CC BY
55
УДК 378.147
СИСТЕМА ЗНАНИЙ О МЕТОДЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ КАК ЭЛЕМЕНТ СТРУКТУРЫ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ БУДУЩИХ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ ФИЗИКИ
© А.И. Стерелюхин, Н.И. Старцева, В.А. Федоров
Ключевые слова: методика преподавания физики; демонстрационный эксперимент; метод моделирования; модели.
В статье рассмотрены теоретические положения методологии научных знаний, на основе которых выполнено формирование навыков использования моделей в образовательном процессе будущих учителей физики.
Для формирования и развития представлений учащихся о методе моделирования преподаватель должен знать и учитывать в своей педагогической деятельности особенности метода моделирования [1, 2]. Кроме того, у преподавателя должен быть сформирован определенный круг умений, связанных с демонстрацией учащимся моделей, используемых в учебном процессе.
Наряду с демонстрациями натуральных физических объектов и явлений студенты в ходе выполнения работ практикума в рамках курса «Методика, техника и технология учебного эксперимента» используют много моделей явлений и объектов. Практика показывает, что при этом студенты часто не осознают различия между демонстрацией физического эксперимента и демонстрацией модели. На наш взгляд, это обусловлено тем, что на лабораторных занятиях студенты много внимания уделяют таким процедурам, как сборка и наладка установок, процедура измерения, сбор и приведение в определенную систему результатов опыта и т. д. Все эти процедуры присущи эксперименту. При демонстрировании моделей многие из вышеупомянутых процедур также имеют место. (Существует понятие «модельный эксперимент»).
Между тем методика демонстрирования моделей отличается от методики демонстрирования реальных объектов и явлений, и усилия преподавателей должны быть направлены на формирование умений студентов проводить демонстрацию моделей.
Процесс формирования умений будущих учителей демонстрировать модели должен опираться на знания студентов о методе моделирования. Эти знания должны быть систематизированы в беседе на одном из занятий практикума «Методика, техника и технология учебного эксперимента».
К третьему курсу, когда студенты начинают выполнять работы практикума, они владеют многими, к сожалению, разрозненными знаниями о моделях и методе моделирования. На занятиях эти знания должны быть приведены в определенную систему. Эта система знаний, на наш взгляд, должна включать в себя следующие положения.
1. Метод моделирования - один из общенаучных методов познания, который нашел широкое применение в различных отраслях знания.
2. Модели в науке (физика) классифицируют следующим образом. Выделяют материальные и идеальные модели. Среди материальных моделей имеются геометрически подобные модели (макеты), физически подобные, а также физически аналоговые модели.
Геометрически подобные модели - это увеличенные или уменьшенные копии изучаемых объектов. Для этого класса моделей характерно сохранение пропорций в размерах, что составляет важнейшую черту сходства между моделью и изучаемым объектом.
1984
Физически подобные модели - модели действующие. Причем природа явлений, происходящих в модели и изучаемом объекте, одна и та же. Здесь главной чертой сходства модели реального объекта (явления) выступает одинаковая природа процессов, происходящих в модели и в реальном объекте (явлении). Это может быть даже при совершенной внешней непохожести модели на реальный объект.
Физически аналоговые модели - модели, в которых природа происходящих процессов отличается от природы процессов, протекающих в самом реальном объекте. Однако результаты происходящего в модели процесса (внешний эффект) и процесса, протекающего в реальном объекте, имеют черты сходства.
К идеальным моделям относятся модели-представления (образцы), среди которых выделяют чувственные и идеализированные, а также знаковые, которые, в свою очередь, подразделяются на описательные, математические и графики.
3. Модель в познании имеет временный характер. От изучения объекта (явления) исследователь переходит к построению, а затем к изучению модели, и снова возвращается к изучению объекта (явления), имея знания об объекте или явлении, полученные с помощью модели.
4. Метод моделирования ограничен. Это проявляется, во-первых, в том, что модель не отражает черты изучаемого объекта или явления. Она отражает только существенные для данного моделирования черты и связи изучаемого объекта или явления. Во-вторых, результат, полученный с помощью модели, нуждается в дальнейшей проверке практикой.
5. Метод моделирования часто относят к теоретическим методам познания на том основании, что он требует отхода от наблюдения реального объекта и экспериментирования. Однако моделирование играет важную роль и в исследовании объектов и явлений на эмпирическом уровне.
6. В моделировании, как методе познания, можно выделить следующие основные этапы: а) выделение проблемы. Видение трудностей дальнейшего исследования реального объекта (явления); б) выбор объекта, заменяющего реальный - построение модели; в) исследование модели; г) перенос знаний, полученных путем исследования модели, на реальный объект (явление). Экспериментальная проверка (проверка практикой) правомерности такого переноса.
7. Метод моделирования в преподавании соответствует методу моделирования в науке. Это соответствие проявляется в том, что: в курсе физики изучаются идеальные модели, послужившие в науке для исследования объектов и явлений (например - идеальный газ); модели используются для объяснений явлений, происходящих в микромире); модели используются для объяснения важнейших экспериментов, проведенных в науке; модели применяются для объяснения устройства и принципа действия приборов и других устройств и установок, используемых в науке; моделями являются также формулы, уравнения, графики, чертежи и схемы, описания приборов и опытов, которые имеются в учебниках и научных книгах.
На основе этих теоретических положений мы пытаемся формировать структуру деятельности преподавателя физики по использованию демонстраций моделей в учебном процессе, выявлять и формировать у студентов соответствующие умения и навыки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Стерелюхин А.И., Федоров В.А., Макарова Л.Н. Подготовка преподавателей естственнонаучных дисциплин к формированию методологических знаний учащихся. Тамбов, 2009. 94 с.
2. Стерелюхин А.И., Старцева Н.И. Формирование методологических знаний у студентов естественнонаучных специальностей университета на занятиях физического практикума // Образовательные технологии. Методический аспект. Вып. 8. Воронеж, 2002. 224 с.
Поступила в редакцию 10 сентября 2010 г.
Sterelyukhin A.I., Startseva N.I., Fedorov V.A. System of knowledge about the modelling method as the element of structure of professional training of the future teachers of physics
In the article the theoretical positions of methodology of scientific knowledge, on the basis of which the formation of skills of the future teachers of physics on use of models is made in educational process, is carried out are allocated.
Key words: technique of physics teaching; demonstration experiment; method of modeling, models.
1985
