ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ  БИЛЕТ № 17

1. Модели и моделирование в процессе обучения физике в школе. Классификации моделей. Дидактический смысл и функции моделей уроков (на примере темы/раздела, программы/учебника «…» школьного курса физики по выбору студента).

ВАРИАНТЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДЕЛИ

• МОДЕЛЬ - это объект, который отражает некоторые стороны изучаемого объекта или явления, существенные с точки зрения цели исследования.

• МОДЕЛЬ - мысленная или материальная   система, которая, отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее изучение дает нам новую информацию об этом объекте (В. А. Штофф)

• Модель - есть система, исследование которой служит средством для получения информации о другой системе.

• «Модель - вспомогательный объект, выбранный или преобразованный в познавательных целях, дающий новую информацию об основном объекте» (А. М. Новиков).

 

Замена одного объекта (процесса или явления) другим, но сохраняющим все существенные свойства исходного объекта (процесса или явления), называется МОДЕЛИРОВАНИЕМ, а сам заменяющий объект называется МОДЕЛЬЮ исходного объекта.

Смысл моделирования заключа­ется в замене исследуемого объекта другим, специально для этого созданным, но сохраняющим характеристики реального объекта, необходимые для его изучения. Под моделью следует понимать такую мысленно представляемую или материально реализованную систему, которая, отображая или воспроизводя объект исследова­ния, способна замещать его так, что ее изучение дает новую ин­формацию об объекте.

В школьном курсе физики широко представлены самые разнообразные физические модели: материальная точка, абсолютно уп­ругое тело, идеальный газ, кристаллическая решетка, математиче­ский маятник, световой луч и пр.

При изучении этих понятий очень важно подчеркивать их модельный характер. Так, матери­альная точка может быть моделью реального объекта при усло­вии, что размеры объекта малы по сравнению с радиусом его дей­ствия. Для кинематики (в классической механике), задачей кото­рой является определение положения тела в пространстве в опре­деленный момент времени, все свойства тела, кроме его размеров, не имеют значения и от них можно абстрагироваться. Учащиеся анализируют различные ситуации и решают вопрос о возможно­сти использования модели материальной точки. Происходит ос­воение школьниками метода моделирования.

В процессе обучения очень важно показать учащимся, что один реальный объект может быть замещен различными моделями в зависимости от целей исследования и, следовательно, существенных сторон отображаемого моделью объекта.

Например: свойства света в процессе его распространения и взаимодействия с веществом могут описываться двумя моделями - корпускуляр­ной и волновой.

Понимание возможности существования различ­ных моделей одного и того же физического объекта позволит из­бежать традиционных для учащихся ошибок, когда физическая реальность (объект) отождествляется в сознании школьников с моделью.

Самостоятельно моделировать физические явления и процессы школьники учатся в процессе решения задач, когда при анализе условия они должны выделить в конкретной ситуации ту модель, к которой далее может быть применен соответствующий физиче­ский закон. Например, прежде чем использовать закон Клапейро­на - Менделеева при решении задачи, школьники должны обос­новать правомерность замены реального газа идеальным (т.е. подтвердить условие не слишком высокого давления и не слиш­ком низких температур).

Особая роль в обучении физике принадлежит так называемым учебным моделям. Для более осознанного восприятия школьника­ми физических объектов или явлений целесообразно в ряде случа­ев заменять их специально сконструированными наглядными моделями, в которых существенные характеристики представлены в более доступной и наглядной форме (модель броуновского движения, модели опыта Штерна и давления газа, модели электрических и магнитных по­лей с помощью железных опилок, модель продольной и попереч­ной волн и многие другие).

В физической науке при создании модели происходит абстрагирование, отвлечение от действительности, выделение сторон главных, существенных для данного этапа и уровня познания объ­екта и явления. После построения модели происходит изучение этой модели, а не реального объекта или явления. Правомерность выводов, полученных при изучении модели, проверяется при вы­яснении соответствия этих выводов научному эксперименту либо результатам их практического применения.

Изучаемые на уроках физики объекты и явления можно, в частности, разделить на вещественные макрообъекты и физические явления, воспринимаемые непосредственно органами чувств, и чувственно невоспринимаемые микрообъекты и полевые объекты, а также микроявленпя.

Модели непосредственно воспринимаемых объектов и явлений могут быть получены с помощью предельного перехода. В этом случае осуществляется рассмотрение некоторого набора объектов или явлений, обладающих определенным свойством, в порядке убывания или возрастания этого свойства. Далее должна быть совершена мысленная операция - должен быть сделан вывод о существовании мысленного объекта или явления, либо лишенного данного свойства, либо обладающего им в наивысшей степени. Таким путем можно вводить модели материальной точки (идеального объекта, не имеющего пространственной протяженности, но способного двигаться и взаимодействовать), равномерного движения (явления, не имеющего такого свой­ства, как изменение скорости) и многие другие.

Модели микрообъектов и микроявлений, не оказывающих непосредственного воздействия на органы чувств, могут быть полу­чены путем приписывания некоторых свойств микрообъекту или микроявлению. Так можно ввести модели идеального газа, элек­тронного газа,…. Однако есть модели микрообъектов, которые нельзя получить путем приписывания. К таким моделям относятся, в частно­сти, модели электрона, фотона. Модели электро­на, фотона появились в науке как тео­ретические конструкты. Дальнейшее развитие физики (в ее экспе­риментальной части и практических приложениях) подтвердило правомерность и плодотворность использования этих моделей и, следовательно, существование соответствующих объектов.

Модели делятся на следующие категории:

ПО СПОСОБУ ПОЗНАНИЯ: житейские, художественные, научно-технические;

ПО ОТРАСЛИ ЗНАНИЙ: биологические, экономические, исторические и т.д.;

ПО ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ: учебные (наглядные пособия), опытные (модель самолета в турбодинамической трубе), научно-технические (ускорители элементарных частиц), игровые (экономические, военные), имитационные (многократное повторение опытов для оценки результатов воздействия реальной действительности на образец);

ПО УЧЕТУ ФАКТОРА ВРЕМЕНИ: динамические и статистические;

ПО СПОСОБУ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ: (материальные, информационные – вербальные, знаковые (компьютерные, некомпьютерные))

Модель, представляющая объект, процесс или явление набором параметров и связей между ними, называется информационной моделью.

НА ОСНОВЕ УЧЕТА ФАКТОРА ВРЕМЕНИ И ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ: динамические и статические;

ПО РАССМАТРИВАЕМЫМ ОБЪЕКТАМ ИЛИ СИСТЕМАМ: искусственные, естественные, смешанные;

ПО СПОСОБУ ЗАДАНИЯ: материальные и идеальные, статические и динамические, компьютерные и некомпьютерные (бумажные, звуковые носители).

ПО СПОСОБУ ПОЛУЧЕНИЯ МОДЕЛЕЙ: путем предельного перехода, приписывания, тео­ретические конструкты.

Функции моделей

Ключевым в формировании отношения к моделям является выделение и прояснение их познавательных функций (что и идет от метода). Анализ позволяет выделить следующие функции моделей:

·        онтологическое представление объекта как этапа познания реальности; представление объекта как системы моделей (предметов);

·        системное представление знаний об объекте интеграция представлений об объекте;

·        задание метода видения реальности, процедур получения знаний и др.;

·        систематизация знаний; модель актуально представляет логические связи, которые позволяют упорядочить знания; это и проявляется при выведении знаний;

·        объяснение механизма (природы) объектов или явлений; в учебном познании модель обеспечивает связность, гибкость, лаконичность, динамичность научного знания.

К особенностям функционирования моделей следует отнести:

·        использование разных моделей при познании объекта,

·        суперпозицию моделей при познании (складываются, противоречат и т. п.),

·        свои границы применимости, отсутствие ограничений на построение все новых моделей,

·        совершен­ствование (усложнение, углубление, упрощение и др.) моделей в ходе исторического познания и индивидуального обучения.

           Освоение всей совокупности педагогического потенциала использования моделей при обучении физике остается острой и актуальной задачи дидактики физики. Отдельно она решается медленно и формально. Одним из вариантов активизации этого процесса является реализация потенциала моделей в циклической схеме познавательной деятельности.

ОНТОЛОГИЯ – философское учение об общих категориях и закономерностях бытия.

Технология построения модели при дедуктивном

способе:

1. Теоретический этап:
   • оценки;
   • аналогии;
   • подобия.
2. Знания, информация об объекте (исходные данные об объекте).
3. Постановка задачи для целей моделирования.
4. Выбор модели (математические формулировки, компьютерный дизайн).

 

 

 

 

 

Технология построения модели при индуктивном

способе:

1. Эмпирический этап:
   • умозаключение;
   • интуиция;
   • предположения;
   • гипотеза.
2. Постановка задачи для моделирования.
3. Оценки. Количественное и качественное описание.
4. Построение модели.

 

 

 

 

\

 

 

 

2. Образование как общественное явление и педагогический процесс. Его сущность. Стратегия развития российского образования 21 века в контексте национальной образовательной инициативы «Наша новая школа».

ОБРАЗОВАНИЕ КАК СОЦИАЛЬНОЕ ЯВЛЕНИЕ

Под образованием понимается единый процесс физического и духовного становления личности, процесс социализации, сознательно ориентированный на некоторые идеальные образы, на исторически зафиксированные в общественном сознании социальные эталоны (например, спартанский воин, добродетельный христианин, гармонично развитая личность).

В таком понимании образование выступает как неотъемлемая сторона жизни всех обществ и всех без исключения индивидов. Поэтому оно есть прежде всего социальное явление, представляющее собой целенаправленный процесс воспитания и обучения в интересах человека, общества и государства.

Итак, образование как социальное явление - это прежде всего объективная общественная ценность. Нравственный, интеллектуальный, научно-технический, духовно-культурный и экономический потенциал любого общества непосредственно зависит от уровня развития образовательной сферы.

Однако образование, имея общественную природу и исторический характер, в свою очередь, обусловлено историческим типом общества, которое реализует эту социальную функцию. Оно отражает задачи социального развития, уровень экономики и культуры в обществе, характер его политических и идеологических установок, так как и педагоги, и воспитанники являются субъектами общественных отношений.

Содержание и характер всей совокупности взаимоотношений в обществе решающим образом определяют общую направленность развития личности. Как бы ни были оригинальны в методах воспитания и обучения родители и педагоги, их цели, желания и стремления в конечном счете диктуются обществом, теми или иными социальными группами, общими условиями жизни, интересами и идеалами.

ОБРАЗОВАНИЕ КАК ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

В понятийном аппарате конкретной науки можно выделить одно, центральное, понятие, которое обозначает всю изучаемую область и отличает ее от предметных областей других наук.

Для педагогики роль такого стержневого понятия выполняет педагогический процесс. Оно, с одной стороны, обозначает весь комплекс явлений, которые изучаются педагогикой, а с другой - выражает сущность этих явлений.

В своем первом приближении к определению педагогический процесс - это движение от целей образования к его результатам путем обеспечения единства обучения и воспитания.

{Его сущностной характеристикой является целостность как внутреннее единство его компонентов, относительная их автономность. Рассмотрение педагогического процесса как целостности возможно с позиций системного подхода.}

Под педагогической системой понимают множество взаимосвязанных структурных компонентов, объединенных единой образовательной целью развития личности и функционирующих в целостном педагогическом процессе.

Педагогический процесс представляет собой специально организованное взаимодействие педагогов и воспитанников (педагогическое взаимодействие) по поводу содержания образования с использованием средств обучения и воспитания с целью решения задач образования, направленных на удовлетворение потребностей как общества, так и самой личности в ее развитии и саморазвитии.

Педагогическое взаимодействие, в отличие от любого другого взаимодействия, представляет собой преднамеренный контакт (длительный или временный) педагога и воспитанников (воспитанника), следствием которого являются взаимные изменения в их поведении, деятельности и отношениях.

{Педагогическое взаимодействие включает в себя в единстве педагогическое влияние, его активное восприятие и усвоение воспитанником и собственную активность последнего (самовоспитание).}

В структуре как педагогического процесса, так и педагогической системы можно выделить два важнейших компонента - педагогов и воспитанников, выступающих их наиболее активными элементами. Активность участников педагогического взаимодействия позволяет говорить о них как о субъектах педагогического процесса, влияющих на его ход и результаты.

Этот подход противоречит традиционному пониманию педагогического процесса (как специально организованного, целенаправленного, последовательного, планомерного и всестороннего воздействия на школьника с целью формирования личности с заданными качествами).

Традиционный подход отождествляет педагогический процесс с деятельностью педагога, педагогической деятельностью - особым видом социальной деятельности, направленной на реализацию целей образования (передачу от старших поколений младшим накопленных человечеством культуры и опыта, создание условий для их личностного развития и подготовку к выполнению определенных социальных ролей в обществе).

Такой подход закрепляет субъект-объектные отношения в педагогическом процессе. Здесь субъект - это педагог, а объектом, естественно, считается ребенок, школьник. Представление о педагогическом процессе как субъект-объектном отношении закрепилось вследствие утверждения в системе образования авторитаризма как социального явления.

Признавая воспитанника субъектом педагогического процесса, гуманистическая педагогика утверждает тем самым приоритет субъект-субъектных отношений в его структуре.

{Цель образования как совокупность требований общества в сфере духовного воспроизводства, как социальный заказ является детерминантой (предпосылкой) возникновения педагогических систем. Цель выступает в роли системообразующего фактора, а не элемента педагогической системы, т.е. внешней по отношению к ней силы. Педагогическая система создается с ориентацией на цель.}

Механизмами функционирования педагогической системы в педагогическом процессе являются обучение и воспитание.

{Совокупность принципов, методов и форм обучения и воспитания определяет, будет ли образование (педагогический процесс) гуманистически или технократически направленным, демократическим или авторитарным.}

Воспитание - это специально организованная деятельность педагогов и воспитанников для реализации целей образования в условиях педагогического процесса.

Обучение - специфический способ образования, направленный на развитие личности посредством организации усвоения обучающимися научных знаний и способов деятельности.

Воспитание и обучение обусловливают качественную характеристику образования - результаты педагогического процесса, отражающие степень реализации целей образования.

Стратегия - взгляд в будущее, в перспективу.

Образование россиян ориентировано:

1) изучение, критический анализ и внедрение передового научного пед. опыта отечественных наук, а также мировой науки, культуры и практики

2) вхождение в мировое сообщество и в частности в сфере образования через изучение первоисточников, через Интернет, использование разных технических средств, а также участие учащихся и студентов в разных отечественных и мировых грантах

3) разрабатываются индивидуальные учебные классы, программы, пособия в соответствии с возможностями  обучающихся, а также различных типов образовательных учреждений

4) образование России должно идти по пути окультуривания молодых граждан России, т. е. использовать принцип культурологи.

5) внедрение таких форм обучения, как экстернат, семейное, дистанционное