüm ev sonuçları sınıfta tartışılmalıdır.

Deneysel görev: işin ve kinetik enerjinin hesaplanması.

Amaç: Mekanik iş ve kinetik enerjinin değerinin problemin çeşitli koşullarına nasıl bağlı olduğunu göstermek.

Bilgisayar kullanılarak yerçekimi (vücut ağırlığı), çekiş kuvveti, kuvvet uygulama açısı ve sürtünme katsayısı arasındaki ilişki çok hızlı bir şekilde ortaya çıkar.

Model, ufka belirli bir açıyla yönlendirilen bir dış kuvvetin etkisi altında bir bloğun bir düzlem üzerinde sürtünme ile hareketi örneğini kullanarak mekanik iş kavramını göstermektedir. Model parametrelerini değiştirerek (çubuk kütlesi t, sürtünme katsayısı, modül ve yön) etkili kuvvet F ), blok hareket ederken yapılan iş miktarını, sürtünme kuvvetini ve dış güç. Bir bilgisayar deneyinde bu işlerin toplamının bloğun kinetik enerjisine eşit olduğunu doğrulayın. Sürtünme kuvvetinin yaptığı işe dikkat edin. A her zaman olumsuz.

Öğrencilerin bilgilerini izlemek için benzer görevler kullanılabilir. Bilgisayar, görevin parametrelerini hızlı bir şekilde değiştirmenize olanak tanır, böylece çok sayıda seçenek oluşturulur (hile ortadan kaldırılır). Bu tür çalışmaların avantajı hızlı doğrulamadır. Çalışma öğrencilerin huzurunda anında kontrol edilebilir. Öğrenciler sonuç alırlar ve bilgilerini kendileri değerlendirebilirler.

Birleşik Devlet Sınavına Hazırlık.

Amaç: Çocuklara test sorularını hızlı ve doğru cevaplamayı öğretmek.

Bugüne kadar öğrencileri Birleşik Sınavı geçmeye hazırlamak için bir program geliştirildi. Devlet sınavı. Okul fizik dersinin tüm bölümleri için farklı zorluk seviyelerinde test görevleri içerir.

V. Çözüm.

Okulda fizik öğretmek, derse sürekli olarak gösteri deneyleriyle eşlik etmeyi içerir. Ancak, modern okul Fizikte deneysel çalışmalar yapmak, öğretim süresinin yetersizliği ve modern malzeme ve teknik donanımın eksikliği nedeniyle çoğu zaman zordur. Ve fizik sınıfının laboratuvarı gerekli alet ve malzemelerle tam olarak donatılmış olsa bile, gerçek bir deney hem hazırlık hem de yürütme ve çalışmanın sonuçlarının analiz edilmesi için çok daha fazla zaman gerektirir. hatalar, dersin zaman sınırlamaları vb.) gerçek bir deney çoğu zaman asıl amacını gerçekleştirmez - fiziksel kalıplar ve yasalar hakkında bir bilgi kaynağı olarak hizmet etmek. Tanımlanan tüm bağımlılıklar yalnızca yaklaşık değerlerdir; çoğu zaman doğru hesaplanan bir hata, ölçülen değerlerin kendisini aşar.

Bir bilgisayar deneyi, fizik dersinin "deneysel" kısmını tamamlayabilir ve derslerin etkinliğini önemli ölçüde artırabilir. Kullanırken, bir fenomendeki ana şeyi izole edebilir, küçük faktörleri kesebilir, kalıpları belirleyebilir, değişken parametrelerle tekrar tekrar testler yapabilir, sonuçları kaydedebilir ve uygun bir zamanda araştırmanıza geri dönebilirsiniz. Ayrıca bilgisayar versiyonunda çok daha fazla sayıda deney gerçekleştirilebilmektedir. Bu tür bir deney, belirli bir yasanın, olgunun, sürecin vb. bilgisayar modeli kullanılarak uygulanır. Bu modellerle çalışmak öğrencilere muazzam bilişsel fırsatlar sunarak onları yalnızca gözlemci değil, aynı zamanda yürütülen deneylerde aktif katılımcılar haline getiriyor.

Etkileşimli modellerin çoğu, başlangıç parametrelerini ve deney koşullarını geniş bir aralıkta değiştirme, zaman ölçeklerini değiştirme ve gerçek deneylerde mevcut olmayan durumları simüle etme seçenekleri sunar.

Bir başka olumlu nokta da, bilgisayarın gerçek bir fiziksel deneyde uygulanmayan, gerçek bir doğa olayını değil, gözlemlenen olgunun ana fiziksel yasalarını hızlı ve etkili bir şekilde bulmanızı sağlayan basitleştirilmiş teorik modelini görselleştirmek için benzersiz bir fırsat sağlamasıdır. . Buna ek olarak öğrenci, deney ilerledikçe eş zamanlı olarak karşılık gelen grafiksel bağımlılıkların oluşumunu gözlemleyebilir. Simülasyon sonuçlarının grafiksel olarak görüntülenmesi, öğrencilerin alınan büyük miktarda bilgiyi özümsemesini kolaylaştırır. Bu tür modeller özellikle değerlidir, çünkü öğrenciler kural olarak grafik oluşturma ve okumada önemli zorluklar yaşarlar.

Ayrıca fizikteki tüm süreçlerin, olayların, tarihsel deneylerin sanal modellerin yardımı olmadan öğrenci tarafından hayal edilemeyeceğini de hesaba katmak gerekir (örneğin, Carnot döngüsü, modülasyon ve demodülasyon, Michelson'un hızı ölçme deneyi). ışık, Rutherford deneyi vb.). Etkileşimli modeller öğrencinin süreçleri basitleştirilmiş bir biçimde görmesine, kurulum şemalarını hayal etmesine ve gerçek hayatta genellikle imkansız olan deneyler yapmasına, örneğin bir nükleer reaktörün çalışmasını kontrol etmesine olanak tanır.

Bugün zaten var bütün çizgi pedagojik yazılım (PPS), şu veya bu şekilde fizikte etkileşimli modeller içerir. Ne yazık ki hiçbiri doğrudan okul kullanımına yönelik değil. Bazı modeller üniversitelerdeki uygulamaya odaklandıkları için parametreleri değiştirebilme özelliğiyle aşırı yüklenmiştir; diğer programlarda ise etkileşimli model yalnızca ana materyali gösteren bir unsurdur. Ayrıca modeller farklı öğretim kadrolarına dağılmıştır. Örneğin, Physikon şirketinin "Resimlerdeki Fizik", ön bilgisayar deneyi yapmak için en uygun olanı olmasına rağmen, eski platformlar üzerine kuruludur ve yerel ağlarda kullanımı desteklememektedir. Aynı şirkete ait "Açık Fizik" gibi diğer öğretim yazılımları, modellerin yanı sıra ders çalışması sırasında kapatılamayan çok sayıda bilgi materyali içerir. Bütün bunlar, ortaokullarda fizik derslerini yürütürken bilgisayar modellerinin seçimini ve kullanımını önemli ölçüde zorlaştırmaktadır.

Önemli olan, bir bilgisayar deneyinin etkili kullanımı için, özellikle lisede kullanıma yönelik öğretim kadrosunun gerekli olmasıdır. Son zamanlarda, Ulusal Personel Eğitim Vakfı'nın eğitim yazılım geliştiricileri için düzenlediği yarışmalar gibi federal projeler çerçevesinde okullar için uzmanlaşmış öğretim kadrosu oluşturulmasına yönelik bir eğilim söz konusudur. Belki önümüzdeki yıllarda lise fizik derslerinde bilgisayar deneylerini kapsamlı bir şekilde destekleyen öğretim elemanlarını göreceğiz. Çalışmamda tüm bu noktaları ortaya çıkarmaya çalıştım.

VI. Sözlük.

Deney bilimde duyusal-nesnel bir aktivitedir.

Fiziksel deney- bu, incelenmekte olan olgunun belirli koşullar altında gözlemlenmesi ve analiz edilmesidir; bu, kişinin olgunun gidişatını izlemesine ve onu her seferinde sabit koşullar altında yeniden yaratmasına olanak tanır.

Gösteri görsel olarak algılanan fiziksel olayları, süreçleri, kalıpları temsil eden fiziksel bir deneydir.

Ön laboratuvar çalışması– çalışma sürecinde gerçekleştirilen pratik çalışmanın türü program materyali Bir sınıftaki tüm öğrencilerin aynı ekipmanı kullanarak aynı tür deneyi aynı anda yapmasıdır.

Fizik atölyesi – pratik işÖğrenciler tarafından kursun önceki bölümleri tamamlandığında (veya yıl sonunda), daha karmaşık ekipmanlarla ve ön saflardaki laboratuvar çalışmalarına göre daha fazla bağımsızlıkla gerçekleştirilir.

Evde deneysel çalışma- Öğrencilerin evde, okul dışında, öğretmenin doğrudan rehberliği olmadan gerçekleştirdiği en basit bağımsız deney.

Deneysel görevler– Deneyin, çözüm için gerekli bazı başlangıç miktarlarını belirleme aracı olarak kullanıldığı problemler; içinde sorulan soruya cevap verir veya duruma göre yapılan hesaplamaları kontrol etmenin bir aracıdır.

VII. Kaynakça:

1. Bashmakov L.I., S.N. Pozdnyakov, N.A Reznik “Bilgi öğrenme ortamı”, St. Petersburg: “Svet”, s.121, 1997.

2 Belostotsky P.I., G. Yu. Maksimova, N.N. Gomulina "Bilgisayar teknolojileri: fizik ve astronomide modern bir ders." Gazete "Fizik" No. 20, s. 3, 1999.

3. Burov V.A. "Lisede fizikte gösteri deneyi." Moskova Aydınlanması 1979

4.Butikov E.I. Klasik dinamiğin ve bilgisayar modellemenin temelleri. 7. bilimsel ve metodolojik konferansın materyalleri, Akademik Spor Salonu, St. Petersburg - Eski Peterhof, s. 47, 1998.

5. Vinnitsky Yu.A., G.M. Nurmukhamedov "Lise fizik dersinde bilgisayar deneyi." "Okulda Fizik" Dergisi No. 6, s. 42, 2006.

6. Golelov A.A. Kavramlar modern doğa bilimi: öğretici. Atölye. – M.: İnsani yayın merkezi VLADOS, 1998

7. Kavtrev A.F. "Fizik derslerinde bilgisayar modellerini kullanma metodolojisi." Beşinci uluslararası konferans "Sistemde Fizik" çağdaş eğitim"(FSSO-99), özetler, cilt 3, St. St. Petersburg: "A.I. Herzen'in adını taşıyan Rusya Devlet Pedagoji Üniversitesi Yayınevi", s. 98-99, 1999.

8. Kavtrev A.F. "Bilgisayar modelleri okul kursu Fizik". "Eğitimde Bilgisayar Araçları" Dergisi, St. Petersburg: "Eğitimin Bilişimselleştirilmesi", 12, s. 41-47, 1998.

9. Okulda fizik öğretme teorisi ve yöntemleri. Genel Konular. Düzenleyen: S.E. Kameneykogo, N.S. Purysheva. M: "Akademi", 2000

10. Trofimova T.I. "Fizik Dersi", ed. "Lise", M., 1999

11. Chirtsov A.S. Fizik öğretiminde bilişim teknolojileri. "Eğitimde Bilgisayar Araçları" Dergisi, St. Petersburg: "Eğitimin Bilişimselleştirilmesi", 12, s. Z, 1999.

Ek No.1

Fiziksel deneyin sınıflandırılması

Ek No.2

Öğrenci anketinin sonuçları.

5. K, 6 A, 7 – 11. sınıflardaki öğrenciler arasında aşağıdaki sorularla bir anket yapıldı:

Fizik okurken deney sizin için nasıl bir rol oynuyor?

Program, yeni materyalleri açıklamak ve deneysel problemleri çözmek için kullanılabilecek 107 model oluşturdu. Derslerimde kullandığım birkaç örnek vermek istiyorum.

“Nükleer reaksiyonlar” dersinin bir parçası. Nükleer fisyon."

Amaç: Nükleer reaksiyon kavramlarını formüle etmek ve bunların çeşitliliğini göstermek. Bu süreçlerin özüne ilişkin bir anlayış geliştirin.

Bilgisayar, üzerinde çalışılan süreçleri daha net bir şekilde göstermek için yeni materyali açıklarken kullanılır, reaksiyon koşullarını hızlı bir şekilde değiştirmenize olanak tanır ve önceki koşullara dönmeyi mümkün kılar.

Bu model gösterir

Çeşitli türler nükleer dönüşümler.

Nükleer dönüşümler aşağıdakilerin bir sonucu olarak ortaya çıkar:

çekirdeklerin radyoaktif bozunma süreçleri ve

eşlik eden nükleer reaksiyonlar nedeniyle

çekirdeklerin fisyonu veya füzyonu.

Çekirdeklerde meydana gelen değişiklikler parçalanabilir

üç gruba ayrılır:

çekirdekteki nükleonlardan birinin değişmesi;
çekirdeğin iç yapısının yeniden yapılandırılması;
Nükleonların bir çekirdekten diğerine yeniden düzenlenmesi.

İlk grup, çekirdeğin nötronlarından birinin protona dönüştüğü veya tam tersi olduğunda çeşitli beta bozunma türlerini içerir. Beta bozunmasının ilk (daha sık görülen) türü, bir elektronun ve bir elektron antinötrinosunun emisyonu ile meydana gelir. İkinci tip beta bozunması, ya bir pozitron ve bir elektron nötrinosunun emisyonu ya da bir elektronun yakalanması ve bir elektron nötrinosunun emisyonu (bir elektronun yakalanması, çekirdeğe en yakın elektron kabuklarından birinden meydana gelir) yoluyla meydana gelir. ). Serbest durumda bir protonun bir nötron, pozitron ve elektron nötrinosuna bozunamayacağını unutmayın; bu, çekirdekten aldığı ek enerji gerektirir. Toplam enerji Ancak beta bozunması sürecinde bir proton bir nötrona dönüştüğünde çekirdek azalır. Bu, çekirdeğin protonları arasındaki (daha az sayıda olan) Coulomb itme enerjisindeki bir azalma nedeniyle meydana gelir.

İkinci grup, başlangıçta uyarılmış bir durumda olan çekirdeğin aşırı enerjiyi serbest bırakarak bir gama kuantumu yaydığı gama bozunumunu içerir. Üçüncü grup, alfa bozunmasını (bir alfa parçacığının orijinal çekirdeği tarafından emisyonu - iki proton ve iki nötrondan oluşan bir helyum atomunun çekirdeği), nükleer fisyonu (bir nötronun çekirdek tarafından emilmesi ve ardından iki daha hafif çekirdeğe bozunması) içerir. ve birkaç nötronun emisyonu) ve nükleer füzyon (iki hafif çekirdeğin çarpışması daha ağır bir çekirdek ürettiğinde ve muhtemelen geride hafif parçalar veya bireysel protonlar veya nötronlar bıraktığında).

Lütfen, alfa bozunması sırasında çekirdeğin geri tepmeye maruz kaldığını ve alfa parçacığının emisyon yönünün tersi yönde gözle görülür şekilde kaydığını unutmayın. Aynı zamanda beta bozunmasından elde edilen getiriler çok daha küçüktür ve modelimizde hiç fark edilmemektedir. Bunun nedeni, elektronun kütlesinin çekirdeğin kütlesinden binlerce (ve hatta ağır atomlar için yüzbinlerce kat) daha az olmasıdır.

“Nükleer Reaktör” dersinin bir parçası

Amaç: Bir nükleer reaktörün yapısı hakkında fikir oluşturmak, bilgisayar kullanarak çalışmasını göstermek.

Bilgisayar koşulları değiştirmenize izin verir

Reaktördeki reaksiyonların seyri. Yazıtları kaldırdıktan sonra,

öğrencilerin inşaat bilgilerini test edebilirsiniz

reaktörün hangi koşullar altında olduğunu gösterin

bir patlama mümkündür.

Nükleer reaktör bir cihazdır

enerjiyi dönüştürmek için tasarlandı

atom çekirdeği elektrik enerjisine dönüşür.

Reaktör çekirdeği radyoaktif içeriyor

madde (genellikle uranyum veya plütonyum).

Bunların a bozunması nedeniyle açığa çıkan enerji

atomlar suyu ısıtır. Ortaya çıkan su buharı içeri girer buhar türbünü; elektrik jeneratöründeki dönüşünden dolayı üretir elektrik. Ilık su uygun temizlikten sonra yakındaki bir su kütlesine dökülür; Buradan reaktöre soğuk su giriyor. Özel sızdırmaz muhafaza, çevreyi ölümcül radyasyondan korur.

Özel grafit çubuklar hızlı nötronları emer. Onların yardımıyla reaksiyonun ilerlemesini kontrol edebilirsiniz. "Yükselt" düğmesine basın (bu yalnızca pompalayan pompaların soğuk su reaktöre) ve "İşlem Koşulları"nı açın. Çubuklar kaldırıldıktan sonra Nükleer reaksiyon. Sıcaklık T Reaktörün içindeki sıcaklık 300°C'ye çıkacak ve su kısa sürede kaynamaya başlayacak. Ekranın sağ köşesindeki ampermetreye baktığınızda reaktörün elektrik akımı üretmeye başladığını görebilirsiniz. Çubukları geriye doğru iterek zincirleme reaksiyonu durdurabilirsiniz.

Ek No.4

Laboratuvar çalışmaları ve fiziksel egzersizler yaparken bilgisayar kullanmak.

Öğretmenin işini kolaylaştıran ve dersleri daha ilginç ve modern hale getiren 72 laboratuvar çalışmasının geliştirildiği 4 SD bulunmaktadır. Bu gelişmeler bir fizik atölyesi yürütülürken kullanılabilir, çünkü Bazılarının konuları okul müfredatının kapsamını aşıyor. İşte bazı örnekler. Adı, amacı, ekipmanı, işin adım adım yürütülmesi - bunların hepsi bir bilgisayar kullanılarak ekrana yansıtılıyor.

Laboratuvar çalışması: “İzobarik sürecin incelenmesi.”

Amaç: hacim ve hacim arasındaki ilişkiyi deneysel olarak kurmak

Belirli bir kütleye sahip bir gazın çeşitli sıcaklıkları

devletler.

Ekipman: tepsi, tüp - iki musluklu tank,

termometre, kalorimetre, ölçüm bandı.

Çalışmanın amacı tüpteki havadır.

tankı. Başlangıç durumunda hacmi şu şekilde belirlenir:

tüpün iç boşluğunun uzunluğu. Tüp kalorimetreye bobinden bobine yerleştirilir, üst valf açıktır. Kalorimetreye 55 0 - 60 0 C sıcaklıktaki suyu dökün ve kabarcık oluşumunu gözlemleyin. Tüpteki su ve havanın sıcaklığı eşit oluncaya kadar oluşacaklardır. Sıcaklık laboratuvar termometresi ile ölçülür. Kalorimetreye soğuk su dökülerek hava ikinci duruma aktarılır. Termal denge sağlandıktan sonra suyun sıcaklığı ölçülür. İkinci durumdaki hacim, tüpteki uzunluğuyla ölçülür (orijinal uzunluk eksi giren suyun uzunluğu).

Havanın iki haldeki parametreleri bilinerek, sabit basınçta hacmindeki değişim ile sıcaklıktaki değişim arasında bir bağlantı kurulur.

Ders - atölye: “Yüzey gerilim katsayısının ölçülmesi.

Amaç: Yüzey gerilim katsayısını belirleme tekniklerinden birini uygulamak.

Ekipman: terazi, tepsi, bardak, su ile damlalık.

Çalışmanın amacı sudur. Terazi yol açar çalışma pozisyonu, denge. Camın kütlesini belirlemek için kullanılırlar. Küllükten bardağa yaklaşık 60 - 70 damla su damlıyor. Bir bardak suyun kütlesini belirleyin. Suyun kütlesini belirlemek için camdaki kütle farkından yararlanılır. Damla sayısını bildiğinizde bir damlanın kütlesini belirleyebilirsiniz. Damlalık deliğinin çapı kapsül üzerinde belirtilmiştir. Formül suyun yüzey gerilimi katsayısını hesaplar. Elde edilen sonucu tablo değeriyle karşılaştırın.

Güçlü öğrenciler için bitkisel yağla ek deneyler yapılmasını önerebilirsiniz.

En umut verici kullanım alanlarından biri Bilişim Teknolojileri Fizik eğitiminde fizik öğretiminin verimliliğini arttırmayı amaçlayan fiziksel süreç ve olayların bilgisayarla modellenmesidir. Bilgisayar modelleri geleneksel bir derse kolayca uyum sağlayarak öğretmenin birçok konuyu göstermesine olanak tanır. fiziksel etkiler ve ayrıca geleneksel olmayan yeni türde eğitim faaliyetleri düzenlemenize de olanak tanır.

İndirmek:

Ön izleme:

Gösteri deneyi için bilgisayar kapasitesi

"Fizik öğretirken okul çocuklarının yaratıcı yeteneklerini geliştirme sorununu çözmek için, her şeyden önce bu bilimin geliştirilmesinde ve teknik uygulamasında yaratıcı sürecin özelliklerini bilmek gerekir."

(V.G. Razumovsky)

Fizik öğretimi de dahil olmak üzere okulun en önemli görevi, sürekli eğitim koşullarında bilgi akışını yönlendirebilen bir kişiliğin oluşmasıdır. Farkındalık evrensel insani değerler ancak bireyin uygun bilişsel, ahlaki, etik ve estetik eğitimi ile mümkündür. Bu bağlamda, ilk hedef daha spesifik hedeflerle belirlenebilir: okul çocuklarında faaliyet sürecinde genel olarak bilime ve özel olarak fiziğe karşı olumlu bir tutum geliştirmek; Fiziksel bilgiye, popüler bilim makalelerine ve yaşam sorunlarına ilginin gelişmesi. Fizik, aşağıdaki özel öğrenme hedeflerini belirleyen doğa bilimlerinin ve modern bilimsel ve teknolojik ilerlemenin temelidir: öğrencilerin fiziğin bilim ve üretimdeki rolü konusunda farkındalığı, çevre kültürünün eğitimi, fizikle ilgili ahlaki ve etik sorunların anlaşılması .

Fizik, öğrencilerin bilimsel dünya görüşünün geliştirilmesinde, zihinlerinde birleşik bir dünya resminin oluşmasında açıklığın önemli bir rol oynadığı bir konudur. Fizik öğretimi, konunun özelliğinden dolayı modern bilgi teknolojilerinin kullanımı için verimli bir zemin oluşturmaktadır. Bilgisayarı etkili bir öğretim aracı olarak kullanmak, olanakları önemli ölçüde genişletir pedagojik teknolojiler: Fiziksel bilgisayar ansiklopedileri, etkileşimli dersler, her türlü program, sanal deneyler ve laboratuvar çalışmaları öğrencilerin fizik çalışmaya olan motivasyonunu artırabilir.

Fizik eğitiminde bilgi teknolojisinin kullanımı için en umut verici alanlardan biri, fizik öğretiminin verimliliğini arttırmayı amaçlayan fiziksel süreç ve olayların bilgisayarla modellenmesidir. Bilgisayar modelleri, geleneksel bir derse kolayca uyum sağlayarak öğretmenin birçok fiziksel etkiyi bilgisayar ekranında göstermesine ve ayrıca geleneksel olmayan yeni türde eğitim etkinlikleri düzenlemesine olanak tanır.

Fizik derslerinde bilgisayar programları ne zaman kullanılmalıdır? Her şeyden önce, bilgisayar teknolojilerinin eğitimde kullanımının yalnızca diğerlerine göre önemli bir avantajın olduğu durumlarda haklı olduğunun farkına varmak gerekir. geleneksel formlar eğitim. Böyle bir durum bilgisayar modellerini kullanarak fizik öğretmektir.

Fizik derslerinde gösteri deneyi olmadan yapmak imkansızdır, ancak sınıfın maddi temeli her zaman modern bir fizik sınıfının gereksinimlerini karşılamaz. İşte bu yüzden bir bilgisayar deneyi kurtarmaya geliyor. Bilgisayar sadece öğrencinin değil öğretmenin de asistanı oluyor.

Bir öğrencinin yazılımla çalışmasının avantajı, bu tür etkinliklerin araştırmayı ve yaratıcı etkinlikleri teşvik etmesi ve öğrencilerin bilişsel ilgilerini geliştirmesidir. Programlar gerçek donanımla laboratuvar derslerine hazırlanmada faydalı olabileceği gibi, yokluğunda da vazgeçilmez olacaktır. İnteraktif deneyimler sınıf gösterimi için kullanılabilir. Bu, laboratuvar ekipmanı eksikliğiyle ilgili sorunları çözecek ve çalışma süresini en iyi şekilde organize edecektir. Ayrıca olacak verimli kullanımÖğrencilerin bağımsız çalışmaları sırasında etkileşimli laboratuvar çalışması. Kılavuzlar, meraklı öğrencilerin işin ilerleyişini gerekli modda görmelerine ve deneylerin bireysel aşamaları üzerinde daha ayrıntılı olarak durmalarına yardımcı olacaktır.

Bilgisayar modelleri, fiziksel deneylerin ve dinamik olayların görsel, akılda kalıcı örneklerini elde etmeyi ve gerçek deneyleri gözlemlerken gözden kaçabilecek ince ayrıntıları yeniden üretmeyi mümkün kılar. Bilgisayar modellemesi, zaman ölçeğini değiştirmenize, deneylerin parametrelerini ve koşullarını geniş ölçüde değiştirmenize ve ayrıca gerçek deneylerde mevcut olmayan durumları simüle etmenize olanak tanır. Bazı modeller, deneyleri açıklayan niceliklerin zamana bağlı grafiklerini görüntülemenize izin verir ve grafikler, deneylerin kendilerinin görüntülenmesiyle aynı anda ekranda görüntülenir; bu, onlara özel bir netlik sağlar ve incelenen süreçlerin genel modellerinin anlaşılmasını kolaylaştırır. . Bu durumda, simülasyon sonuçlarının grafiksel olarak görüntülenmesi, alınan büyük miktardaki bilginin özümsenmesini kolaylaştırır.

Modelleri kullanırken, bir bilgisayar, gerçek bir fiziksel deneyde uygulanmayan, gerçek bir doğal fenomeni değil, basitleştirilmiş teorik modelini, bu modeli yavaş yavaş yaklaştıran ek karmaşıklaştırıcı faktörlerin adım adım eklenmesiyle görselleştirme fırsatı sağlayan benzersiz bir fırsat sağlar. gerçek fenomene. Ek olarak, fizik dersliklerinin yetersiz donanımı nedeniyle lisede çeşitli laboratuvar çalışmalarının ve modern düzeyde kitlesel performans düzenleme olanaklarının çok sınırlı olduğu bir sır değildir. Bu durumda, öğrencilerin bilgisayar modelleriyle çalışmaları da son derece faydalıdır çünkü bilgisayar modelleme, bilgisayar ekranında fiziksel deneylerin veya olayların canlı, akılda kalıcı, dinamik bir resmini oluşturmalarına olanak tanır.

Aynı zamanda, bilgisayar modellemesinin kullanımı, gerçek fiziksel deneyleri simülasyonlarıyla değiştirme girişimi olarak düşünülmemelidir, çünkü okulda çalışılan fiziksel olayların sayısı, fizikteki mükemmel ekipmanlarla bile gerçek gösterilerle kapsanmamaktadır. sınıf çok büyük. Bilgisayar modellemesinin sonuçlarını göstermenin biraz geleneksel doğası, fiziksel olayların gerçek gidişatı hakkında yeterli bir fikir veren gerçek deneylerin video kayıtları gösterilerek telafi edilebilir.

Fiziksel olayların bilgisayar modellerinin doğru kullanımıyla, fizik dersinde gayri resmi olarak ustalaşmak ve dünyanın fiziksel bir resmini oluşturmak için gerekenlerin çoğu elde edilebilir.

Bilgisayar, aşağıdaki gibi olumsuz koşullarda bile bunu yapmaya yardımcı olur:

öğrencinin gelecekte fiziğe ihtiyacı olmayacağına inandığı halde konuya ilgi duymaması;
kesin bilimleri inceleme yeteneğinin eksikliği;
Okulda deneyi gösterecek laboratuvar ekipmanının bulunmaması.

Sınıfta bilgisayar modeli kullanmanın ilkeleri:

Bir olgunun modeli yalnızca bir deney yapmanın imkansız olduğu veya olayın çok hızlı gerçekleştiği ve ayrıntılı olarak takip edilemediği durumlarda kullanılmalıdır.
Bir bilgisayar modeli, üzerinde çalışılan olgunun ayrıntılarının anlaşılmasına yardımcı olmalı veya çözülmekte olan problemin koşullarının bir örneği olarak hizmet etmelidir.
Modelle çalışmanın bir sonucu olarak öğrenciler, olguyu karakterize eden nicelikler arasındaki hem niteliksel hem de niceliksel bağımlılıkları tanımlamalıdır.
Bir modelle çalışırken, öğrencilere bağımsız yaratıcılık unsurları içeren, farklı karmaşıklık düzeylerinde görevler sunmak gerekir.

Bilgisayar kullanarak fizik derslerini planlamak, eğitim yazılımı ürünlerinin yeteneklerinin kapsamlı bir şekilde incelenmesiyle başlamalıdır. Bilgisayar her derste kullanılabilir, dolayısıyla daha etkili bir sonuç için neyi, ne zaman kullanacağınızı planlamanız gerekir.

Başvuru bilgisayar programları Listelenen dersleri yürütmek, bilgisayardaki dersleri düzenli fizik dersleriyle başarılı bir şekilde birleştirmenize olanak tanır ve bu da müfredatın zamanında tamamlanmasını sağlar.

Fizik derslerinde bilgisayar desteğinin ilkelerini şu şekilde sıralayabiliriz:

Bir bilgisayar bir öğretmenin yerini tamamen tutamaz. Öğrencilerin ilgisini çekebilecek, meraklarını uyandırabilecek, güvenlerini kazanabilecek, dikkatlerini çalışılan konunun belirli yönlerine yönlendirebilecek, çabalarını ödüllendirebilecek ve onları öğrenmeye zorlayabilecek olan yalnızca öğretmendir.
Mümkün olduğunda gerçek bir deney yapılmalı ve olguyu göstermek mümkün değilse bir bilgisayar modeli kullanılmalıdır.

Dersleri yürütürken bilgi teknolojisini kullanmanın temel olanaklarını ele alalım.

Yani, bir bilgisayar deneyi kullanılabilir:

Görselleştirme aracı olarak (özellikle sınıfta gösterilemeyen veya etkisiz gösteriler için);

Bilimsel gerçekleri sunmanın bir yolu olarak;

Laboratuvar çalışması yapmadan önce bireysel deneysel eylem ve işlemleri uygulamak için bir simülatör olarak;

Okul çocuklarının bireysel deneysel eylemleri gerçekleştirme becerilerinin gelişim düzeyini izlemenin bir aracı olarak.

Bir bilgisayar deneyinin fizik dersinin "deneysel" kısmını tamamlayabileceği ve derslerin etkinliğini önemli ölçüde artırabileceği unutulmamalıdır. Kullanırken, bir fenomendeki ana şeyi izole edebilir, küçük faktörleri kesebilir, kalıpları belirleyebilir, değişken parametrelerle tekrar tekrar testler yapabilir, sonuçları kaydedebilir ve uygun bir zamanda araştırmanıza geri dönebilirsiniz. Ayrıca bilgisayar versiyonunda çok daha fazla sayıda deney gerçekleştirilebilmektedir. Bu tür bir deney, belirli bir yasanın, olgunun, sürecin vb. bilgisayar modeli kullanılarak uygulanır.

Sonuç olarak şunu söylemek isterim ki, bilgisayar benim için fizik derslerinin hazırlanmasında ve yürütülmesinde sadık bir yardımcı oldu, öğretimde bana yeni fırsatlar açtı, derslerimi daha modern ve heyecanlı hale getirdi.