bilgisayar deneyi ne demek? Bilgisayar deneyi. Simülasyon Sonuçlarının Analiz Edilmesi Yeni tasarımlara hayat vermek, yeni teknik çözümleri üretime sokmak ya da yeni fikirleri test etmek için deneylere ihtiyaç vardır. Deney
| Okul yılı için ders planlaması | Modellemenin ana aşamaları
Ders 2
Modellemenin ana aşamaları
 |
 |
|
Bu konuyu inceleyerek şunları öğreneceksiniz:
modelleme nedir;
- modelleme için prototip olarak ne hizmet edebilir;
- insan faaliyetinde modellemenin yeri nedir;
- modellemenin ana aşamaları nelerdir;
- bilgisayar modeli nedir;
Bilgisayar deneyi nedir.
bilgisayar deneyi
Yeni tasarım geliştirmelerine hayat vermek, yeni teknik çözümleri üretime sokmak veya yeni fikirleri test etmek için bir deneye ihtiyaç vardır. Deney, bir nesne veya modelle gerçekleştirilen bir deneydir. Bazı eylemlerin gerçekleştirilmesi ve deneysel örneğin bu eylemlere nasıl tepki vereceğinin belirlenmesinden oluşur.
Okulda biyoloji, kimya, fizik, coğrafya derslerinde deneyler yapıyorsunuz.
İşletmelerde yeni ürün numuneleri test edilirken deneyler yapılır. Genellikle bunun için özel olarak tasarlanmış bir düzenek kullanılır, bu da laboratuvar koşullarında deney yapmayı mümkün kılar veya gerçek ürünün kendisi her türlü teste tabi tutulur (tam ölçekli bir deney). Örneğin, bir ünitenin veya düzeneğin performans özelliklerini incelemek için, bir termostata yerleştirilir, özel odalarda dondurulur, titreşim standlarında test edilir, düşürülür, vb. Yeni bir saat veya elektrikli süpürge olması iyidir - yıkım sırasındaki kayıp büyük değil. Ya bu bir uçaksa ya da roketse?
Laboratuvar ve tam ölçekli deneyler, büyük malzeme maliyetleri ve zaman gerektirir, ancak yine de bunların önemi çok büyüktür.
Bilgisayar teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, yeni bir benzersiz araştırma yöntemi ortaya çıktı - bir bilgisayar deneyi. Çoğu durumda, bilgisayar simülasyonu çalışmaları, deneysel örneklerin ve test tezgahlarının yardımına ve hatta bazen yerini almaya gelmiştir. Bir bilgisayar deneyi yürütme aşaması iki aşamadan oluşur: bir deney planı hazırlamak ve bir çalışma yürütmek.
deney planı
Deney planı, modelle çalışma sırasını açıkça yansıtmalıdır. Böyle bir planın ilk adımı her zaman modeli test etmektir.
Test, oluşturulan modelin doğruluğunu kontrol etme işlemidir.
Test - modelin yapısının doğruluğunu belirlemenize izin veren bir dizi ilk veri.
Elde edilen modelleme sonuçlarının doğruluğundan emin olmak için gereklidir: ♦ modeli oluşturmak için geliştirilen algoritmayı kontrol etmek; ♦ Oluşturulan modelin, simülasyonda dikkate alınan orijinalin özelliklerini doğru bir şekilde yansıttığından emin olun.
Model oluşturma algoritmasının doğruluğunu kontrol etmek için, nihai sonucun önceden bilindiği veya başka yollarla önceden belirlendiği bir başlangıç verisi test seti kullanılır.
Örneğin, modellemede hesaplama formülleri kullanıyorsanız, ilk veriler için birkaç seçenek seçmeniz ve bunları “manuel” olarak hesaplamanız gerekir. Bunlar test öğeleridir. Model oluşturulduğunda aynı girdilerle test yapar ve simülasyonun sonuçlarını hesaplama ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırırsınız. Sonuçlar eşleşirse, algoritma doğru bir şekilde geliştirilir, değilse, tutarsızlıklarının nedenini aramak ve ortadan kaldırmak gerekir. Test verileri gerçek durumu hiç yansıtmayabilir ve anlamsal içerik taşımayabilir. Bununla birlikte, test sürecinde elde edilen sonuçlar, esas olarak anlamsal içeriğin ortaya konduğu bölümünde, orijinal bilgiyi veya işaret modelini değiştirmeyi düşünmenizi isteyebilir.
Oluşturulan modelin, simülasyonda dikkate alınan orijinalin özelliklerini yansıttığından emin olmak için gerçek kaynak verilerle bir test örneği seçmek gerekir.
Araştırma yapmak
Test ettikten sonra, oluşturulan modelin doğruluğundan emin olduğunuzda doğrudan etüde geçebilirsiniz.
Plan, simülasyonun amaçlarını karşılayan bir deney veya deneyler dizisi içermelidir. Her deneye, modelleme sonuçlarını analiz etmek ve karar vermek için temel teşkil eden sonuçların anlaşılması eşlik etmelidir.
Bir bilgisayar deneyi hazırlama ve yürütme şeması Şekil 11.7'de gösterilmektedir.
Pirinç. 11.7. Bir bilgisayar deneyinin şeması
Simülasyon sonuçlarının analizi
Modellemenin nihai amacı, simülasyon sonuçlarının kapsamlı bir analizine dayanarak geliştirilmesi gereken bir karar vermektir. Bu aşama belirleyicidir - ya çalışmaya devam edersiniz ya da bitirirsiniz. Şekil 11.2, sonuç analizi aşamasının bağımsız olarak var olamayacağını göstermektedir. Elde edilen sonuçlar genellikle ek bir dizi deneye ve bazen de problemde bir değişikliğe katkıda bulunur.
Test ve deneylerin sonuçları, bir çözüm geliştirmenin temelini oluşturur. Sonuçlar görevin amaçlarına uymuyorsa, önceki aşamalarda hatalar yapılmış demektir. Bu, sorunun yanlış bir ifadesi veya bir bilgi modelinin aşırı basitleştirilmiş bir yapısı veya başarısız bir modelleme yöntemi veya ortamı seçimi veya bir model oluştururken teknolojik yöntemlerin ihlali olabilir. Bu tür hatalar tespit edilirse, modelin düzeltilmesi, yani önceki aşamalardan birine geri dönülmesi gerekir. İşlem, deneyin sonuçları simülasyonun hedeflerini karşılayana kadar tekrarlanır.
Hatırlanması gereken en önemli şey, tespit edilen hatanın aynı zamanda sonuç olmasıdır. Bir atasözünün dediği gibi, hatalarından ders alırsın. Büyük Rus şairi A. S. Puşkin de bunun hakkında şunları yazdı:
Oh, ne kadar harika keşiflerimiz var
Aydınlanma ruhunu hazırlayın
Ve tecrübe, zor hataların oğlu,
Ve dahi, paradokslar arkadaş,
Ve şans, tanrı mucittir...
Kontrol soruları ve görevleri
1. İki ana modelleme problemi ifadesi türü nelerdir?
2. G. Oster'ın meşhur "Problem Kitabı"nda şu problem vardır:
Yorulmadan çalışan kötü cadı, günde 30 prensesi tırtıllara dönüştürüyor. 810 prensesi tırtıllara dönüştürmesi kaç gün sürer? İşi 15 günde halletmek için günde kaç prensesin tırtıl haline getirilmesi gerekir?
Hangi soru "eğer ..." türüne atfedilebilir ve hangisi - "böylece nasıl yapılır ..." türüne atfedilebilir?
3. Modellemenin en iyi bilinen hedeflerini listeleyin.
4. G. Oster'ın "Problem Book"undan eğlenceli problemi resmileştirin:
Birbirinden 27 km uzaklıkta bulunan iki kulübeden iki hırçın köpek aynı anda birbirlerine doğru atladı. Birincisi 4 km / s hızında, ikincisi - 5 km / s hızında çalışır.
Dövüş daha ne kadar başlayacak?
5.
"Bir çift ayakkabı" nesnesinin olabildiğince çok özelliğini adlandırın. Farklı amaçlar için bir nesnenin bilgi modelini oluşturun:
■ yürüyüş için ayakkabı seçimi;
■ ayakkabılar için uygun bir kutu seçimi;
■ ayakkabı bakım kremi satın alınması.
6. Bir meslek seçme konusunda bir tavsiye için bir gencin hangi özellikleri gereklidir?
7. Bilgisayar simülasyonda neden yaygın olarak kullanılmaktadır?
8. Bildiğiniz bilgisayar modelleme araçlarını adlandırın.
9. Bilgisayar deneyi nedir? Örnek vermek.
10. Model testi nedir?
11. Modelleme sürecinde hangi hatalarla karşılaşılır? Bir hata bulunduğunda ne yapılmalı?
12. Simülasyon sonuçlarının analizi nedir? Genellikle hangi sonuçlara varılır?
Yukarıda sunulan tanımda, "deney" terimi ikili bir anlama sahiptir. Bir yandan, bir bilgisayar deneyinde ve gerçek bir deneyde, sistemin parametrelerdeki belirli değişikliklere veya dış etkilere verdiği tepkiler incelenir. Sıcaklık, yoğunluk, bileşim genellikle parametre olarak kullanılır. Ve etkiler çoğunlukla mekanik, elektrik veya manyetik alanlar aracılığıyla gerçekleştirilir. Tek fark, deneycinin gerçek bir sistemle uğraşıyor olması, bilgisayar deneyinde ise gerçek bir nesnenin matematiksel modelinin davranışının dikkate alınmasıdır. Öte yandan, iyi tanımlanmış modeller için kesin sonuçlar elde etme yeteneği, analitik teorilerin tahminlerini test etmek için bir bilgisayar deneyinin bağımsız bir bilgi kaynağı olarak kullanılmasını mümkün kılar ve bu nedenle, bu kapasitede simülasyon sonuçları, deneysel verilerle aynı standardın rolü.
Tüm söylenenlerden, çözülmekte olan problemin doğası gereği bir bilgisayar deneyi kurmak için çok farklı iki yaklaşımın mümkün olduğu ve dolayısıyla bir model tanımı seçimini belirlediği görülebilir.
İlk olarak, MD veya MC yöntemleriyle yapılan hesaplamalar, belirli bir gerçek sistemin özelliklerinin tahmini ve bunların fiziksel bir deneyle karşılaştırılmasıyla ilgili tamamen faydacı hedefleri takip edebilir. Bu durumda, ilginç tahminler yapılabilir ve çeşitli nedenlerle gerçek bir deneyin imkansız olduğu veya çok fazla malzeme maliyeti gerektirdiği aşırı yüksek basınçlar veya sıcaklıklarda, örneğin aşırı koşullar altında çalışmalar yapılabilir. Bilgisayar simülasyonu genellikle karmaşık bir moleküler sistemin davranışı hakkında en ayrıntılı ("mikroskobik") bilgiyi elde etmenin tek yoludur. Bu, özellikle çeşitli biyosistemlerle dinamik tipte sayısal deneylerle açıkça gösterilmiştir: doğal durumdaki küresel proteinler, DNA ve RNA fragmanları. , lipit membranlar. Bazı durumlarda, elde edilen veriler, bu nesnelerin yapısı ve işleyişi hakkında önceden var olan fikirlerin gözden geçirilmesini veya önemli ölçüde değiştirilmesini gerekli kılmıştır. Aynı zamanda, bu tür hesaplamalarda, yalnızca atomların gerçek etkileşimlerini yaklaşık olarak tahmin eden çeşitli değerlik ve değerlik olmayan potansiyel türleri kullanıldığından, bu durumun nihayetinde model ile gerçeklik arasındaki yazışma derecesini belirlediği akılda tutulmalıdır. . İlk olarak, potansiyeller mevcut deneysel verilere göre kalibre edildiğinde ters problemin çözümü gerçekleştirilir ve ancak o zaman bu potansiyeller sistem hakkında daha ayrıntılı bilgi elde etmek için kullanılır. Bazen, atomlar arası etkileşimlerin parametreleri, prensipte daha basit model bileşikler için yapılan kuantum kimyasal hesaplamalardan bulunabilir. MD veya MC yöntemleriyle modelleme yaparken, bir molekül, kuantum mekaniği yasalarına uyarak bir dizi elektron ve çekirdek olarak değil, bağlı klasik parçacıklar - atomlardan oluşan bir sistem olarak ele alınır. Böyle bir model denir bir molekülün mekanik modeli .
Bir bilgisayar deneyi kurmaya yönelik başka bir yaklaşımın amacı, incelenen sistemin genel (evrensel veya model değişmez) davranış kalıplarını, yani yalnızca belirli bir sınıfın en tipik özellikleri tarafından belirlenen kalıpları anlamak olabilir. nesnelerin değil, tek bir bileşiğin kimyasal yapısının ayrıntılarıyla değil. Yani, bu durumda, bilgisayar deneyinin amacı sayısal parametrelerin hesaplanması değil, işlevsel ilişkilerin kurulmasıdır. Bu ideoloji, en açık şekilde polimerlerin ölçekleme teorisinde mevcuttur. Bu yaklaşım açısından, bilgisayar modellemesi, her şeyden önce, teorinin mevcut analitik yöntemlerinin sonuçlarını kontrol etmenize veya tahminlerini tamamlamanıza izin veren teorik bir araç görevi görür. Analitik teori ve bilgisayar deneyi arasındaki bu etkileşim, her iki yaklaşım da aynı modelleri kullanmayı başardığında çok verimli olabilir. Bu tür genelleştirilmiş polimer molekül modellerinin en çarpıcı örneği, sözde kafes modeli . Temelinde, özellikle klasik ve bir anlamda polimerlerin fizikokimyasının ana probleminin toplu etkileşimlerin konformasyon üzerindeki etkisi ve buna bağlı olarak da üzerindeki etkisi ile ilgili birçok teorik yapı yapılmıştır. esnek bir polimer zincirinin özellikleri. Toplu etkileşimler genellikle, makromolekülün rastgele bükülmesi nedeniyle uzayda birbirlerine yaklaştıklarında zincir boyunca uzaktaki birimler arasında ortaya çıkan kısa menzilli itme kuvvetleri anlamına gelir. Kafes modelinde, gerçek bir zincir, belirli bir tipteki düzenli bir kafesin düğümlerinden geçen kırık bir yörünge olarak kabul edilir: kübik, dört yüzlü, vb. Dolu kafes düğümleri, polimer birimlerine (monomerler) ve bunları birbirine bağlayan segmentlere karşılık gelir. bir makromolekülün iskeletindeki kimyasal bağlara karşılık gelir. Yörüngenin kendi kendine kesişmesinin yasaklanması (veya başka bir deyişle, iki veya daha fazla monomerin bir kafes bölgesine aynı anda girmesinin imkansızlığı) hacimsel etkileşimleri modeller (Şekil 1). Diğer bir deyişle, örneğin, MC yöntemi kullanılırsa ve rastgele seçilen bir bağlantı yer değiştirdiğinde, zaten dolu bir düğüme düşerse, bu tür yeni bir konformasyon atılır ve artık hesaplamada dikkate alınmaz. ilgilenilen sistem parametreleri. Kafes üzerindeki farklı zincir düzenlemeleri, polimer zincir yapılarına karşılık gelir. Onlara göre, gerekli özelliklerin ortalaması alınır, örneğin R zincirinin uçları arasındaki mesafe.
Böyle bir modelin incelenmesi, hacim etkileşimlerinin kök-ortalama-kare değerinin bağımlılığını nasıl etkilediğini anlamayı mümkün kılar.
Kafes modellerinin çeşitli modifikasyonları vardır, örneğin, bağlantılar arasındaki bağların uzunluklarının sabit değerlere sahip olmadığı, ancak belirli bir aralıkta değişebildiği, bu da yalnızca zincir kendi kendini geçme yasağını garanti eder, bu şekilde yaygın olarak kullanılır. "dalgalı bağlar" ile kullanılan model düzenlenmiştir. Ancak, tüm kafes modellerinin ortak noktası, ayrık, yani, böyle bir sistemin olası biçimlerinin sayısı her zaman sonludur (zincirdeki nispeten az sayıda bağlantıyla bile astronomik bir değer olabilse de). Tüm ayrık modeller çok yüksek hesaplama verimliliğine sahiptir, ancak kural olarak sadece Monte Carlo yöntemiyle araştırılabilir.
Bazı durumlarda, kullanın sürekli konformasyonu sürekli bir şekilde değiştirebilen genelleştirilmiş polimer modelleri. En basit örnek, belirli bir sayıdan oluşan bir zincirdir. N katı veya elastik bağlantılar ile seri olarak bağlanmış katı toplar. Bu tür sistemler hem Monte Carlo yöntemiyle hem de moleküler dinamik yöntemiyle incelenebilir.
Deney
Deney(lat. deney- test, deneyim) bilimsel yöntemde - kontrollü koşullar altında belirli bir fenomeni inceleme yöntemi. İncelenen nesne ile aktif etkileşim yoluyla gözlemden farklıdır. Tipik olarak, bir deney, bilimsel bir çalışmanın parçası olarak gerçekleştirilir ve bir hipotezi test etmeye, fenomenler 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 ortaya koymaktadır. Deney, tanımlanan koşullar altında sınırsız sayıda tekrarlanan ve aynı sonucu veren bir araştırma yöntemidir.
Deney Modelleri
Birkaç deney modeli vardır: Kusursuz deney - pratikte uygulanabilir olmayan, deneysel psikologlar tarafından standart olarak kullanılan bir deney modeli. Bu terim, deneysel psikolojiye, böyle bir modelin karşılaştırma için kullanılmasının, deneysel yöntemlerin daha etkili bir şekilde geliştirilmesine ve olası olası sorunların tanımlanmasına yol açacağına inanan, iyi bilinen Psikolojik Deneyin Temelleri kitabının yazarı Robert Gottsdanker tarafından tanıtıldı. psikolojik bir deney planlama ve yürütme hataları.
Rastgele deney (rastgele test, rastgele deneyim), sonucu doğru bir şekilde tahmin edilemeyen, karşılık gelen gerçek bir deneyin matematiksel bir modelidir. Matematiksel model gereksinimleri karşılamalıdır: yeterli olmalı ve deneyi yeterince tanımlamalıdır; söz konusu matematiksel model çerçevesinde gözlemlenen sonuçların toplamı, matematiksel model çerçevesinde açıklanan kesin olarak tanımlanmış sabit başlangıç verileriyle belirlenmelidir; Değişmeyen girdi verileriyle rastgele bir sayıda keyfi sayıda deney yapmak için temel bir olasılık olmalıdır; matematiksel model çerçevesinde tanımlanan herhangi bir gözlemlenen sonuç için gereklilik kanıtlanmalı veya göreceli frekansın stokastik kararlılığı hipotezi önceden kabul edilmelidir.
Deney her zaman amaçlandığı gibi uygulanmaz, bu nedenle deney uygulamalarının göreli sıklığı için bir matematiksel denklem icat edildi:
Gerçek bir deney olsun ve A bu deney çerçevesinde gözlemlenen sonucu göstersin. A sonucunun gerçekleştirilebileceği veya gerçekleştirilemeyeceği n deney olsun. Ve k, gerçekleştirilen denemelerin bağımsız olduğunu varsayarak, n denemede gözlemlenen A sonucunun gerçekleşme sayısı olsun.
deney türleri
fiziksel deney
fiziksel deney- özel olarak yaratılmış koşullarda doğal fenomenlerin incelenmesinden oluşan doğayı bilmenin bir yolu. Doğanın matematiksel modellerini araştıran teorik fiziğin aksine, fiziksel bir deney doğanın kendisini keşfetmek için tasarlanmıştır.
Bir fiziksel kuramın yanlışlığının ölçütü olan, ya da daha kesin bir ifadeyle, bir kuramın etrafımızdaki dünyaya uygulanamazlığının ölçütü olan, fiziksel bir deneyin sonucuyla anlaşmazlıktır. Tersi ifade doğru değildir: deneyle uyuşma, teorinin doğruluğunun (uygulanabilirliğinin) kanıtı olamaz. Yani, bir fiziksel teorinin uygulanabilirliği için ana kriter deneyle doğrulamadır.
İdeal olarak, deneysel fizik yalnızca tanım deneysel sonuçlar, herhangi bir yorumlar. Ancak pratikte bu sağlanamamaktadır. 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, sırayla, herhangi bir teoriye dayanamaz.
bilgisayar deneyi
Bir bilgisayar (sayısal) deneyi, bir bilgisayarda bir çalışma nesnesinin matematiksel bir modeli üzerinde bir deneydir; bu, modelin bazı parametrelerine göre diğer parametrelerinin hesaplanmasından ve bu temelde sonuçların alınmasından oluşur. matematiksel model tarafından tanımlanan nesnenin özellikleri hakkında çizilir. Bu tür bir deney, yalnızca bir deneye koşullu olarak atfedilebilir, çünkü doğal olayları yansıtmaz, ancak yalnızca bir kişi tarafından oluşturulan matematiksel bir modelin sayısal bir uygulamasıdır. Gerçekten de, matta yanlışlık olması durumunda. model - sayısal çözümü fiziksel deneyden kesinlikle farklı olabilir.
psikolojik deney
Psikolojik deney, bir araştırmacının deneğin yaşamına hedeflenen müdahalesi yoluyla yeni bilimsel bilgiler elde etmek için özel koşullar altında yürütülen bir deneydir.
Düşünce deneyi
Felsefe, fizik ve diğer bazı bilgi alanlarındaki bir düşünce deneyi, gerçek bir deneyin yapısının hayal gücünde yeniden üretildiği bir tür bilişsel aktivitedir. Kural olarak, tutarlılığını kontrol etmek için belirli bir model (teori) çerçevesinde bir düşünce deneyi yapılır. Bir düşünce deneyi yaparken, modelin iç varsayımlarındaki çelişkiler veya bunların koşulsuz olarak doğru olduğu kabul edilen dış (bu modelle ilgili olarak) ilkelerle (örneğin, enerjinin korunumu yasası, nedensellik ilkesi vb.) .) ortaya çıkabilir.
kritik deney
Kritik deney, sonucu belirli bir teorinin veya hipotezin doğru olup olmadığını açık bir şekilde belirleyen bir deneydir. Bu deney, diğer genel kabul görmüş hipotez ve teorilerden çıkarılamayan tahmin edilen bir sonuç vermelidir.
Edebiyat
- Vizgin V. P. Hermetizm, deney, mucize: modern bilimin doğuşunun üç yönü // Bilimin felsefi ve dini kökenleri. M., 1997. S.88-141.
Bağlantılar
Wikimedia Vakfı. 2010 .
Eş anlamlı:Diğer sözlüklerde "Deney" in ne olduğunu görün:
- (lat. deney testi, deneyim), kontrollü ve kontrollü koşullar altında gerçeklik fenomenlerinin incelendiği bir biliş yöntemi. E., problemlerin formülasyonunu ve yorumlanmasını belirleyen bir teori temelinde gerçekleştirilir ... ... Felsefi Ansiklopedi
Deney- Bir kişiye kendi özgür iradesiyle yaşama, deneyimleme, kendisiyle ilgili hissetme veya bilinçli bir deneye devam etme, terapi sırasında kendisi için tartışmalı veya şüpheli bir durumu yeniden yaratma teklifi (öncelikle sembolik biçimde). Kısa mantıklı ... ... Büyük Psikolojik Ansiklopedi
Bir hipoteze, onu öne süren dışında kimse inanmaz, ancak onu uygulayan dışında herkes deneye inanır. Hiçbir miktarda deney bir teoriyi kanıtlayamaz; ama bir deney onu çürütmek için yeterlidir... Aforizmaların konsolide ansiklopedisi
Deney- (Latin deneyi - oğul, baykau, tәzhіribe) - nәrseler (objectiler) erkekler құbylystardy baқylanylatyn zhane baskarylatyn zhagdaylarda zertteytіn ampiriyalyқ tanym adisi. Deneme reklamları Zhana'da payda boldy'ye (G.Galilei) aittir. Onyn felsefesi... Felsefi terminderdin sozdigі
- (lat.). İlk tecrübe; doğa bilimcinin, doğa güçlerini belirli koşullar altında, içinde karşılaşılan fenomenlere yapay olarak neden oluyormuş gibi davranmaya zorlamak için kullandığı her şey. Rusçada yer alan yabancı kelimelerin sözlüğü ... ... Rus dilinin yabancı kelimeler sözlüğü
Deneyime bakın ... Rusça eş anlamlılar ve anlam bakımından benzer ifadeler sözlüğü. altında. ed. N. Abramova, M.: Rusça sözlükler, 1999. deney, deney, tecrübe, deney; araştırma, doğrulama, girişim Rusça eş anlamlılar sözlüğü ... eşanlamlı sözlük
DENEY, deney, koca. (lat. deney) (kitap). Bilimsel olarak sunulan deneyim. Kimyasal deney. Fiziksel deney. Bir deney yapın. || Genel olarak, bir deneyim, bir girişim. Eğitim çalışmaları riskli deneylere izin vermez ... ... Ushakov'un Açıklayıcı Sözlüğü
Deney- Deney ♦ Deney Aktif, bilinçli deneyim; gerçekliği (deneyimi) duymaktan çok, onu dinlemekten (gözlemden) çok değil, ona sorular sormaya çalışmak arzusu. Özel bir konsept var ... ... Sponville'in Felsefi Sözlüğü
Bkz. Araştırma Deneyi, Adli Deney... Hukuk Sözlüğü
- (Latin deney testi, deneyimden), doğal ve sosyal olayların kontrollü ve kontrollü koşullar altında incelendiği bir biliş yöntemi. Genellikle deneyin ana görevi, teorinin hipotezlerini ve tahminlerini test etmektir (yani ... ... Modern Ansiklopedi
- (enlem deneyi testinden, deneyimden) çalışma, ekonomik fenomenlerin ve süreçlerin yeniden üretilmesi, yapay veya doğal koşullarda modellenmesi yoluyla incelenmesi. Ekonomik deneylerin olanakları çok sınırlıdır, çünkü ... ... ekonomik sözlük
Kitabın
- Deney, Stanislav Vladimirovich Borzykh, Bu kitap, şimdi başımıza gelenlere ve bir süre önce olanlara yeni bir açıdan bir bakış sunuyor. Aslında devasa ölçekte bir deneye tanık oluyoruz... Kategori: Biyoloji Yayımcı:
DERS
Konu: Bilgisayar deneyi. Simülasyon sonuçlarının analizi
Yeni tasarım geliştirmelerine hayat vermek, üretime yeni teknik çözümler getirmek veya yeni fikirleri test etmek için bir deney gereklidir. Deney, bir nesne veya modelle gerçekleştirilen bir deneydir. Bazı eylemlerin gerçekleştirilmesi ve deneysel örneğin bu eylemlere nasıl tepki vereceğinin belirlenmesinden oluşur. Okulda biyoloji, kimya, fizik, coğrafya derslerinde deneyler yapıyorsunuz. İşletmelerde yeni ürün numuneleri test edilirken deneyler yapılır. Genellikle bunun için özel olarak tasarlanmış bir düzenek kullanılır, bu da laboratuvar koşullarında deney yapmayı mümkün kılar veya gerçek ürünün kendisi her türlü teste tabi tutulur (tam ölçekli bir deney). Örneğin, bir ünitenin veya düzeneğin operasyonel özelliklerini incelemek için, bir termostata yerleştirilir, özel odalarda dondurulur, titreşim standlarında test edilir, düşürülür, vb. Yeni bir saat veya elektrikli süpürge olması iyidir - değil yıkım üzerine büyük bir kayıp. Ve eğer bir uçak mı yoksa bir roket mi? Laboratuvar ve tam ölçekli deneyler, büyük malzeme maliyetleri ve zaman gerektirir, ancak yine de değerleri çok büyüktür. Bilgisayar teknolojisinin gelişmesiyle birlikte yeni bir benzersiz araştırma yöntemi ortaya çıktı - bilgisayar deneyi.Çoğu durumda, bilgisayar modeli çalışmaları, deneysel örneklerin ve test tezgahlarının yardımına ve hatta bazen yerini almaya gelmiştir. Bir bilgisayar deneyi yürütme aşaması iki aşamadan oluşur: bir deney planı hazırlamak ve bir çalışma yürütmek. Deney planı Deney planı, modelle çalışma sırasını açıkça yansıtmalıdır. Böyle bir planın ilk noktası her zaman modeli test etmektir. Test yapmak - işlemçeklerdoğrulukinşa edilmişmodeller. Ölçek - takımilkveri, izin vermektanımlamakİyi-aşağılıkbinamodeller. Elde edilen simülasyon sonuçlarının doğruluğundan emin olmak için aşağıdakiler gereklidir:
- modeli oluşturmak için geliştirilen algoritmayı kontrol edin; Oluşturulan modelin, simülasyonda dikkate alınan orijinalin özelliklerini doğru bir şekilde yansıttığından emin olun.
MODEL TESTİ
DENEY PLANI
ARAŞTIRMA YAPMAK
SONUÇLARIN ANALİZİ
Pirinç. 11.7. Bir bilgisayar deneyinin şeması
Simülasyon sonuçlarının analizi
Modellemenin nihai amacı, modelleme sonuçlarının kapsamlı bir analizine dayanarak geliştirilmesi gereken bir karar vermektir. Bu aşama belirleyicidir - ya çalışmaya devam edersiniz ya da bitirirsiniz. Şekil 11.2, sonuç analizi aşamasının bağımsız olarak var olamayacağını göstermektedir. Elde edilen sonuçlar genellikle ek bir dizi deneye ve bazen de görevde bir değişikliğe katkıda bulunur. Bir çözüm geliştirmenin temeli, test ve deneylerin sonuçlarıdır. Sonuçlar görevin amaçlarına uymuyorsa, önceki aşamalarda hatalar yapılmış demektir. Bu, sorunun yanlış bir ifadesi veya bir bilgi modelinin aşırı basitleştirilmiş bir yapısı veya başarısız bir yöntem veya modelleme ortamı seçimi veya bir model oluştururken teknolojik yöntemlerin ihlali olabilir. Bu tür hatalar bulunursa, o zaman model ayarı, yani, önceki aşamalardan birine dönüş. İşlem, deneyin sonuçları simülasyonun hedeflerini karşılayana kadar tekrarlanır. Hatırlanması gereken en önemli şey, tespit edilen hatanın aynı zamanda sonuç olmasıdır. Bir atasözünün dediği gibi, hatalarından ders alırsın. Büyük Rus şairi A. S. Puşkin de bunun hakkında yazdı: Ah, aydınlanma ruhu ve deneyim, zor hataların oğlu, Ve deha, paradoksların arkadaşı, Ve şans, mucit tanrı tarafından bizim için ne kadar harika keşifler hazırlanıyor . ..
Kontrolsorularvegörevler
- Problem belirleme modellemesinin iki ana türü nelerdir?
- G. Oster'ın meşhur "Problem Kitabı"nda şu problem vardır:
- Modellemenin en iyi bilinen hedeflerini listeleyin. G. Oster'ın "Problem Book"undan eğlenceli problemi resmileştirin:
bilgi kavramı
belgeÇevremizdeki dünya çok çeşitlidir ve birbirine bağlı çok sayıda nesneden oluşur. Hayattaki yerinizi bulmak için, erken çocukluktan itibaren anne-babanızla, ardından öğretmenlerinizle adım adım tüm bu çeşitliliği öğreneceksiniz.
Prodüksiyon editörü V. Zemskikh Editör N. Fedorova Sanat editörü R. Yatsko Layout T. Petrova Düzelticiler M. Odinokova, M. Schukina bbk 65. 290-214
KitapШ39 Örgüt kültürü ve liderlik / Per. İngilizceden. ed. V. A. Spivak. - St. Petersburg: Peter, 2002. - 336 s: hasta. - ("Yönetim teorisi ve pratiği" dizisi).
Disiplinde eğitimsel ve metodolojik kompleks: "Pazarlama" uzmanlığı: 080116 "Ekonomide matematiksel yöntemler"
Eğitim ve metodoloji kompleksiProfesyonel faaliyet alanı: mikro, makro ve küresel seviyelerde ekonomik süreçlerin ve nesnelerin analizi ve modellenmesi; ekonomik ve matematiksel modellerin izlenmesi; ekonomik sistemlerin tahmini, programlanması ve optimizasyonu.
Belediye Özerk
Eğitim kurumu
"Ortaokul No. 31"
Sıktıvkar
bilgisayar deneyi
lise fiziğinde.
Reiser E.E.
Komi Cumhuriyeti
G 
.Sıktıvkar
İÇERİK:
BEN. giriiş
II. Öğrenme sürecinde deneyin türleri ve rolü.
III. Fizik derslerinde bilgisayar kullanımı.
V. Çözüm.
VI. Sözlük.
VII. Bibliyografya.
VIII. Uygulamalar:
1. Fiziksel bir deneyin sınıflandırılması
2. Öğrenci anketinin sonuçları
3. Bir gösteri deneyi sırasında bilgisayar kullanma ve problem çözme
4. Etkinlik sırasında bilgisayar kullanmak
Laboratuvar ve pratik çalışma
BİLGİSAYAR DENEYİ
ORTAOKUL FİZİK DERSİNDE.
…silahlanma zamanı
yeni bir araçla öğretmenler,
ve sonuç hemen
gelecek nesilleri etkiler.
Potasnik M.M.,
Rusya Eğitim Akademisi Akademisyeni, Pedagojik Bilimler Doktoru, Profesör.
BEN. Giriiş.
Fizik deneysel bir bilimdir. Bilimsel aktivite gözlemle başlar. Bir gözlem, onu etkileyen koşullar tam olarak kontrol edildiğinde en değerlidir. Bu, koşullar sabitse, biliniyorsa ve gözlemcinin iradesiyle değiştirilebilirse mümkündür. Sıkı kontrol edilen koşullar altında gerçekleştirilen gözleme denir. Deney. Ve kesin bilimler, incelenen nesnelerin ve süreçlerin özelliklerinin sayısal değerlerinin belirlenmesi ile gözlemler ve deneyler arasında organik bir bağlantı ile karakterize edilir.
Deney, temeli kesin olarak dikkate alınan ve kontrol edilen koşullarla bilimsel olarak kurulmuş bir deney olan bilimsel araştırmanın en önemli parçasıdır. Deney kelimesinin kendisi Latince'den gelir. deney- test, deneyim. Bilimsel dilde ve araştırma çalışmasında, "deney" terimi genellikle bir dizi ilgili kavram için ortak olan bir anlamda kullanılır: deneyim, amaçlı gözlem, bilgi nesnesinin yeniden üretimi, varlığı için özel koşulların organizasyonu, doğrulama. tahmin. Bu kavram, deneylerin bilimsel olarak düzenlenmesini ve incelenen fenomenin, fenomenlerin gidişatını takip etmeyi ve bu koşullar her tekrarlandığında onu yeniden yaratmayı mümkün kılan kesin olarak dikkate alınan koşullar altında gözlemlenmesini içerir. "Deney" kavramının kendisi, belirli bir fenomenin uygulanması için koşullar yaratmayı amaçlayan ve mümkünse en sık, yani. diğer fenomenler tarafından karmaşık değildir. Deneyin temel amacı, incelenen nesnelerin özelliklerini belirlemek, hipotezlerin geçerliliğini test etmek ve bu temelde, bilimsel araştırma konusunun geniş ve derinlemesine bir incelemesidir.
ÖncekiXVIIIiçinde. fizik bir saatkenfelsefenin bilim adamları, kütükleri düşündübilimsel sonuçlar onun temelidir ve sadeceDüşünce deneyi
için olabilirgörünümün oluşumunda ikna edici olmalarıdünyanın cihazında niya, ana fizik yasaları. Galileo, kimhaklı olarak deneylerin babası olarak kabul edildifizik, çağdaşlarına hiçbir şey kanıtlayamadı, deneyler yaptı.Pisan'dan farklı kütlelerde düşen toplargökdelen. "Galileo'nun fikri, aşağılayıcı açıklamalara ve şaşkınlığa neden oldu."üzerinde düşünce deneyikütleye eşit üç cismin davranışının analizisy, ikisi neve ile bağlıydısomy thread, meslektaşları için olduğu ortaya çıktıdoğrudan daha ikna edicidoğal deneyim.
Benzer şekilde Galileo, iki eğik düzlem ve bunlar boyunca hareket eden toplarla eylemsizlik yasasının geçerliliğini kanıtladı. I. Newton, “Doğal Felsefenin Matematiksel Temelleri” adlı kitabında kendisi tarafından bilinen ve keşfedilen yasaları, Öklid'in şemasını kullanarak, aksiyomları ve teoremleri tanıtarak doğrulamaya çalıştı. Bu kitabın kapağında
tasvir edilen dünya, dağ (G) ve silah ( P) (Şek. 1).
Top, ilk hızlarına bağlı olarak, dağdan farklı mesafelere düşen topları ateşler. Çekirdek, belirli bir hızda, Dünya çevresinde tam bir devrimi tanımlar. Newton, çizimiyle, birkaç yüzyıl sonra yaratılan Dünya'nın yapay uydularını yaratma olasılığı fikrine yol açtı.
Fiziğin gelişiminin bu aşamasında bir düşünce deneyi gerekliydi, çünkü gerekli araçların ve teknolojik temelin eksikliği nedeniyle gerçek bir deney imkansızdı. Düşünce deneyi hem D.K.Maxwell tarafından elektrodinamiğin temel denklemlerinden oluşan bir sistem oluşturulurken (daha önce M.Faraday tarafından yürütülen tam ölçekli deneylerin sonuçları da kullanılmış olsa da) hem de görelilik teorisini geliştirirken A. Einstein tarafından kullanılmıştır.
Bu nedenle, düşünce deneyleri yeni teorilerin geliştirilmesinin bileşenlerinden biridir. Fiziksel deneylerin çoğu başlangıçta modellendi ve zihinsel olarak yapıldı ve daha sonra gerçek oldu. Aşağıda fiziğin gelişmesinde önemli rol oynayan düşünce deneylerinden örnekler vereceğiz.
5. c. M.Ö. filozof Zeno, gerçek fenomenler ile mantıksal sonuçlarla elde edilebilecekler arasında mantıksal bir çelişki yarattı. Bir okun asla bir ördeği geçemeyeceğini gösterdiği bir düşünce deneyi önerdi (Şekil 2).
G. Galileo, bilimsel faaliyetinde, sözde "zihinsel deneylere" atıfta bulunarak sağduyuya dayalı akıl yürütmeye başvurdu. Aristoteles'in takipçileri, Galileo'nun fikirlerini reddederek, bir dizi "bilimsel" argümandan alıntı yaptılar. Ancak Galileo büyük bir polemik ustasıydı ve karşı savlarının yadsınamaz olduğu ortaya çıktı. O dönemin bilim adamları için mantıksal akıl yürütme, deneysel kanıtlardan daha inandırıcıydı.
"Kretase" fiziği, Doğayı anlamanın deneysel yöntemine karşılık gelmeyen diğer fizik öğretim yöntemleri gibi, 10-12 yıl önce Rus okuluna saldırmaya başladı. Bu süre zarfında, okul sınıflarının donanıma sahip olma düzeyi, gerekli düzeyin %20'sinin altına düştü; eğitim ekipmanı üreten endüstri fiilen çalışmayı durdurdu; sadece amaçlanan amaç için harcanabilecek olan “ekipman için” korunan bütçe kalemi, okul tahminlerinden kayboldu. Kritik durum fark edildiğinde, "Fizik Kabini" alt programı "Eğitim Teknolojisi" Federal programına dahil edildi. Programın bir parçası olarak, klasik ekipman üretimi restore edildi ve en son bilgi ve bilgisayar teknolojilerinin kullanılması da dahil olmak üzere modern okul ekipmanları geliştirildi. Ön çalışma ekipmanında en radikal değişiklikler gerçekleşti, mekanikte tematik ekipman setleri, moleküler fizik ve termodinamik, elektrodinamik, optik geliştirildi ve seri olarak üretiliyor (okul, bunlar için bu yeni ekipmanın eksiksiz bir setine sahiptir). bölümler).
Beden eğitimi kavramında bağımsız bir deneyin rolü ve yeri değişti: bir deney sadece pratik becerileri geliştirmenin bir yolu değil, biliş yöntemine hakim olmanın bir yolu haline geldi. Bilgisayar okul hayatına muazzam bir hızla “patladı”.
Bilgisayar, aktif öğrenme için yeni fırsatlar sağlayarak, düşünmenin gelişmesinde yeni yollar açar. Dersleri yürütmek için bilgisayar kullanmak,
alıştırmalar, testler ve laboratuvar çalışmaları ile ilerleme kayıtları daha verimli hale gelir ve büyük bir bilgi akışına kolayca erişilebilir. Fizik derslerinde bir bilgisayarın kullanılması, öğrencinin materyale ve diğer birçok gelişimsel eğitim ilkesine hakim olma konusundaki kişisel ilgisi ilkesini gerçekleştirmeye de yardımcı olur.
Ancak bana göre bilgisayar tamamen öğretmenin yerini alamaz. Öğretmen, öğrencilerin ilgisini çekme, meraklarını uyandırma, güvenlerini kazanma, dikkatlerini çalışılan konunun belirli yönlerine yönlendirme, çabalarını ödüllendirme ve öğrenmelerini sağlama yeteneğine sahiptir. Bilgisayar asla öğretmen gibi bir rolü üstlenemeyecek.
Bilgisayarı ders dışı çalışmalarda kullanma aralığı da geniştir: konuya bilişsel ilginin gelişmesine katkıda bulunur, fizikteki en hevesli öğrenciler için bağımsız yaratıcı araştırma olasılığını genişletir.
II. Öğrenme sürecinde deneyin türleri ve rolü.
Ana fiziksel deney türleri:
Demo deneyimi;
Ön laboratuvar çalışması;
Fiziksel atölye;
Deneysel görev;
Evde deneysel çalışma;
Bilgisayar destekli deney (yeni görünüm).
Demo Deneyi eğitici bir fiziksel deneyin bileşenlerinden biridir ve bir öğretmen tarafından özel cihazlar kullanılarak bir gösteri masasında fiziksel olayların yeniden üretilmesidir. Açıklayıcı deneysel öğretim yöntemlerini ifade eder. Bir gösteri deneyinin öğretimdeki rolü, deneyin bir bilgi kaynağı ve gerçekliği için bir ölçüt olarak fizik ve bilimde oynadığı rolle ve öğrencilerin eğitimsel ve bilişsel aktivitelerini organize etme olasılıkları ile belirlenir.
Gösteri fiziği deneyinin değeri aşağıdaki gibidir:
Öğrenciler, fizikte deneysel biliş yöntemini, fiziksel araştırmalarda deneyin rolü ile tanışırlar (sonuç olarak, bilimsel bir dünya görüşü oluştururlar);
Öğrenciler bazı deneysel beceriler geliştirir: fenomenleri gözlemleme yeteneği, hipotezler ortaya koyma yeteneği, bir deney planlama yeteneği, sonuçları analiz etme yeteneği, nicelikler arasında ilişkiler kurma yeteneği, sonuç çıkarma yeteneği, vb.
Bir görselleştirme aracı olan gösteri deneyi, öğrencilerin eğitim materyallerini algılamalarına, anlamalarına ve ezberlemelerine; öğrencilerin politeknik eğitimine izin verir; fizik çalışmalarına ilginin artmasını ve öğrenme için motivasyon yaratılmasını teşvik eder. Ancak öğretmen bir gösteri deneyi yaptığında, öğrenciler öğretmen tarafından yürütülen deneyi pasif bir şekilde gözlemlerken, kendileri kendi elleriyle hiçbir şey yapmazlar. Bu nedenle, öğrencilerin fizikte bağımsız bir deneyi olması gerekir.
Öğrencilere sınıfta fiziksel deneyler gösterilse bile, fizik öğretimi sadece teorik dersler şeklinde sunulamaz. Her türlü duyusal algıya sınıfta “ellerle çalışma” eklemek gerekir. Bu, öğrencilerin laboratuvar fiziksel deney kendileri enstalasyonları bir araya getirdiklerinde, fiziksel nicelikleri ölçtüğünde ve deneyler yaptıklarında. Laboratuar çalışmaları öğrenciler arasında büyük ilgi uyandırır, bu oldukça doğaldır, çünkü bu durumda öğrenci etrafındaki dünyayı kendi deneyimlerine ve kendi duygularına dayanarak öğrenir.
Fizikte laboratuvar derslerinin önemi, öğrencilerin bilişte deneyin rolü ve yeri hakkında fikir oluşturmalarında yatmaktadır. Deneyler yaparken öğrenciler hem entelektüel hem de pratik becerileri içeren deneysel beceriler geliştirirler. Birinci grup, deneyin amacını belirleme, hipotezler ortaya koyma, araç seçme, deneyi planlama, hataları hesaplama, sonuçları analiz etme, yapılan iş hakkında bir rapor hazırlama becerisini içerir. İkinci grup, bir deney düzeneği kurma, gözlemleme, ölçme ve deney yapma becerisini içerir.
Ek olarak, bir laboratuvar deneyinin önemi, gerçekleştirildiği zaman, öğrencilerin enstrümanlarla çalışırken doğruluk gibi önemli kişisel nitelikleri geliştirmelerinde yatmaktadır; işyerinde temizlik ve düzene uyulması, deney sırasında yapılan kayıtlarda, organizasyon, sonuçların elde edilmesinde azim. Belli bir zihinsel ve fiziksel emek kültürü oluştururlar.
- bu, sınıftaki tüm öğrencilerin aynı ekipmanı kullanarak aynı tip deneyi aynı anda gerçekleştirdikleri bir tür pratik çalışmadır. Ön laboratuvar çalışmaları çoğunlukla iki kişiden oluşan bir grup öğrenci tarafından gerçekleştirilir, bazen bireysel çalışma düzenlemek mümkündür. Buna göre, ofiste ön laboratuvar çalışmaları için 15-20 set alet bulunmalıdır. Bu tür cihazların toplam sayısı yaklaşık bin adet olacaktır. Ön laboratuvar çalışmalarının isimleri müfredatta verilmektedir. Birçoğu var, fizik dersinin hemen hemen her konusu için sağlanıyorlar. Çalışmayı gerçekleştirmeden önce öğretmen, öğrencilerin çalışmanın bilinçli performansına hazır olduklarını ortaya çıkarır, onlarla amacını belirler, çalışmanın ilerlemesini, enstrümanlarla çalışma kurallarını, ölçüm hatalarını hesaplama yöntemlerini tartışır. Ön laboratuvar çalışması içerik olarak çok karmaşık değildir, çalışılan materyalle kronolojik olarak yakından ilişkilidir ve genellikle bir ders için tasarlanmıştır. Laboratuar çalışmasının açıklamaları fizikteki okul ders kitaplarında bulunabilir.
Fiziksel atölye Fizik dersinin çeşitli konularından edinilen bilgilerin tekrarlanması, derinleştirilmesi, genişletilmesi ve genelleştirilmesi, öğrencilerin daha karmaşık donanımlar, daha karmaşık deneyler kullanılarak deneysel becerilerinin geliştirilmesi ve iyileştirilmesi, fizik dersi ile ilgili problemlerin çözümünde bağımsızlıklarının oluşturulması amacıyla yürütülür. deney. Fiziksel atölye çalışılan materyal ile zamanla bağlantılı değildir, genellikle akademik yılın sonunda, bazen birinci ve ikinci yarıyılın sonunda yapılır ve belirli bir konuda bir dizi deneyi içerir. Öğrenciler fiziksel bir atölye çalışmasını 2-4 kişilik bir grup içinde çeşitli ekipmanlar kullanarak gerçekleştirirler; Aşağıdaki sınıflarda, özel olarak hazırlanmış bir programa göre yapılan bir iş değişikliği vardır. Planlama yaparken sınıftaki öğrenci sayısını, atölye sayısını, ekipman mevcudiyetini dikkate alın. Fizikte ikili derslerin programa eklenmesini gerektiren fiziksel çalıştayın her çalışması için iki akademik saat ayrılır. Bu zorluklar sunar. Bu nedenle ve gerekli ekipman eksikliğinden dolayı bir saatlik fiziki atölye çalışması uygulanmaktadır. Atölye çalışmasının ön laboratuvar çalışmasından daha zor olması, daha karmaşık ekipman üzerinde gerçekleştirilmesi ve öğrencilerin bağımsız katılımının oranının duruma göre çok daha büyük olması nedeniyle iki saatlik çalışmanın tercih edildiğine dikkat edilmelidir. ön laboratuvar çalışması. Öğretmen her çalışma için adı, amacı, araç ve gereç listesini, kısa bir teoriyi, öğrencilerin bilmediği araçların tanımını ve çalışma planını içermesi gereken bir talimat hazırlamalıdır. Öğrenciler, çalışmayı tamamladıktan sonra, çalışmanın adını, çalışmanın amacını, alet listesini, bir enstalasyonun şemasını veya çizimini, iş yürütme planını, sonuç tablosunu, formülleri içeren bir rapor sunmalıdır. değerlerinin hesaplandığı, ölçüm hatalarının hesaplanması, sonuçlar. Atölyedeki öğrencilerin çalışmalarını değerlendirirken, çalışmaya hazırlıklarını, çalışma raporunu, beceri geliştirme düzeyini, teorik materyali anlamalarını, kullanılan deneysel araştırma yöntemlerini dikkate almalıdır.
H ve bugün ilgieski çevresel görev henüz dikte ve sosyal ve ekonomik nedenlergökyüzü karakter. Okulun mevcut "yetersiz finansmanı" ile bağlantılı olarak, mofiziksel ve fiziksel yaşlanmadolapların tabanı tam olarak eskibir perimental görev oynayabilirokul için, bir dış cephe kaplamasının rolü,ry fiziksel eski kurtarabilirperiment. Bu şaşırtıcı tarafından garanti edilirsadeliğin mükemmel bir kombinasyonuciddi ve derin fizik ile,Bu görevlerin en iyi örnekleri örneğinde gözlemlenebilir. organik uyum deneyselgeleneksel görevlerdeöğretim şeması okul fizik kursumümkün olur sadece kullanırken ilgili
teknoloji.
öğrencilere derste kazanılan bilgileri bağımsız olarak genişletmeyi ve yenilerini edinmeyi, ev eşyaları ve ev yapımı aletleri kullanarak deneysel beceriler oluşturmayı öğretmek; ilgi geliştirmek; geribildirim sağlayın (EED sırasında elde edilen sonuçlar bir sonraki derste çözülmesi gereken bir problem olabilir veya materyalin konsolidasyonu işlevi görebilir).
Yukarıdakilerin hepsi ana türler eğitimsel fiziksel deney, mutlaka bir bilgisayar, deneysel görevler, evde deneysel çalışma kullanan bir deneyle desteklenmelidir. yetenekler bilgisayar izin vermek
deneyin koşullarını değiştirir, bağımsız olarak kurulum modellerini tasarlar ve çalışmalarını gözlemler, yetenek oluşturur deneyselbilgisayar modelleri ile uğraşmak, hesaplamaları otomatik olarak gerçekleştirin.
Bizim bakış açımıza göre, bu tür deneyler, mekansal hayal gücü ve yaratıcı düşüncenin gelişimine katkıda bulunduğundan, etkinlik öğreniminin tüm aşamalarında eğitim deneyini tamamlamalıdır.
III . Fizik derslerinde bilgisayar kullanımı.
Fizik deneysel bir bilimdir. Fizik çalışmasını laboratuvar çalışması olmadan hayal etmek zordur. Ne yazık ki, fiziksel laboratuvar ekipmanı her zaman programlı laboratuvar çalışmasının yapılmasına izin vermez, daha karmaşık ekipman gerektiren yeni çalışmaların tanıtılmasına hiç izin vermez. Oldukça karmaşık laboratuvar çalışmaları yapmanıza izin veren kişisel bir bilgisayar kurtarmaya gelir. Onlarda öğretmen, kendi takdirine bağlı olarak, deneylerin ilk parametrelerini değiştirebilir, sonuç olarak olgunun kendisinin nasıl değiştiğini gözlemleyebilir, gördüklerini analiz edebilir ve uygun sonuçlar çıkarabilir.
Kişisel bir bilgisayarın yaratılması, bilginin özümsenme kalitesini önemli ölçüde artıran, ona erişimi hızlandıran ve bilgisayar teknolojisinin insan faaliyetinin çeşitli alanlarında kullanılmasına izin veren yeni bilgi teknolojilerine yol açtı.
Şüpheciler, bugün kişisel bir multimedya bilgisayarının ortaokulları bununla donatmak için çok pahalı olduğuna itiraz edecekler. Bununla birlikte, kişisel bir bilgisayar ilerlemenin beynidir ve bildiğiniz gibi, geçici ekonomik zorluklar ilerlemeyi durduramaz (yavaşla - evet, dur - asla). Mevcut dünya medeniyet seviyesine ayak uydurabilmek için mümkünse Rus okullarımızda uygulanmalıdır.
Böylece bilgisayar, egzotik bir makineden başka bir teknik öğretim aracına, belki de bir öğretmenin şimdiye kadar sahip olduğu tüm teknik araçların en güçlü ve en etkilisine dönüşüyor.
Bir lise fizik dersinin, çalışılması ve anlaşılması gelişmiş bir yaratıcı düşünme, analiz etme, karşılaştırma yeteneği gerektiren bölümleri içerdiği iyi bilinmektedir. Her şeyden önce, "Moleküler Fizik", "Elektrodinamik", "Nükleer Fizik", "Optik" gibi bazı bölümlerden bahsediyoruz. Kesin konuşmak gerekirse, bir fizik dersinin herhangi bir bölümünde şu bölümleri bulabilirsiniz: anlaması zor.
14 yıllık iş deneyiminin gösterdiği gibi, öğrenciler bu bölümlerde açıklanan fenomenleri ve süreçleri derinlemesine anlamak için gerekli zihinsel becerilere sahip değillerdir. Bu gibi durumlarda, öğretmen modern teknik öğretim yardımcılarının ve her şeyden önce - kişisel bir bilgisayarın yardımına gelir.
Çeşitli fiziksel olayları modellemek, cihazı ve fiziksel cihazların çalışma prensibini göstermek için kişisel bir bilgisayar kullanma fikri, bilgisayar teknolojisi okulda ortaya çıkar çıkmaz birkaç yıl önce ortaya çıktı. Zaten bilgisayar kullanan ilk dersler, onların yardımı ile okul fiziği öğretiminde her zaman var olan bir takım sorunları çözmenin mümkün olduğunu gösterdi.
Bunlardan bazılarını listeleyelim. Bir okul fizik sınıfında pek çok fenomen gösterilemez. Örneğin, bunlar mikro kozmosun fenomenleri veya hızlı süreçler veya ofiste olmayan cihazlarla yapılan deneylerdir. Sonuç olarak, öğrenciler onları zihinsel olarak hayal edemedikleri için onları incelemekte zorlanırlar. Bilgisayar yalnızca bu tür fenomenlerin bir modelini oluşturmakla kalmaz, aynı zamanda sürecin koşullarını, özümleme için en uygun hızda "kaydırma" yapmanıza da izin verir.
Cihazın incelenmesi ve çeşitli fiziksel cihazların çalışma prensibi fizik derslerinin ayrılmaz bir parçasıdır. Genellikle, belirli bir cihazı incelerken, öğretmen bunu gösterir, bir model veya diyagram kullanarak çalışma prensibini söyler. Ancak genellikle öğrenciler, belirli bir cihazın çalışmasını sağlayan tüm fiziksel süreçler zincirini hayal etmeye çalışırken zorluklar yaşarlar. Özel bilgisayar programları, cihazı ayrı parçalardan "birleştirmeyi", çalışma prensibinin altında yatan süreçleri dinamik olarak optimum hızda yeniden üretmeyi mümkün kılar. Bu durumda, animasyonun birden fazla "kaydırılması" mümkündür.
Tabii ki, bilgisayar diğer ders türlerinde de kullanılabilir: bağımsız olarak yeni materyal çalışırken, problem çözerken, testler sırasında.
Fizik derslerinde bilgisayar kullanımının onları gerçek bir yaratıcı sürece dönüştürdüğü, gelişimsel eğitim ilkelerini uygulamanıza izin verdiği de belirtilmelidir.
Bilgisayar derslerinin gelişimi hakkında birkaç söz söylenmelidir. Moskova Devlet Üniversitesi Fizik Bölümü'nde Voronezh Üniversitesi'nde geliştirilen "okul" fiziği için yazılım paketlerinin farkındayız ve yazarların emrinde, yaygın olarak kullanılan "Resimlerde Fizik" lazer diskinde elektronik bir ders kitabı var. bilinen. Çoğu profesyonelce yapılmış, güzel grafiklere sahip, iyi animasyonlar içeriyor, çok işlevli, tek kelimeyle birçok avantajı var. Ancak çoğunlukla, bu özel dersin ana hatlarına uymuyorlar. Onların yardımıyla, öğretmen tarafından derste belirlenen tüm hedeflere ulaşmak imkansızdır.
İlk bilgisayar derslerini gerçekleştirdikten sonra, özel eğitim gerektirdiği sonucuna vardık. Bu tür dersler için, hem gerçek bir deney hem de sanal bir (yani, bir monitör ekranında uygulanan) organik olarak "dokunarak" senaryolar yazmaya başladık. Çeşitli fenomenlerin simülasyonunun hiçbir şekilde gerçek, "canlı" deneylerin yerini almadığını, ancak onlarla birlikte, neler olup bittiğinin anlamını daha yüksek bir düzeyde açıklamanıza izin verdiğini özellikle belirtmek isterim. Çalışmamızın deneyimi, bu tür derslerin öğrenciler arasında gerçek bir ilgi uyandırdığını, herkesi, hatta fiziği zor bulan çocukları bile çalıştırdığını gösteriyor. Aynı zamanda, bilginin kalitesi belirgin şekilde artar. TCO olarak sınıfta bilgisayar kullanma örnekleri uzun süre devam ettirilebilir.
Bilgisayar, öğrencileri test etmek ve çok değişkenli (her birinin kendi görevi vardır) testler yapmak için bir çarpma tekniği olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Her durumda, arama programlarının yardımıyla öğretmen internette birçok ilginç şey bulabilir.
Bilgisayar, isteğe bağlı sınıflarda, pratik ve laboratuvar çalışmaları yaparken ve deneysel problemleri çözerken vazgeçilmez bir yardımcıdır. Öğrenciler bunu araştırma niteliğindeki küçük görevlerinin sonuçlarını işlemek için kullanırlar: tablolar yaparlar, grafikler oluştururlar, hesaplamalar yaparlar, basit fiziksel süreç modelleri oluştururlar. Bir bilgisayarın bu şekilde kullanılması, bilgiyi kendi kendine edinme becerilerini, sonuçları analiz etme yeteneğini geliştirir ve fiziksel düşünmeyi oluşturur.
IV. Farklı deney türlerinde bilgisayar kullanma örnekleri.
Eğitimsel deney düzeneğinin bir öğesi olarak bilgisayar, dersin farklı aşamalarında ve hemen hemen tüm deney türlerinde (genellikle bir gösteri deneyi ve laboratuvar çalışması) kullanılır.
"Maddenin yapısı" dersi (gösteri deneyi)
Amaç: Maddenin yapısını farklı kümelenme hallerinde incelemek, gaz, sıvı ve katı hallerde cisimlerin yapısındaki bazı düzenlilikleri belirlemek.
Yeni materyali açıklarken, moleküllerin farklı kümelenme durumlarındaki düzenini görsel olarak göstermek için bilgisayar animasyonu kullanılır.
Bilgisayar, bir kümelenme durumundan diğerine geçiş süreçlerini, artan sıcaklıkla moleküllerin hareket hızındaki artışı, difüzyon olgusunu, gaz basıncını göstermenize izin verir.
Konuyla ilgili problem çözme dersi: "Ufukta açılı hareket."
Amaç: balistik hareketi, günlük yaşamdaki uygulamasını incelemek.
Bilgisayar animasyonu yardımıyla, vücudun hareket yörüngesinin (yükseklik ve uçuş menzili) ilk hız ve geliş açısına bağlı olarak nasıl değiştiğini göstermek mümkündür. Bunun gibi bir bilgisayar kullanmak, bunu birkaç dakika içinde yapmanızı sağlar, bu da diğer problemleri çözmek için zaman kazandırır, öğrencileri her problem için bir resim çizmekten kurtarır (ki bunu yapmaktan gerçekten hoşlanmazlar).
Model, ufka açılı olarak atılan bir cismin hareketini gösterir. Vücudun hızının modülü ve yönünün yanı sıra başlangıç yüksekliğini de değiştirebilirsiniz. "Strobe" modunda, fırlatılan cismin hız vektörü ve yatay ve dikey eksenlerdeki izdüşümleri yörünge üzerinde düzenli aralıklarla gösterilir.
Laboratuvar çalışması "İzotermal sürecin araştırılması".
Amaç: Sabit sıcaklıkta bir gazın basıncı ile hacmi arasındaki ilişkiyi deneysel olarak kurmak.
İşe tamamen bir bilgisayar eşlik eder (isim, amaç, ekipman seçimi, çalışma sırası, gerekli hesaplamalar). Nesne tüpteki havadır. Parametreler iki durumda değerlendirilir: ilk ve sıkıştırılmış. Uygun hesaplamalar yapılır. Sonuçlar karşılaştırılır ve elde edilen verilere göre bir grafik oluşturulur.
Deneysel problem: tartılarak pi'nin belirlenmesi.
Amaç: pi'nin değerini farklı şekillerde belirlemek. 3,14'e eşit olabileceğini tartarak gösteriniz.
İşi yapmak için aynı malzemeden bir kare ve bir daire kesilir, böylece dairenin yarıçapı karenin kenarına eşit olur, bu rakamlar tartılır. Çemberin ve karenin kütlelerinin oranı ile Pi sayısı hesaplanır.
Salınım hareketinin özelliklerini incelemek için ev deneyi.
Amaç: Matematiksel bir sarkacın salınımlarının periyodu ve sıklığı hakkında derste kazanılan bilgileri pekiştirmek.
Salınımlı bir sarkaç modeli doğaçlama araçlardan yapılır (küçük bir gövde bir ipe asılır), deney için ikinci el ile bir saatin olması gerekir. Belirli bir süre için 30 salınım sayıldıktan sonra periyot ve frekans hesaplanır. Titreşim özelliklerinin gövdeye bağlı olmadığını tespit ederek farklı gövdelerle deney yapmak mümkündür. Ayrıca, farklı uzunluklarda bir iplik denedikten sonra uygun ilişkiyi kurabilirsiniz. Tüm ev sonuçları sınıfta tartışılmalıdır.
Deneysel problem: iş ve kinetik enerjinin hesaplanması.
Amaç: mekanik iş ve kinetik enerjinin değerinin problemin çeşitli koşullarına nasıl bağlı olduğunu göstermek.
Bir bilgisayar yardımıyla yerçekimi kuvveti (vücut ağırlığı), çekiş kuvveti, kuvvetin uygulama açısı ve sürtünme katsayısı arasındaki ilişki çok hızlı bir şekilde ortaya çıkar.
Model, ufka bir açıyla yönlendirilen bir dış kuvvetin etkisi altında sürtünmeli bir düzlemde bir çubuğun hareketi örneğinde mekanik iş kavramını göstermektedir. Modelin parametrelerini değiştirerek (barın kütlesi m, sürtünme katsayısı, etki eden kuvvetin modülü ve yönü) F ), çubuğun hareketi sırasında yapılan iş miktarını, sürtünme kuvvetini ve dış kuvveti takip etmek mümkündür. Bir bilgisayar deneyinde bu işlerin toplamının çubuğun kinetik enerjisine eşit olduğundan emin olun. Sürtünme kuvvetinin yaptığı işe dikkat edin. ANCAK her zaman olumsuzdur.
Öğrencilerin bilgilerini kontrol etmek için benzer görevler kullanılabilir. Bilgisayar, sorunun parametrelerini hızlı bir şekilde değiştirmenize izin verir, böylece çok sayıda seçenek oluşturur (hile hariç). Bu çalışmanın avantajı hızlı bir kontroldür. Çalışma, öğrencilerin huzurunda hemen kontrol edilebilir. Öğrenciler sonuca ulaşır ve kendi bilgilerini değerlendirebilir.
Sınava hazırlık.
Amaç: Çocuklara test sorularını hızlı ve doğru bir şekilde cevaplamayı öğretmek.
Bugüne kadar, öğrencileri birleşik devlet sınavına hazırlamak için bir program geliştirilmiştir. Okul fiziği dersinin tüm bölümlerinde farklı karmaşıklık düzeylerinde test görevleri içerir.
V. Çözüm.
Okulda fizik öğretmek, kursun bir gösteri deneyi ile sürekli olarak desteklenmesi anlamına gelir. Bununla birlikte, modern okulda, fizikte deneysel çalışmaların yürütülmesi, çalışma süresinin eksikliği ve modern malzeme ve teknik ekipman eksikliği nedeniyle genellikle zordur. Fizik sınıfının laboratuvarı gerekli araç ve gereçlerle tam donanımlı olsa bile, gerçek bir deneyin hem hazırlanması, hem yürütülmesi hem de çalışmanın sonuçlarını analiz etmek için çok daha fazla zaman gerekir.Aynı zamanda, özellikleri nedeniyle. (önemli ölçüm hataları, ders süresi sınırları vb.) gerçek bir deney genellikle asıl amacını gerçekleştirmez - fiziksel kalıplar ve yasalar hakkında bir bilgi kaynağı olarak hizmet etmek. Ortaya çıkan tüm bağımlılıklar yalnızca yaklaşık değerlerdir, genellikle doğru hesaplanan hata, ölçülen değerlerin kendisini aşar.
Bir bilgisayar deneyi, fizik dersinin "deneysel" bölümünü tamamlayabilir ve derslerin etkinliğini önemli ölçüde artırabilir. Kullanırken, fenomendeki ana şeyi izole edebilir, ikincil faktörleri kesebilir, kalıpları tanımlayabilir, değişken parametrelerle tekrar tekrar bir test yapabilir, sonuçları kaydedebilir ve uygun bir zamanda araştırmanıza geri dönebilirsiniz. Ayrıca bilgisayar versiyonunda çok daha fazla sayıda deney yapılabilir. Bu tür deney, belirli bir yasanın, fenomenin, sürecin vb. bir bilgisayar modeli kullanılarak uygulanır. Bu modellerle çalışmak, öğrenciler için muazzam bilişsel fırsatlar açar ve onları yalnızca gözlemci değil, aynı zamanda deneylerde aktif katılımcılar haline getirir.
Etkileşimli modellerin çoğunda, geniş bir aralıkta deneylerin başlangıç parametrelerini ve koşullarını değiştirmek, zaman ölçeklerini değiştirmek ve gerçek deneylerde mevcut olmayan modelleme durumlarını değiştirmek için seçenekler sunulur.
Bir başka olumlu nokta, bilgisayarın benzersiz, gerçek bir fiziksel deneyde uygulanmayan, gerçek bir doğal fenomeni değil, gözlemlenen ana fiziksel kalıpları hızlı ve verimli bir şekilde bulmanızı sağlayan basitleştirilmiş teorik modelini görselleştirme yeteneği sağlamasıdır. fenomen. Buna ek olarak, öğrenci, deney süreci ile eş zamanlı olarak karşılık gelen grafiksel bağımlılıkların yapısını gözlemleyebilir. Simülasyon sonuçlarını göstermenin grafiksel bir yolu, öğrencilerin alınan büyük miktarda bilgiyi özümsemelerini kolaylaştırır. Öğrenciler, kural olarak, grafik oluşturma ve okumada önemli zorluklar yaşadıklarından, bu tür modeller özel bir değere sahiptir.
Fizikteki tüm süreçlerin, fenomenlerin, tarihsel deneylerin sanal modellerin yardımı olmadan bir öğrenci tarafından hayal edilemeyeceğini de hesaba katmak gerekir (örneğin, Carnot döngüsü, modülasyon ve demodülasyon, Michelson'un hızı ölçme deneyi). ışık, Rutherford'un deneyi, vb.). Etkileşimli modeller, öğrencinin süreçleri basitleştirilmiş bir biçimde görmesine, kurulum şemalarını hayal etmesine, gerçek hayatta genellikle imkansız olan deneyler yapmasına, örneğin bir nükleer reaktörün çalışmasını kontrol etmesine izin verir.
Bugün, fizikte etkileşimli modeller içeren şu veya bu biçimde bir dizi pedagojik yazılım aracı (PPS) zaten var. Ne yazık ki, hiçbiri doğrudan okul uygulamasına odaklanmıyor. Bazı modeller üniversitelerde uygulamaya odaklandıkları için parametre değiştirme olasılığı ile aşırı yüklenmiştir, diğer programlarda interaktif model sadece ana materyali gösteren bir unsurdur. Ek olarak, modeller farklı PPP'lere dağılmıştır. Örneğin, bir ön bilgisayar deneyi yapmak için en uygun olan "Physicon" tarafından "Resimlerde Fizik", eski platformlar üzerine kuruludur ve yerel ağlarda kullanım desteği yoktur. Aynı şirketin "Açık Fizik" gibi diğer öğretim kadrosu, modellerle birlikte dersteki çalışma süresi boyunca kapatılamayan çok sayıda bilgi materyali içerir. Bütün bunlar, bir ortaokulda fizik dersleri verirken bilgisayar modellerinin seçimini ve kullanımını büyük ölçüde karmaşıklaştırıyor.
Ana şey, bir bilgisayar deneyinin etkili bir şekilde uygulanması için, özellikle lisede kullanıma yönelik öğretim elemanlarına ihtiyaç duyulmasıdır. Son zamanlarda, Ulusal Eğitim Vakfı tarafından eğitim yazılımı geliştiricileri için düzenlenen yarışmalar gibi federal projeler çerçevesinde okul için uzman öğretim kadrosu oluşturulmasına yönelik bir eğilim olmuştur. Belki önümüzdeki yıllarda bir lise fizik dersinde bir bilgisayar deneyini kapsamlı bir şekilde destekleyen öğretim elemanlarını göreceğiz. Bütün bu anları çalışmamda ortaya çıkarmaya çalıştım.
VI. Sözlük.
Deney bilimde duyusal-nesnel bir etkinliktir.
fiziksel deney- bu, incelenen fenomenlerin belirli koşullar altında gözlemlenmesi ve analizi olup, fenomenlerin seyrini izlemenize ve her seferinde sabit koşullar altında yeniden oluşturmanıza izin verir.
Gösteri- Bu, görsel olarak algılanan fiziksel olayları, süreçleri, kalıpları temsil eden fiziksel bir deneydir.
Ön laboratuvar çalışması- sınıftaki tüm öğrencilerin aynı ekipmanı kullanarak aynı tip deneyi aynı anda gerçekleştirdikleri, çalışılan program materyali sırasında gerçekleştirilen bir tür pratik çalışma.
Fiziksel atölye- öğrenciler tarafından kursun önceki bölümlerinin sonunda (veya yılın sonunda), daha karmaşık ekipman üzerinde, ön laboratuvar çalışmasından daha büyük bir bağımsızlık derecesi ile gerçekleştirilen pratik çalışma.
Evde deneysel çalışma- öğrenciler tarafından evde, okul dışında, öğretmenin doğrudan rehberliği olmadan gerçekleştirilen en basit bağımsız deney.
deneysel problemler- Deneyin, çözüm için gerekli olan bazı başlangıç miktarlarını belirleme aracı olarak hizmet ettiği görevler; içinde sorulan soruya cevap verir veya duruma göre yapılan hesaplamaları doğrulamanın bir yoludur.
VII. Kaynakça:
1. Bashmakov L.I., S.N. Pozdnyakov, N.A. Reznik "Bilgi öğrenme ortamı", St. Petersburg: "Işık", 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 temelleri ve bilgisayar simülasyonu. 7. bilimsel ve metodolojik konferansın materyalleri, Akademik Spor Salonu, St. Petersburg - Eski Peterhof, s. 47, 1998.
5. Vinnitsky Yu.A., G.M. Nurmukhamedov "Lisede fizik dersinde bilgisayar deneyi." Dergi "Okulda Fizik" No. 6, s. 42, 2006.
6. Golelov A.A. Modern doğa bilimi kavramları: ders kitabı. Atölye. - M.: İnsani Yayıncılık Merkezi VLADOS, 1998
7. Kavtrev A.F. "Fizik derslerinde bilgisayar modellerini kullanma yöntemleri". Beşinci uluslararası konferans "Modern eğitim sisteminde fizik" (FSSO-99), özetler, cilt 3, St. Petersburg: "A. I. Herzen'in adını taşıyan Rus Devlet Pedagoji Üniversitesi Yayınevi", s. 98-99, 1999.
8. Kavtrev A.F. "Okul fizik dersinde bilgisayar modelleri". Dergi "Eğitimde bilgisayar araçları", St. Petersburg: "Eğitimin Bilgilendirilmesi", 12, s. 41-47, 1998.
9. Okulda fizik öğretimi teorisi ve yöntemleri. Genel Konular. Düzenleyen S.E. Kameneykogo, N.S. Purysheva. M: "Akademi", 2000
10. Trofimova T.I. "Fizik Kursu", ed. "Yüksek Okul", M., 1999
11. Chirtsov A.Ş. Fizik öğretiminde bilgi teknolojileri. Dergi "Eğitimde bilgisayar araçları", St. Petersburg: "Eğitimin Bilgilendirilmesi", 12, s. Z, 1999.
1 Numaralı Başvuru
Fiziksel bir deneyin sınıflandırılması
Uygulama №2
Öğrencilerle yapılan anketin sonuçları.
5, 6 a, 7 - 11. sınıf öğrencileri arasında aşağıdaki sorular üzerine bir anket yapılmıştır:
çekirdekteki nükleonlardan birinin değişmesi;
çekirdeğin iç yapısının yeniden yapılandırılması;
nükleonların bir çekirdekten diğerine yeniden düzenlenmesi.
Fizik çalışmalarınızda deney sizin için nasıl bir rol oynuyor?
Program, yeni materyalleri açıklamak ve deneysel problemleri çözmek için kullanılabilecek 107 modele sahiptir. Derslerimde kullandığım birkaç örnek vermek istiyorum.
“Nükleer reaksiyonlar. Nükleer fisyon.
Amaç: nükleer reaksiyon kavramlarını oluşturmak, çeşitliliklerini göstermek. Bu süreçlerin özü hakkında bir anlayış geliştirin.
Bilgisayar, incelenen süreçlerin daha görsel bir gösterimi için yeni materyali açıklarken kullanılır, reaksiyon koşullarını hızlı bir şekilde değiştirmenize izin verir, önceki koşullara geri dönmeyi mümkün kılar.
Bu model gösterir
çeşitli nükleer dönüşümler.
Nükleer dönüşümler sonucunda meydana gelir.
çekirdeklerin radyoaktif bozunma süreçleri ve
eşlik eden nükleer reaksiyonlar nedeniyle
çekirdeklerin fisyon veya füzyonu.
Çekirdeklerde meydana gelen değişiklikler kırılabilir.
üç gruba ayrılır:
İlk grup, çekirdeğin nötronlarından biri bir protona dönüştüğünde veya bunun tersi olduğunda çeşitli beta bozunması türlerini içerir. İlk (daha sık) tipteki beta bozunması, bir elektron ve bir elektron antinötrino emisyonu ile meydana gelir. İkinci tip beta bozunması, ya bir pozitron ve bir elektron nötrino yayarak ya da bir elektron yakalayıp bir elektron nötrino yayarak (bir elektron çekirdeğe en yakın elektron kabuklarından birinden yakalanır) meydana gelir. Serbest durumda, bir protonun bir nötron, bir pozitron ve bir elektron nötrinoya bozunamayacağını unutmayın - bu, çekirdekten aldığı ek enerjiyi gerektirir. Bununla birlikte, beta bozunması sürecinde bir proton bir nötrona dönüştürüldüğünde çekirdeğin toplam enerjisi azalır. Bu, çekirdeğin protonları (daha az olan) arasındaki Coulomb itme enerjisindeki bir azalmadan kaynaklanmaktadır.
İkinci grup, başlangıçta uyarılmış durumda olan çekirdeğin fazla enerjiyi boşaltarak bir gama kuantumu yayan gama bozunmasını içermelidir. Üçüncü grup, alfa bozunmasını (orijinal çekirdekten bir alfa parçacığının emisyonu - iki proton ve iki nötrondan oluşan bir helyum atomunun çekirdeği), nükleer fisyon (çekirdek tarafından bir nötronun emilmesi ve ardından iki çakmağa bozunma) içerir. çekirdekler ve birkaç nötronun emisyonu) ve nükleer sentez (iki hafif çekirdeğin çarpışmasının bir sonucu olarak, daha ağır bir çekirdek oluştuğunda ve muhtemelen hafif parçalar veya bireysel protonlar veya nötronlar kaldığında).
Alfa bozunması sırasında çekirdeğin geri tepme yaşadığını ve alfa parçacığı emisyon yönünün tersi yönde belirgin şekilde kaydığını lütfen unutmayın. Aynı zamanda, beta bozunması sırasındaki geri tepme çok daha küçüktür ve modelimizde hiç fark edilmez. Bunun nedeni, bir elektronun kütlesinin, çekirdeğin kütlesinden binlerce (ve hatta ağır atomlar için yüz binlerce kez) daha az olmasıdır.
"Nükleer Reaktör" dersinin bir parçası
Amaç: bir nükleer reaktörün yapısı hakkında fikir oluşturmak, çalışmasını bir bilgisayar kullanarak göstermek.
Bilgisayar koşulları değiştirmenize izin verir
reaktördeki reaksiyonlar. Yazıtların kaldırılması
öğrencilerin yapı hakkındaki bilgilerini test edebilirsiniz
reaktör, hangi koşullar altında
bir patlama mümkündür.
Bir nükleer reaktör bir cihazdır
enerjiyi dönüştürmek için tasarlanmış
atom çekirdeğini elektrik enerjisine dönüştürür.
Reaktörün çekirdeği radyoaktif içerir
madde (genellikle uranyum veya plütonyum).
Bunların a - bozunması nedeniyle açığa çıkan enerji
atomlar suyu ısıtır. Ortaya çıkan su buharı, buhar türbinine akar; Döndükçe, jeneratörde bir elektrik akımı üretilir. Uygun temizlikten sonra ılık su yakındaki bir gölete dökülür; soğuk su oradan reaktöre girer. Özel bir sızdırmaz muhafaza, çevreyi ölümcül radyasyondan korur.
Özel grafit çubuklar hızlı nötronları emer. Onların yardımıyla reaksiyonun seyrini kontrol edebilirsiniz. "Yükselt" düğmesine basın (bu ancak reaktöre soğuk su pompalayan pompalar açıksa yapılabilir) ve "Proses Koşulları"nı açın. Çubuklar kaldırıldıktan sonra bir nükleer reaksiyon başlayacaktır. Sıcaklık T reaktörün içi 300 ° C'ye yükselecek ve su yakında kaynamaya başlayacak. Ekranın sağ köşesindeki ampermetreye baktığınızda reaktörün elektrik üretmeye başladığına emin olabilirsiniz. Çubukları geri iterek zincirleme reaksiyonu durdurabilirsiniz.
4 Numaralı Başvuru
Laboratuar çalışması ve fiziksel uygulama performansında bilgisayar kullanımı.
Öğretmenin işini kolaylaştıran, dersleri daha ilginç ve modern hale getiren 72 laboratuvar çalışmasının geliştirildiği 4 CD bulunmaktadır. Bu gelişmeler fiziksel bir atölye çalışması yapılırken kullanılabilir, çünkü. bazıları müfredatın kapsamı dışındadır. İşte bazı örnekler. İşin adı, amacı, ekipmanı, adım adım yürütülmesi - tüm bunlar bir bilgisayar kullanılarak ekrana yansıtılır.
Laboratuvar çalışması: "İzobarik sürecin araştırılması."
Amaç: hacim ve hacim arasındaki ilişkiyi deneysel olarak kurmak
belirli bir kütleye sahip bir gazın çeşitli derecelerdeki sıcaklığı
devletler.
Ekipman: tepsi, tüp - iki musluklu tank,
termometre, kalorimetre, ölçüm bandı.
Çalışmanın amacı tüpteki havadır -
tankı. İlk durumda, hacmi tarafından belirlenir
borunun iç boşluğunun uzunluğu. Tüp, kalorimetreye bobin bobin yerleştirilir, üst valf açıktır. Kalorimetreye 55 0 - 60 0 C su dökülür, baloncuk oluşumu gözlenir. Tüpteki su ve havanın sıcaklığı eşitlenene kadar oluşacaklardır. Sıcaklık bir laboratuvar termometresi ile ölçülür. Kalorimetreye soğuk su dökülerek hava ikinci duruma aktarılır. Termal denge kurulduktan sonra suyun sıcaklığı ölçülür. İkinci durumda hacim, borudaki uzunluğuyla ölçülür (orijinal uzunluk eksi gelen suyun uzunluğu).
İki durumdaki havanın parametrelerini bilerek, hacmindeki değişiklik ile sabit basınçta sıcaklıktaki değişiklik arasında bir ilişki kurulur.
Ders - atölye: “Yüzey gerilimi katsayısının ölçülmesi.
Amaç: yüzey gerilimi katsayısını belirleme yöntemlerinden birini bulmak.
Ekipman: terazi, tepsi, bardak, su ile damlalık.
Araştırmanın amacı sudur. Teraziler çalışma pozisyonuna getirilir, dengelenir. Camın kütlesini belirlemek için kullanılırlar. Küllükten bardağa yaklaşık 60 - 70 damla su damlar. Bir bardak suyun kütlesini belirleyin. Kütle farkı, bardaktaki suyun kütlesini belirlemek için kullanılır. Damla sayısını bilerek, bir damlanın kütlesini belirleyebilirsiniz. Damlalık deliğinin çapı, kapsülünde belirtilmiştir. Formül, suyun yüzey gerilimi katsayısını hesaplar. Elde edilen sonucu tablo değeriyle karşılaştırın.
Güçlü öğrenciler için bitkisel yağ ile ek deneyler yapmayı teklif edebilirsiniz.