Kompyuter tajribasi nimani anglatadi. Kompyuter tajribasi. Simulyatsiya natijalarini tahlil qilish Yangi dizaynlarga hayot bag'ishlash, ishlab chiqarishga yangi texnik echimlarni kiritish yoki yangi g'oyalarni sinab ko'rish uchun tajriba kerak. Tajriba
| O'quv yili uchun darsni rejalashtirish | Modellashtirishning asosiy bosqichlari
2-dars
Modellashtirishning asosiy bosqichlari
 |
 |
|
Ushbu mavzuni o'rganish orqali siz quyidagilarni bilib olasiz:
Modellashtirish nima;
- modellashtirish uchun prototip sifatida nima xizmat qilishi mumkin;
- modellashtirish inson faoliyatida qanday o'rin tutadi;
- modellashtirishning asosiy bosqichlari qanday;
- kompyuter modeli nima;
Kompyuter tajribasi nima.
kompyuter tajribasi
Yangi dizayn ishlanmalariga hayot berish, ishlab chiqarishga yangi texnik echimlarni kiritish yoki yangi g'oyalarni sinab ko'rish uchun tajriba kerak. Tajriba - bu ob'ekt yoki model bilan amalga oshiriladigan tajriba. Bu ba'zi harakatlarni bajarish va eksperimental namunaning ushbu harakatlarga qanday munosabatda bo'lishini aniqlashdan iborat.
Maktabda siz biologiya, kimyo, fizika, geografiya darslarida tajribalar o'tkazasiz.
Korxonalarda yangi mahsulot namunalarini sinovdan o'tkazishda tajribalar o'tkaziladi. Odatda, buning uchun maxsus ishlab chiqilgan o'rnatish qo'llaniladi, bu laboratoriya sharoitida tajriba o'tkazishga imkon beradi yoki haqiqiy mahsulotning o'zi barcha turdagi sinovlardan o'tkaziladi (to'liq miqyosli eksperiment). Misol uchun, bir birlik yoki yig'ilishning ishlash xususiyatlarini o'rganish uchun u termostatga joylashtiriladi, maxsus kameralarda muzlatiladi, tebranish stendlarida sinovdan o'tkaziladi, tushiriladi va hokazo. U yangi soat yoki changyutgich bo'lsa yaxshi - halokat paytida yo'qotish katta emas. Agar bu samolyot yoki raketa bo'lsa-chi?
Laboratoriya va keng ko'lamli tajribalar katta moddiy xarajatlar va vaqtni talab qiladi, ammo ularning ahamiyati, shunga qaramay, juda katta.
Kompyuter texnologiyalarining rivojlanishi bilan yangi noyob tadqiqot usuli - kompyuter tajribasi paydo bo'ldi. Ko'pgina hollarda, kompyuter simulyatsiyasi bo'yicha tadqiqotlar yordam berish uchun keldi va ba'zan hatto tajriba namunalari va sinov skameykalarini almashtirish uchun keldi. Kompyuter tajribasini o'tkazish bosqichi ikki bosqichni o'z ichiga oladi: tajriba rejasini tuzish va tadqiqot o'tkazish.
Tajriba rejasi
Tajriba rejasi model bilan ishlash ketma-ketligini aniq aks ettirishi kerak. Bunday rejadagi birinchi qadam har doim modelni sinab ko'rishdir.
Sinov - bu tuzilgan modelning to'g'riligini tekshirish jarayoni.
Test - modelni qurishning to'g'riligini aniqlash imkonini beruvchi dastlabki ma'lumotlar to'plami.
Olingan modellashtirish natijalarining to'g'riligiga ishonch hosil qilish uchun quyidagilar zarur: ♦ modelni yaratish uchun ishlab chiqilgan algoritmni tekshirish; ♦ tuzilgan model asl nusxaning simulyatsiyada hisobga olingan xususiyatlarini to'g'ri aks ettirishiga ishonch hosil qiling.
Modelni qurish algoritmining to'g'riligini tekshirish uchun dastlabki ma'lumotlarning test to'plami qo'llaniladi, buning uchun yakuniy natija oldindan ma'lum yoki boshqa usullar bilan oldindan belgilanadi.
Misol uchun, agar siz modellashtirishda hisoblash formulalaridan foydalansangiz, unda dastlabki ma'lumotlar uchun bir nechta variantni tanlashingiz va ularni "qo'lda" hisoblashingiz kerak. Bu sinov elementlari. Model qurilganda, siz bir xil kirishlar bilan sinovdan o'tkazasiz va simulyatsiya natijalarini hisoblash natijasida olingan xulosalar bilan solishtirasiz. Agar natijalar mos keladigan bo'lsa, unda algoritm to'g'ri ishlab chiqilgan, agar bo'lmasa, ularning nomuvofiqligi sababini izlash va yo'q qilish kerak. Test ma'lumotlari haqiqiy vaziyatni umuman aks ettirmasligi va semantik tarkibga ega bo'lmasligi mumkin. Biroq, sinov jarayonida olingan natijalar sizni dastlabki ma'lumotni yoki belgi modelini o'zgartirish haqida o'ylashga undashi mumkin, birinchi navbatda uning semantik mazmuni belgilangan qismida.
Tuzilgan model asl nusxaning simulyatsiyada hisobga olingan xususiyatlarini aks ettirishiga ishonch hosil qilish uchun haqiqiy manba ma'lumotlariga ega test namunasini tanlash kerak.
Tadqiqot o'tkazish
Sinovdan so'ng, tuzilgan modelning to'g'riligiga ishonchingiz komil bo'lganda, siz to'g'ridan-to'g'ri o'rganishga o'tishingiz mumkin.
Rejada simulyatsiya maqsadlariga javob beradigan eksperiment yoki eksperimentlar seriyasi ko'zda tutilishi kerak. Har bir tajriba natijalarni tushunish bilan birga bo'lishi kerak, bu modellashtirish natijalarini tahlil qilish va qarorlar qabul qilish uchun asos bo'lib xizmat qiladi.
Kompyuter tajribasini tayyorlash va o'tkazish sxemasi 11.7-rasmda ko'rsatilgan.
Guruch. 11.7. Kompyuter tajribasi sxemasi
Simulyatsiya natijalarini tahlil qilish
Modellashtirishning yakuniy maqsadi qaror qabul qilish bo'lib, u simulyatsiya natijalarini har tomonlama tahlil qilish asosida ishlab chiqilishi kerak. Ushbu bosqich hal qiluvchi - yo o'qishni davom ettirasiz, yoki tugatasiz. 11.2-rasmda natijalarni tahlil qilish bosqichi avtonom holda mavjud bo'lishi mumkin emasligini ko'rsatadi. Olingan xulosalar ko'pincha qo'shimcha tajribalar seriyasiga, ba'zan esa muammoni o'zgartirishga yordam beradi.
Sinov va tajribalar natijalari yechimni ishlab chiqish uchun asos bo'lib xizmat qiladi. Agar natijalar topshiriqning maqsadlariga mos kelmasa, bu avvalgi bosqichlarda xatolarga yo'l qo'yilganligini anglatadi. Bu muammoning noto'g'ri bayoni yoki axborot modelining haddan tashqari soddalashtirilgan tuzilishi yoki modellashtirish usuli yoki muhitining muvaffaqiyatsiz tanlanishi yoki modelni qurishda texnologik usullarning buzilishi bo'lishi mumkin. Agar bunday xatolar aniqlansa, modelni tuzatish kerak, ya'ni oldingi bosqichlardan biriga qaytish. Jarayon tajriba natijalari simulyatsiya maqsadlariga javob bermaguncha takrorlanadi.
Esda tutish kerak bo'lgan asosiy narsa shundaki, aniqlangan xato ham natijadir. Maqolda aytilganidek, siz xatolaringizdan saboq olasiz. Bu haqda buyuk rus shoiri A. S. Pushkin ham shunday yozgan:
Oh, bizda qancha ajoyib kashfiyotlar bor
Ma'rifat ruhini tayyorlang
Va tajriba, qiyin xatolarning o'g'li,
Va daho, paradokslar do'stim,
Va tasodif, xudo ixtirochi ...
Nazorat savollari va topshiriqlari
1. Modellashtirish muammosi bayonining ikkita asosiy turi qanday.
2. G. Osterning mashhur "Muammolar kitobi"da quyidagi muammo bor:
Yovuz jodugar tinmay mehnat qilib, kuniga 30 ta malikani tırtıllara aylantiradi. 810 ta malikani tırtılga aylantirish uchun unga necha kun kerak bo'ladi? 15 kun ichida ishni bajarish uchun kuniga qancha malika tırtıllara aylanishi kerak?
Qaysi savolni "agar ... nima bo'ladi" turiga va qaysi biri "bunday qilish kerak ..." turiga bog'liq bo'lishi mumkin?
3. Modellashtirishning eng mashhur maqsadlarini sanab o'ting.
4. G. Osterning "Muammolar kitobi" dan o'ynoqi muammoni rasmiylashtiring:
Bir-biridan 27 km uzoqlikda joylashgan ikkita budkadan bir vaqtning o'zida ikkita qo'pol it bir-birlariga otildi. Birinchisi soatiga 4 km, ikkinchisi esa 5 km / soat tezlikda ishlaydi.
Jang qachongacha boshlanadi?
5.
Iloji boricha "er-xotin poyabzal" ob'ektining ko'plab xususiyatlarini nomlang. Turli maqsadlar uchun ob'ektning axborot modelini tuzing:
■ yurish uchun poyabzal tanlash;
■ mos poyabzal qutisini tanlash;
■ poyabzalni parvarish qilish uchun krem sotib olish.
6. Kasb tanlash bo'yicha tavsiyanoma berish uchun o'smirning qanday xususiyatlari zarur?
7. Nima uchun kompyuter simulyatsiyada keng qo'llaniladi?
8. Sizga ma'lum bo'lgan kompyuterni modellashtirish vositalarini ayting.
9. Kompyuter tajribasi nima? Misol keltiring.
10. Model sinovi nima?
11. Modellashtirish jarayonida qanday xatolarga duch keladi? Xato topilganda nima qilish kerak?
12. Simulyatsiya natijalarini tahlil qilish nima? Odatda qanday xulosalar chiqariladi?
Yuqorida keltirilgan ta'rifda "tajriba" atamasi ikki tomonlama ma'noga ega. Bir tomondan, kompyuter tajribasida, shuningdek, realda, tizimning parametrlarning ma'lum o'zgarishlariga yoki tashqi ta'sirlarga javoblari o'rganiladi. Ko'pincha parametrlar sifatida harorat, zichlik, kompozitsion ishlatiladi. Va ta'sir ko'pincha mexanik, elektr yoki magnit maydonlar orqali amalga oshiriladi. Yagona farq shundaki, eksperimentator haqiqiy tizim bilan shug'ullanadi, kompyuter tajribasida esa haqiqiy ob'ektning matematik modelining xatti-harakati ko'rib chiqiladi. Boshqa tomondan, aniq belgilangan modellar uchun qat'iy natijalarni olish qobiliyati analitik nazariyalarning bashoratlarini sinab ko'rish uchun mustaqil ma'lumot manbai sifatida kompyuter tajribasidan foydalanishga imkon beradi va shuning uchun simulyatsiya natijalari ushbu sifatda o'ynaydi. eksperimental ma'lumotlar bilan bir xil standartning roli.
Aytilganlarning barchasidan ko'rinib turibdiki, kompyuter tajribasini o'rnatishda ikkita juda boshqacha yondashuvlar mavjud bo'lib, bu hal qilinayotgan muammoning tabiati bilan bog'liq va shuning uchun model tavsifini tanlashni belgilaydi.
Birinchidan, MD yoki MC usullari bo'yicha hisob-kitoblar aniq bir real tizimning xususiyatlarini bashorat qilish va ularni fizik eksperiment bilan taqqoslash bilan bog'liq bo'lgan sof utilitar maqsadlarni ko'zlashi mumkin. Bunday holda, qiziqarli bashorat qilish mumkin va tadqiqotlar ekstremal sharoitlarda, masalan, o'ta yuqori bosim yoki haroratda, turli sabablarga ko'ra haqiqiy tajriba imkonsiz bo'lganda yoki juda ko'p moddiy xarajatlarni talab qilganda o'tkazilishi mumkin. Kompyuter simulyatsiyasi odatda murakkab molekulyar tizimning xatti-harakatlari haqida eng batafsil ("mikroskopik") ma'lumotni olishning yagona usuli hisoblanadi. Bu, ayniqsa, turli xil biotizimlarga ega bo'lgan dinamik tipdagi raqamli tajribalar bilan aniq ko'rsatildi: tabiiy holatdagi globulyar oqsillar, DNK va RNK bo'laklari. , lipid membranalari. Bir qator hollarda olingan ma'lumotlar ushbu ob'ektlarning tuzilishi va faoliyati to'g'risidagi ilgari mavjud bo'lgan g'oyalarni qayta ko'rib chiqish yoki sezilarli darajada o'zgartirish zaruratini tug'dirdi. Shu bilan birga, shuni yodda tutish kerakki, atomlarning haqiqiy o'zaro ta'sirini taxmin qiladigan bunday hisob-kitoblarda har xil turdagi valentlik va valentlik bo'lmagan potentsiallardan foydalanilganligi sababli, bu holat oxir-oqibat model va haqiqat o'rtasidagi muvofiqlik darajasini aniqlaydi. . Dastlab, teskari masalani yechish, potentsiallar mavjud tajriba ma'lumotlariga ko'ra kalibrlanganda amalga oshiriladi va shundan keyingina bu potentsiallardan tizim haqida batafsilroq ma'lumot olish uchun foydalaniladi. Ba'zida atomlararo o'zaro ta'sirlarning parametrlarini printsipial jihatdan oddiyroq model birikmalar uchun bajarilgan kvant kimyoviy hisob-kitoblaridan topish mumkin. MD yoki MC usullari bilan modellashtirishda molekula kvant mexanikasi qonunlariga bo'ysunuvchi elektronlar va yadrolar to'plami sifatida emas, balki bog'langan klassik zarralar - atomlar tizimi sifatida ko'rib chiqiladi. Bunday model deyiladi molekulaning mexanik modeli .
Kompyuter tajribasini o'rnatishga boshqa yondashuvning maqsadi o'rganilayotgan tizimning umumiy (universal yoki model-invariant) xatti-harakatlarini, ya'ni faqat ma'lum sinfning eng tipik xususiyatlari bilan belgilanadigan naqshlarni tushunish bo'lishi mumkin. ob'ektlarning, lekin bitta birikmaning kimyoviy tuzilishi tafsilotlari bilan emas. Ya'ni, bu holda, kompyuter tajribasi raqamli parametrlarni hisoblash emas, balki funktsional munosabatlarni o'rnatishdan iborat. Ushbu mafkura polimerlarning miqyosi nazariyasida eng aniq mavjud. Ushbu yondashuv nuqtai nazaridan kompyuter modellashtirish nazariy vosita bo'lib, bu, birinchi navbatda, nazariyaning mavjud analitik usullarining xulosalarini tekshirish yoki ularning bashoratlarini to'ldirish imkonini beradi. Analitik nazariya va kompyuter tajribasi o'rtasidagi o'zaro ta'sir ikkala yondashuv ham bir xil modellardan foydalanishga muvaffaq bo'lganda juda samarali bo'lishi mumkin. Polimer molekulalarining bunday umumlashtirilgan modellarining eng yorqin namunasi deb ataladigan narsadir. panjara modeli . Uning asosida, xususan, polimerlar fizik-kimyosining klassik va qaysidir ma'noda asosiy muammosi bo'lgan massaviy o'zaro ta'sirlarning konformatsiyaga ta'siri va shunga mos ravishda polimerlarning fizik-kimyoviy ta'siriga oid ko'plab nazariy konstruktsiyalar yaratilgan. moslashuvchan polimer zanjirining xususiyatlari. Ommaviy o'zaro ta'sirlar deganda, odatda, zanjir bo'ylab uzoq bo'lgan birliklar makromolekulaning tasodifiy egilishi tufayli fazoda bir-biriga yaqinlashganda paydo bo'ladigan qisqa masofali itaruvchi kuchlar tushuniladi. Panjara modelida haqiqiy zanjir ma'lum turdagi muntazam panjaraning tugunlari orqali o'tuvchi buzilgan traektoriya sifatida qaraladi: kub, tetraedral va boshqalar. Ishg'ol qilingan panjara tugunlari polimer birliklariga (monomerlarga) va ularni bog'laydigan segmentlarga mos keladi. makromolekulaning skeletidagi kimyoviy bog'lanishlarga mos keladi. Traektoriyaning o'z-o'zidan kesishishini taqiqlash (yoki boshqacha aytganda, bir vaqtning o'zida ikkita yoki undan ko'p monomerlarning bitta panjara maydoniga kirishining mumkin emasligi) hajmli o'zaro ta'sirlarni modellashtiradi (1-rasm). Ya'ni, agar, masalan, MC usuli qo'llanilsa va tasodifiy tanlangan bo'g'in almashtirilganda, u allaqachon egallab olingan tugunga tushib qolsa, unda bunday yangi konformatsiya o'chiriladi va endi hisoblashda hisobga olinmaydi. qiziqtirgan tizim parametrlari. To'rdagi turli xil zanjir tuzilmalari polimer zanjiri konformatsiyalariga mos keladi. Ularga ko'ra, kerakli xususiyatlar o'rtacha hisoblanadi, masalan, R zanjirining uchlari orasidagi masofa.
Bunday modelni o'rganish hajmli o'zaro ta'sirlarning ildiz o'rtacha kvadrat qiymatiga bog'liqligiga qanday ta'sir qilishini tushunishga imkon beradi.
Panjara modellarining turli xil modifikatsiyalari mavjud, masalan, bog'lanishlar orasidagi bog'lanish uzunligi qat'iy qiymatlarga ega bo'lmagan, ammo ma'lum bir oraliqda o'zgarishi mumkin, bu faqat zanjirning o'z-o'zidan kesishishini taqiqlashni kafolatlaydi, shuning uchun keng tarqalgan. "o'zgaruvchan aloqalar" bilan foydalanilgan model tartibga solinadi. Biroq, barcha panjara modellari o'zlarining umumiy jihatlariga ega diskret, ya'ni bunday tizimning mumkin bo'lgan konformatsiyalari soni har doim chekli bo'ladi (garchi u zanjirdagi nisbatan kam sonli bo'g'inlar bilan ham astronomik qiymat bo'lishi mumkin). Barcha diskret modellar juda yuqori hisoblash samaradorligiga ega, ammo, qoida tariqasida, faqat Monte-Karlo usuli bilan tekshirilishi mumkin.
Ba'zi hollarda foydalaning davomiy konformatsiyasini uzluksiz o'zgartirishga qodir bo'lgan polimerlarning umumlashtirilgan modellari. Eng oddiy misol - berilgan sondan tuzilgan zanjir N qattiq yoki elastik rishtalar bilan ketma-ket bog'langan qattiq sharlar. Bunday tizimlarni ham Monte-Karlo usulida, ham molekulyar dinamika usulida o‘rganish mumkin.
Tajriba
Tajriba(latdan. tajriba- test, tajriba) ilmiy usulda - ma'lum bir hodisani boshqariladigan sharoitlarda o'rganish usuli. U kuzatishdan o'rganilayotgan ob'ekt bilan faol o'zaro ta'siri bilan farq qiladi. Odatda, eksperiment ilmiy tadqiqotning bir qismi sifatida amalga oshiriladi va gipotezani tekshirish, hodisalar o'rtasidagi sabab-oqibat munosabatlarini o'rnatish uchun xizmat qiladi. Tajriba bilimga empirik yondashuvning asosidir. Popper mezoni ilmiy nazariya va soxta ilmiy nazariya o'rtasidagi asosiy farq sifatida eksperiment o'rnatish imkoniyatini ilgari suradi. Tajriba - bu tavsiflangan sharoitlarda cheksiz ko'p marta takrorlanadigan va bir xil natija beradigan tadqiqot usuli.
Tajriba modellari
Eksperimentning bir nechta modellari mavjud: Qusursiz eksperiment - amaliyotda amalga oshirish mumkin bo'lmagan, eksperimental psixologlar tomonidan standart sifatida qo'llaniladigan eksperiment modeli. Ushbu atama eksperimental psixologiyaga mashhur "Psixologik eksperiment asoslari" kitobining muallifi Robert Gottsdanker tomonidan kiritilgan bo'lib, u taqqoslash uchun bunday modeldan foydalanish eksperimental usullarni yanada samarali takomillashtirishga va mumkin bo'lgan omillarni aniqlashga olib keladi, deb hisoblagan. psixologik eksperimentni rejalashtirish va o'tkazishdagi xatolar.
Tasodifiy tajriba (tasodifiy test, tasodifiy tajriba) - bu mos keladigan haqiqiy tajribaning matematik modeli bo'lib, natijasini aniq prognoz qilib bo'lmaydi. Matematik model talablarga javob berishi kerak: u adekvat va eksperimentni adekvat tavsiflashi kerak; ko'rib chiqilayotgan matematik model doirasidagi kuzatilgan natijalar to'plamining umumiyligi matematik model doirasida tasvirlangan qat'iy belgilangan qat'iy belgilangan dastlabki ma'lumotlar bilan aniqlanishi kerak; o'zgarmagan kirish ma'lumotlari bilan tasodifiy natija bilan tajriba o'tkazishning asosiy imkoniyati bo'lishi kerak; talab isbotlanishi yoki matematik model doirasida aniqlangan har qanday kuzatilayotgan natija uchun nisbiy chastotaning stokastik barqarorligi haqidagi gipoteza apriori qabul qilinishi kerak.
Tajriba har doim ham maqsadga muvofiq amalga oshirilmaydi, shuning uchun tajribani amalga oshirishning nisbiy chastotasi uchun matematik tenglama ixtiro qilindi:
Haqiqiy tajriba bo'lsin va A bu tajriba doirasida kuzatilgan natijani belgilasin. A natijasini amalga oshirish yoki amalga oshirish mumkin bo'lmagan n ta tajriba bo'lsin. Va amalga oshirilgan sinovlar mustaqil deb faraz qilgan holda, n ta sinovda kuzatilgan A natijasini amalga oshirish soni bo'lsin.
Tajriba turlari
jismoniy tajriba
jismoniy tajriba- tabiat hodisalarini maxsus yaratilgan sharoitlarda o'rganishdan iborat bo'lgan tabiatni bilish usuli. Tabiatning matematik modellarini o'rganuvchi nazariy fizikadan farqli o'laroq, fizik tajriba tabiatning o'zini o'rganish uchun mo'ljallangan.
Bu jismoniy nazariyaning noto'g'riligi, aniqrog'i, nazariyaning atrofimizdagi dunyoga tatbiq etilmaydiganligi mezoni bo'lgan fizik tajriba natijasi bilan kelishmovchilikdir. Qarama-qarshi fikr to'g'ri emas: eksperiment bilan kelishish nazariyaning to'g'riligiga (qo'llanilishiga) dalil bo'la olmaydi. Ya'ni, fizikaviy nazariyaning hayotiyligining asosiy mezoni tajriba orqali tekshirish hisoblanadi.
Ideal holda, eksperimental fizika faqat berishi kerak tavsifi eksperimental natijalar, hech qanday holda talqinlar. Biroq, amalda bunga erishib bo'lmaydi. Ko'proq yoki kamroq murakkab jismoniy tajriba natijalarini talqin qilish muqarrar ravishda biz eksperimental qurilmaning barcha elementlari qanday harakat qilishini tushunishimizga asoslanadi. Bunday tushuncha, o'z navbatida, hech qanday nazariyaga tayanmay qolmaydi.
kompyuter tajribasi
Kompyuter (raqamli) eksperiment - kompyuterda o'rganilayotgan ob'ektning matematik modeli bo'yicha tajriba bo'lib, u modelning ba'zi parametrlariga ko'ra, uning boshqa parametrlari hisoblab chiqilishi va shu asosda xulosalar chiqarilishidan iborat. matematik model tomonidan tasvirlangan ob'ektning xususiyatlari haqida chizilgan. Eksperimentning bu turini faqat shartli ravishda eksperimentga kiritish mumkin, chunki u tabiat hodisalarini aks ettirmaydi, balki faqat shaxs tomonidan yaratilgan matematik modelning sonli amalga oshirilishidir. Haqiqatan ham, matda noto'g'ri bo'lgan taqdirda. model - uning raqamli yechimi fizik eksperimentdan qat'iy farq qilishi mumkin.
Psixologik eksperiment
Psixologik eksperiment - tadqiqotchining sub'ekt hayotiga maqsadli aralashuvi orqali yangi ilmiy bilimlarni olish uchun maxsus sharoitlarda o'tkaziladigan tajriba.
fikrlash tajribasi
Falsafa, fizika va boshqa ba'zi bilim sohalarida fikrlash tajribasi - bu haqiqiy eksperimentning tuzilishi tasavvurda takrorlanadigan kognitiv faoliyat turi. Qoida tariqasida, fikrlash tajribasi ma'lum bir model (nazariya) doirasida uning izchilligini tekshirish uchun amalga oshiriladi. Fikrlash tajribasini o'tkazishda modelning ichki postulatlaridagi qarama-qarshiliklar yoki ularning so'zsiz to'g'ri deb hisoblangan tashqi (ushbu modelga nisbatan) tamoyillariga mos kelmasligi (masalan, energiyaning saqlanish qonuni, nedensellik printsipi va boshqalar). .) oshkor etilishi mumkin.
Tanqidiy tajriba
Tanqidiy tajriba - bu ma'lum bir nazariya yoki gipoteza to'g'ri yoki yo'qligini aniqlaydigan natijasi. Bu eksperiment bashorat qilingan natijani berishi kerak, uni boshqa umumiy qabul qilingan faraz va nazariyalardan chiqarib bo'lmaydi.
Adabiyot
- Vizgin V. P. Germetizm, eksperiment, mo''jiza: zamonaviy fan genezisining uchta jihati // Fanning falsafiy va diniy kelib chiqishi. M ., 1997. S.88-141.
Havolalar
Wikimedia fondi. 2010 yil.
Sinonimlar:Boshqa lug'atlarda "Tajriba" nima ekanligini ko'ring:
- (lot. eksperimentum test, tajriba so'zidan), bilish usuli, uning yordamida boshqariladigan va boshqariladigan sharoitlarda voqelik hodisalari tekshiriladi. E. muammolarni shakllantirish va uning talqinini belgilovchi nazariya asosida amalga oshiriladi ... ... Falsafiy entsiklopediya
tajriba- Terapiya jarayonida u uchun munozarali yoki shubhali vaziyatni (birinchi navbatda ramziy shaklda) qayta yaratish, yashash, tajriba qilish, unga tegishli ekanligini his qilish yoki ongli eksperimentga o'tish uchun shaxsga o'z xohishiga ko'ra taklif. Qisqacha aqlli ...... Buyuk Psixologik Entsiklopediya
Gipotezaga uni ilgari surgandan boshqa hech kim ishonmaydi, lekin tajribaga hamma ishonadi, uni amalga oshirgandan tashqari. Hech qanday tajribalar nazariyani isbotlay olmaydi; lekin buni rad etish uchun bitta tajriba kifoya qiladi ... Aforizmlarning jamlangan ensiklopediyasi
Tajriba- (lotincha experimentum - son, baykau, tajhiribe) - närseler (objectiler) men qubylystardy baqylanylatyn zhane baskarylatyn zhagdaylarda zertteytyn empiriyalyq tanym adisi. Experiment adis retínde Zhana zamanda payda boldi (G.Galiley). Onin falsafasi... Falsafiy terminderdin sozdigí
- (lat.). Birinchi tajriba; tabiat olimi tabiat kuchlarini ma'lum sharoitlarda harakat qilishga majburlash uchun foydalanadigan hamma narsa, go'yo unda uchraydigan hodisalarni sun'iy ravishda keltirib chiqaradi. Rus tiliga kiritilgan xorijiy so'zlarning lug'ati ... ... Rus tilidagi xorijiy so'zlar lug'ati
Tajribaga qarang ... Ruscha sinonimlar va ma'noga o'xshash iboralar lug'ati. ostida. ed. N. Abramova, M.: Ruscha lug'atlar, 1999. eksperiment, test, tajriba, test; tadqiqot, tekshirish, urinish Rus sinonimlarining lug'ati ... Sinonim lug'at
EXPERIMANT, tajriba, er. (lot. eksperimentum) (kitob). Ilmiy jihatdan taqdim etilgan tajriba. Kimyoviy tajriba. Jismoniy tajriba. Tajriba qiling. || Umuman olganda, tajriba, urinish. O'quv ishi xavfli tajribalarga yo'l qo'ymaydi ... ... Ushakovning izohli lug'ati
Tajriba- Eksperiment ♦ Tajriba Faol, qasddan tajriba; haqiqatni (tajriba) eshitish emas, balki uni tinglash (kuzatish) emas, balki unga savollar berishga harakat qilish. Maxsus tushuncha mavjud ...... Sponvilning falsafiy lug'ati
Qarang: Tergov eksperimenti, Sud-tibbiyot ekspertizasi... Huquqiy lug'at
- (lotincha eksperimentum test, tajriba soʻzidan), bilish usuli boʻlib, uning yordamida tabiat va jamiyat hodisalari boshqariladigan va boshqariladigan sharoitlarda oʻrganiladi. Ko'pincha eksperimentning asosiy vazifasi nazariyaning farazlari va bashoratlarini sinab ko'rishdir (shuning uchun ... ... Zamonaviy entsiklopediya
- (lot. eksperimentum test, tajriba soʻzidan) iqtisodiy hodisa va jarayonlarni ularni koʻpaytirish, sunʼiy yoki tabiiy sharoitda modellashtirish orqali oʻrganish, oʻrganish. Iqtisodiy tajribalar imkoniyatlari juda cheklangan, chunki ... ... Iqtisodiy lug'at
Kitoblar
- Tajriba, Stanislav Vladimirovich Borzix, bu kitob hozir biz bilan nima sodir bo'layotganiga va bir muncha vaqt oldin sodir bo'lgan voqealarga yangi nuqtai nazardan qarashni taklif qiladi. Darhaqiqat, biz ulkan miqyosdagi tajribaga guvoh bo'lamiz, ... Kategoriya: Biologiya Nashriyot:
LEKSIYA
Mavzu: Kompyuter tajribasi. Simulyatsiya natijalarini tahlil qilish
Yangi dizayn ishlanmalariga hayot berish, ishlab chiqarishga yangi texnik echimlarni joriy etish yoki yangi g'oyalarni sinab ko'rish uchun tajriba kerak. Tajriba - bu ob'ekt yoki model bilan amalga oshiriladigan tajriba. Bu ba'zi harakatlarni bajarish va eksperimental namunaning ushbu harakatlarga qanday munosabatda bo'lishini aniqlashdan iborat. Maktabda siz biologiya, kimyo, fizika, geografiya darslarida tajribalar o'tkazasiz. Korxonalarda yangi mahsulot namunalarini sinovdan o'tkazishda tajribalar o'tkaziladi. Odatda, buning uchun maxsus ishlab chiqilgan o'rnatish qo'llaniladi, bu laboratoriya sharoitida tajriba o'tkazishga imkon beradi yoki haqiqiy mahsulotning o'zi barcha turdagi sinovlardan o'tkaziladi (to'liq miqyosli eksperiment). Misol uchun, bir birlik yoki yig'ilishning operatsion xususiyatlarini o'rganish uchun u termostatga joylashtiriladi, maxsus kameralarda muzlatiladi, tebranish stendlarida sinovdan o'tkaziladi, tushiriladi va hokazo. Bu yangi soat yoki changyutgich bo'lsa yaxshi - bu emas. vayron bo'lganda katta yo'qotish. Va agar samolyot yoki raketa? Laboratoriya va to'liq miqyosli tajribalar katta moddiy xarajatlar va vaqtni talab qiladi, ammo ularning qiymati, shunga qaramay, juda katta. Kompyuter texnologiyalarining rivojlanishi bilan yangi noyob tadqiqot usuli paydo bo'ldi - kompyuter tajribasi. Ko'p hollarda kompyuter modellarini o'rganish yordam berish uchun keldi, ba'zan esa tajriba namunalari va sinov skameykalarini almashtirish uchun keldi. Kompyuter tajribasini o'tkazish bosqichi ikki bosqichni o'z ichiga oladi: tajriba rejasini tuzish va tadqiqot o'tkazish. Tajriba rejasi Tajriba rejasi model bilan ishlash ketma-ketligini aniq aks ettirishi kerak. Bunday rejaning birinchi nuqtasi har doim modelni sinab ko'rishdir. Sinov - jarayoncheklarto'g'rilikqurilganmodellar. Sinov - to'plamboshlang'ichma'lumotlar, ruxsat berishaniqlashajoyib-qabihlikbinomodellar. Olingan simulyatsiya natijalarining to'g'riligiga ishonch hosil qilish uchun quyidagilar zarur:
- modelni yaratish uchun ishlab chiqilgan algoritmni tekshirish; tuzilgan model asl nusxaning simulyatsiyada hisobga olingan xususiyatlarini to'g'ri aks ettirishiga ishonch hosil qiling.
MODEL SINOV
TAJRIBA REJASI
TADQIQOTLAR OLISH
NATIJALARNING TAHLILI
Guruch. 11.7. Kompyuter tajribasi sxemasi
Simulyatsiya natijalarini tahlil qilish
Modellashtirishning yakuniy maqsadi qaror qabul qilish bo'lib, u modellashtirish natijalarini har tomonlama tahlil qilish asosida ishlab chiqilishi kerak. Ushbu bosqich hal qiluvchi - yo o'qishni davom ettirasiz, yoki tugatasiz. 11.2-rasmda natijalarni tahlil qilish bosqichi avtonom holda mavjud bo'lishi mumkin emasligini ko'rsatadi. Olingan xulosalar ko'pincha qo'shimcha tajribalar seriyasiga, ba'zan esa vazifani o'zgartirishga yordam beradi. Yechimni ishlab chiqish uchun asos sinov va tajribalar natijalari hisoblanadi. Agar natijalar topshiriqning maqsadlariga mos kelmasa, bu avvalgi bosqichlarda xatolarga yo'l qo'yilganligini anglatadi. Bu muammoning noto'g'ri bayoni yoki axborot modelining haddan tashqari soddalashtirilgan tuzilishi yoki usul yoki modellashtirish muhitining muvaffaqiyatsiz tanlanishi yoki modelni qurishda texnologik usullarning buzilishi bo'lishi mumkin. Agar bunday xatolar topilsa, unda modelni sozlash, ya'ni oldingi bosqichlardan biriga qaytish. Jarayon tajriba natijalari simulyatsiya maqsadlariga javob bermaguncha takrorlanadi. Esda tutish kerak bo'lgan asosiy narsa shundaki, aniqlangan xato ham natijadir. Maqolda aytilganidek, siz xatolaringizdan saboq olasiz. Bu haqda buyuk rus shoiri A.S.Pushkin ham shunday deb yozgan edi: Oh, biz uchun ma'rifat va tajriba ruhi, qiyin xatolarning o'g'li va daho, paradokslarning do'sti va tasodif, ixtirochi xudo tomonidan qancha ajoyib kashfiyotlar tayyorlanmoqda. ..
Boshqaruvsavollarvavazifalar
- Muammoli bayonlarni modellashtirishning ikkita asosiy turi nima?
- G. Osterning mashhur "Muammolar kitobi"da quyidagi muammo bor:
- Modellashtirishning eng mashhur maqsadlarini sanab o'ting. G. Osterning "Muammolar kitobi" dan o'ynoqi muammoni rasmiylashtiring:
Axborot tushunchasi
HujjatAtrofimizdagi dunyo juda xilma-xil va bir-biriga bog'langan juda ko'p sonli ob'ektlardan iborat. Hayotda o'z o'rningizni topish uchun bolalikdan ota-onangiz bilan, keyin esa o'qituvchilaringiz bilan bosqichma-bosqich bu xilma-xillikni o'rganasiz.
Bosh muharrir V. Zemskix Muharrir N. Fedorova Badiiy muharrir R. Yatsko Layout T. Petrova Korrektorlar M. Odinokova, M. Schukina bbk 65. 290-214
KitobSh39 Tashkilot madaniyati va etakchilik / Per. ingliz tilidan. ed. V. A. Spivak. - Sankt-Peterburg: Peter, 2002. - 336 p: kasal. - («Menejment nazariyasi va amaliyoti» seriyasi).
“Marketing” ixtisosligi: 080116 “Iqtisodiyotda matematik usullar” fanidan o‘quv-uslubiy majmua.
O'quv-uslubiy majmuaKasbiy faoliyat sohasi: mikro, makro va global darajadagi iqtisodiy jarayonlar va ob'ektlarni tahlil qilish va modellashtirish; iqtisodiy va matematik modellarning monitoringi; iqtisodiy tizimlarni prognozlash, dasturlash va optimallashtirish.
Munitsipal avtonom
ta'lim muassasasi
“31-sonli umumta’lim maktabi”
Siktyvkar
kompyuter tajribasi
o'rta maktab fizikasida.
Reiser E.E.
Komi Respublikasi
G 
.Siktyvkar
MAZMUNI:
I. Kirish
II. Ta'lim jarayonida eksperiment turlari va roli.
III. Fizika darslarida kompyuterdan foydalanish.
V. Xulosa.
VI. Lug'at.
VII. Adabiyotlar ro'yxati.
VIII. Ilovalar:
1. Fizik tajribaning tasnifi
2. Talabalar o‘rtasida o‘tkazilgan so‘rov natijalari
3. Ko`rgazmali tajriba o`tkazishda kompyuterdan foydalanish va masalalar yechish
4. Tadbir davomida kompyuterdan foydalanish
Laboratoriya va amaliy ishlar
KOMPYUTER TAJRISI
O‘RTA TA’LIM MAKTABI FIZIKA KURSIDA.
…Qurollanish vaqti keldi
yangi vosita bilan o'qituvchilar,
va darhol natija
kelajak avlodlarga ta'sir qiladi.
Potashnik M.M.,
Rossiya taʼlim akademiyasining akademigi, pedagogika fanlari doktori, professor.
I. Kirish.
Fizika eksperimental fandir. Ilmiy faoliyat kuzatishdan boshlanadi. Kuzatish unga ta'sir etuvchi sharoitlar aniq nazorat qilinganda eng qimmatlidir. Agar shartlar doimiy, ma'lum bo'lsa va kuzatuvchining xohishiga ko'ra o'zgartirilishi mumkin bo'lsa, bu mumkin. Qattiq nazorat ostida o'tkaziladigan kuzatuv deyiladi tajriba. Aniq fanlar esa o'rganilayotgan ob'ektlar va jarayonlar xususiyatlarining raqamli qiymatlarini aniqlash bilan kuzatishlar va eksperimentlar o'rtasidagi organik bog'liqlik bilan tavsiflanadi.
Eksperiment ilmiy tadqiqotning eng muhim qismi bo'lib, uning asosini aniq hisobga olingan va boshqariladigan shartlar bilan ilmiy asoslangan tajriba tashkil qiladi. Eksperiment so'zining o'zi lotin tilidan olingan tajriba- sinov, tajriba. Ilmiy tilda va tadqiqot ishlarida "tajriba" atamasi odatda bir qator o'zaro bog'liq tushunchalar uchun umumiy bo'lgan ma'noda qo'llaniladi: tajriba, maqsadli kuzatish, bilim ob'ektini takrorlash, uning mavjudligi uchun maxsus shart-sharoitlarni tashkil etish, tekshirish. bashorat qilish. Ushbu kontseptsiya tajribalarning ilmiy tashkil etilishini va o'rganilayotgan hodisani hodisalarning borishini kuzatish va bu shartlar har bir takrorlanganda uni qayta yaratish imkonini beradigan aniq hisobga olingan sharoitlarda kuzatishni o'z ichiga oladi. "Tajriba" tushunchasining o'zi ma'lum bir hodisani amalga oshirish uchun shart-sharoitlarni yaratishga qaratilgan harakatni anglatadi va iloji bo'lsa, eng tez-tez, ya'ni. boshqa hodisalar bilan asoratlanmagan. Eksperimentning asosiy maqsadi - o'rganilayotgan ob'ektlarning xususiyatlarini aniqlash, gipotezalarning asosliligini tekshirish va shu asosda ilmiy tadqiqot mavzusini keng va chuqur o'rganishdir.
OldinXVIIIIn. fizika bir soat bo'lganidafalsafada olimlar jurnallar hisoblanganilmiy xulosalar uning asosidir va faqatfikrlash tajribasi
uchun bo'lishi mumkindunyoqarashini shakllantirishda ular ishonarlidunyoning qurilmasida niya, asosiy fizic qonunlari. Galiley, kimhaqli ravishda tajribalarning otasi deb hisoblanadifizika bilan tajribalar o'tkazib, zamondoshlariga hech narsani isbotlay olmadiPizandan turli xil massali to'plar tushishiosmon minorasi. "Galileyning g'oyasi kamsituvchi so'zlar va hayratga sabab bo'ldi."Fikrlash tajribasimassaga teng uchta jismning xatti-harakatlarini tahlil qilishsy, ulardan ikkitasi neve orqali bog'langansomy ip, uning hamkasblari uchun bo'lib chiqdito'g'ridan-to'g'ri qaraganda ko'proq ishontirishtabiiy tajriba.
Xuddi shunday, Galiley inertsiya qonunining to'g'riligini ikkita qiya tekislik va ular bo'ylab harakatlanayotgan sharlar bilan isbotladi. I.Nyutonning oʻzi oʻzi bilgan va kashf etgan qonunlarni “Tabiiy falsafaning matematik asoslari” kitobida Evklid sxemasidan foydalanib, ularga asoslanib aksioma va teoremalarni kiritib, asoslashga harakat qilgan. Ushbu kitobning muqovasida
yer, tog' tasvirlangan (G) va qurol ( P) (1-rasm).
To'p tog'dan turli masofalarga tushadigan o'qlarni dastlabki tezligiga qarab o'qqa tutadi. Muayyan tezlikda yadro Yer atrofida to'liq aylanishni tasvirlaydi. Nyuton o'z chizmasi bilan bir necha asrlar o'tib yaratilgan Yerning sun'iy yo'ldoshlarini yaratish imkoniyati g'oyasiga olib keldi.
Fizika rivojlanishining ushbu bosqichida fikrlash tajribasi zarur edi, chunki zarur asboblar va texnologik bazaning etishmasligi tufayli haqiqiy tajribani amalga oshirish mumkin emas edi. Fikrlash tajribasidan D.K.Maksvell ham elektrodinamikaning asosiy tenglamalari tizimini yaratishda (garchi ilgari M.Faradey tomonidan oʻtkazilgan toʻliq masshtabli tajribalar natijalaridan ham foydalanilgan boʻlsa ham), A.Eynshteyn ham nisbiylik nazariyasini ishlab chiqishda foydalangan.
Shunday qilib, fikrlash tajribalari yangi nazariyalar rivojlanishining tarkibiy qismlaridan biridir. Jismoniy tajribalarning aksariyati dastlab modellashtirilgan va aqliy ravishda amalga oshirilgan, keyin esa haqiqiy. Quyida fizika fanining rivojlanishida muhim rol o‘ynagan fikrlash tajribalariga misollar keltiramiz.
5-asrda. Miloddan avvalgi. faylasuf Zenon real hodisalar va mantiqiy xulosalar bilan olinishi mumkin bo'lgan narsalar o'rtasida mantiqiy ziddiyat yaratdi. U fikrlash tajribasini taklif qildi, unda o'q hech qachon o'rdakdan o'tib ketmasligini ko'rsatdi (2-rasm).
G.Galiley oʻzining ilmiy faoliyatida “aqliy tajribalar” deb atalgan narsalarni nazarda tutib, sogʻlom fikrga asoslangan fikr yuritishga murojaat qildi. Aristotel izdoshlari Galileyning g'oyalarini rad etib, bir qator "ilmiy" dalillarni keltirdilar. Biroq, Galiley polemikaning buyuk ustasi edi va uning qarshi dalillari inkor etib bo'lmaydigan bo'lib chiqdi. O'sha davr olimlarining mantiqiy mulohazalari eksperimental dalillardan ko'ra ishonchliroq edi.
"Bo'r" fizikasi, tabiatni tushunishning eksperimental usuliga mos kelmaydigan fizikani o'qitishning boshqa usullari kabi 10-12 yil oldin rus maktabiga hujum qila boshladi. O‘sha davrda maktab o‘quv xonalarining jihozlar bilan ta’minlanganlik darajasi talab qilinadigan darajadan 20% dan pastga tushdi; o'quv jihozlarini ishlab chiqaruvchi sanoat amalda ishlamay qoldi; faqat maqsadli maqsadlarda sarflanishi mumkin bo'lgan "uskunalar uchun" himoyalangan byudjet moddasi maktab hisob-kitoblaridan yo'qoldi. Kritik vaziyat yuzaga kelganda, "Fizika kabineti" kichik dasturi "Ta'lim texnologiyasi" federal dasturiga kiritilgan. Dastur doirasida klassik jihozlar ishlab chiqarish qayta tiklandi va zamonaviy maktab jihozlari, jumladan, eng yangi axborot va kompyuter texnologiyalaridan foydalangan holda o‘zlashtirildi. Frontal ish uchun uskunalarda eng tub o'zgarishlar ro'y berdi, mexanika, molekulyar fizika va termodinamika, elektrodinamika, optika bo'yicha tematik uskunalar to'plamlari ishlab chiqildi va ommaviy ishlab chiqarilmoqda (maktabda ushbu yangi jihozlarning to'liq to'plami mavjud. bo'limlar).
Jismoniy tarbiya kontseptsiyasida mustaqil eksperimentning roli va o'rni o'zgardi: eksperiment nafaqat amaliy ko'nikmalarni rivojlantirish vositasi, balki u bilish usulini o'zlashtirish usuliga aylanadi. Kompyuter maktab hayotiga juda katta tezlikda "yorildi".
Kompyuter tafakkurni rivojlantirishda yangi yo'llarni ochadi, faol o'rganish uchun yangi imkoniyatlar yaratadi. Darslarni o'tkazishda kompyuterdan foydalanish,
mashqlar, testlar va laboratoriya ishlari, shuningdek, muvaffaqiyat qaydlari samaraliroq bo'ladi va katta ma'lumotlar oqimiga osongina kirish mumkin bo'ladi. Fizika darslarida kompyuterdan foydalanish ham o‘quvchining materialni o‘zlashtirishga shaxsiy qiziqishi tamoyilini va rivojlantiruvchi ta’limning boshqa ko‘plab tamoyillarini amalga oshirishga yordam beradi.
Biroq, mening fikrimcha, kompyuter o'qituvchini to'liq almashtira olmaydi. O‘qituvchi o‘quvchilarni qiziqtirish, qiziqishini uyg‘otish, ishonchini qozonish qobiliyatiga ega, u o‘rganilayotgan fanning ma’lum jihatlariga ularning e’tiborini yo‘naltira oladi, mehnatlarini rag‘batlantiradi, bilim olishga majbur qiladi. Kompyuter hech qachon o'qituvchi rolini o'z zimmasiga olmaydi.
Sinfdan tashqari ishlarda kompyuterdan foydalanish doirasi ham kengdir: bu fanga kognitiv qiziqishni rivojlantirishga yordam beradi, fizika fanidan eng jo'shqin talabalarning mustaqil ijodiy izlanish imkoniyatlarini kengaytiradi.
II. Ta'lim jarayonida eksperiment turlari va roli.
Jismoniy tajribaning asosiy turlari:
Demo tajribasi;
Frontal laboratoriya ishi;
Jismoniy ustaxona;
Eksperimental topshiriq;
Uyda eksperimental ish;
Kompyuter yordamida tajriba (yangi ko'rinish).
Demo eksperiment o'quv jismoniy eksperimentning tarkibiy qismlaridan biri bo'lib, o'qituvchi tomonidan maxsus qurilmalar yordamida ko'rgazmali stolda fizik hodisalarni takrorlashdir. Bu illyustrativ empirik o'qitish usullariga ishora qiladi. Ko`rgazmali eksperimentning o`qitishdagi o`rni eksperimentning bilim manbai va uning haqiqat mezoni sifatida fizika va fanda o`ynagan o`rni, o`quvchilarning o`quv va bilish faoliyatini tashkil etish imkoniyatlari bilan belgilanadi.
Ko'rgazmali fizika tajribasining qiymati quyidagicha:
Talabalar fizikada bilishning eksperimental usuli bilan, fizik tadqiqotlarda eksperimentning roli bilan tanishadilar (natijada ularda ilmiy dunyoqarash shakllanadi);
Talabalarda ba'zi eksperimental ko'nikmalar rivojlanadi: hodisalarni kuzatish qobiliyati, gipotezalarni ilgari surish qobiliyati, tajribani rejalashtirish qobiliyati, natijalarni tahlil qilish qobiliyati, miqdorlar o'rtasidagi munosabatlarni o'rnatish qobiliyati, xulosalar chiqarish qobiliyati va boshqalar.
Ko'rgazmali eksperiment vizualizatsiya vositasi bo'lib, o'quvchilar tomonidan o'quv materialini idrok etish, uni tushunish va esda saqlashni tashkil etishga yordam beradi; talabalarga politexnik ta’lim berish imkonini beradi; fizikani o'rganishga qiziqishni oshirishga va o'rganish uchun motivatsiyani yaratishga yordam beradi. Ammo o'qituvchi ko'rgazmali eksperiment o'tkazganda, o'quvchilar o'qituvchi tomonidan o'tkazilayotgan tajribani faqat passiv kuzatadilar, o'zlari esa o'z qo'llari bilan hech narsa qilmaydi. Shuning uchun fizika fanidan talabalarning mustaqil eksperimentini o'tkazish zarur.
Fizikani o'qitishni faqat nazariy darslar shaklida o'tkazish mumkin emas, hatto sinfda o'quvchilarga ko'rgazmali fizik tajribalar ko'rsatilsa ham. Sensor idrokning barcha turlariga sinfda "qo'l bilan ishlash" ni qo'shish kerak. Bunga talabalar erishilganda erishiladi laboratoriya fizik eksperimenti ular o'zlari qurilmalarni yig'ishganda, fizik miqdorlarni o'lchashda va tajribalar o'tkazishda. Laboratoriya mashg'ulotlari talabalarda katta qiziqish uyg'otadi, bu tabiiydir, chunki bu holda talaba o'z tajribasi va o'z his-tuyg'ulari asosida atrofidagi dunyoni bilib oladi.
Fizika fanidan laboratoriya mashg’ulotlarining ahamiyati shundan iboratki, o’quvchilarda tajribaning bilishdagi o’rni va o’rni haqida tasavvurlar shakllanadi. Tajribalarni bajarishda talabalarda intellektual va amaliy ko'nikmalarni o'z ichiga olgan eksperimental ko'nikmalar rivojlanadi. Birinchi guruhga eksperiment maqsadini aniqlash, gipotezalarni ilgari surish, asboblarni tanlash, tajribani rejalashtirish, xatolarni hisoblash, natijalarni tahlil qilish, bajarilgan ish bo'yicha hisobot tuzish qobiliyati kiradi. Ikkinchi guruh eksperimental qurilmani yig'ish, kuzatish, o'lchash va tajriba o'tkazish qobiliyatini o'z ichiga oladi.
Bundan tashqari, laboratoriya eksperimentining ahamiyati shundan iboratki, uni o'tkazishda o'quvchilarda asboblar bilan ishlashda aniqlik kabi muhim shaxsiy fazilatlar shakllanadi; ish joyida, tajriba jarayonida tuziladigan yozuvlarda tozalik va tartibga rioya qilish, tashkilotchilik, natija olishda qat'iyatlilik. Ular aqliy va jismoniy mehnatning ma'lum madaniyatini shakllantiradi.
- bu sinfdagi barcha o'quvchilar bir vaqtning o'zida bir xil jihozlardan foydalangan holda bir xil turdagi eksperimentlarni bajaradigan amaliy ish turidir. Frontal laboratoriya ishlari ko'pincha ikki kishidan iborat talabalar guruhi tomonidan bajariladi, ba'zida individual ishlarni tashkil qilish mumkin. Shunga ko'ra, kabinetda frontal laboratoriya ishlari uchun 15-20 asboblar to'plami bo'lishi kerak. Bunday qurilmalarning umumiy soni mingga yaqin bo'ladi. Frontal laboratoriya ishlarining nomlari o'quv rejasida berilgan. Ularning ko'pi bor, ular fizika kursining deyarli har bir mavzusi uchun taqdim etilgan. Ishni bajarishdan oldin o'qituvchi talabalarning ishni ongli ravishda bajarishga tayyorligini ochib beradi, ular bilan uning maqsadini aniqlaydi, ishning borishini, asboblar bilan ishlash qoidalarini, o'lchash xatolarini hisoblash usullarini muhokama qiladi. Frontal laboratoriya ishi mazmunan unchalik murakkab emas, xronologik jihatdan o‘rganilayotgan material bilan chambarchas bog‘liq bo‘lib, odatda bitta darsga mo‘ljallangan. Laboratoriya ishlarining tavsiflarini fizikadan maktab darsliklarida topish mumkin.
Jismoniy ustaxona fizika kursining turli mavzularidan olingan bilimlarni takrorlash, chuqurlashtirish, kengaytirish va umumlashtirish, murakkabroq asbob-uskunalar, murakkabroq tajribalar qo‘llash orqali o‘quvchilarning eksperimental ko‘nikmalarini rivojlantirish va takomillashtirish, ularda fizika faniga oid masalalarni yechishda mustaqilligini shakllantirish maqsadida amalga oshiriladi. tajriba. Jismoniy seminar o‘rganilayotgan material bilan o‘z vaqtida bog‘lanmaydi, u odatda o‘quv yili oxirida, ba’zan birinchi va ikkinchi semestr oxirida o‘tkaziladi va muayyan mavzu bo‘yicha bir qator tajribalarni o‘z ichiga oladi. Talabalar 2-4 kishilik guruhda turli jihozlardan foydalangan holda jismoniy ustaxona ishini bajaradilar; keyingi sinflarda maxsus tuzilgan jadval asosida bajariladigan ish o'zgarishi sodir bo'ladi. Jadvalni tuzishda sinfdagi o'quvchilar sonini, ustaxonalar sonini, jihozlarning mavjudligini hisobga oling. Jismoniy ustaxonaning har bir ishi uchun ikki akademik soat ajratilgan, bu esa fizika fanidan qo`sh darslarni jadvalga kiritishni talab qiladi. Bu qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. Shu sababli va zarur jihozlarning yo'qligi sababli jismoniy ustaxonaning bir soatlik ishi mashq qilinadi. Shuni ta'kidlash kerakki, ikki soatlik ish afzalroqdir, chunki ustaxona ishi frontal laboratoriya ishlariga qaraganda qiyinroq bo'lib, ular yanada murakkab uskunalarda bajariladi va talabalarning mustaqil ishtiroki ulushi darsga qaraganda ancha katta. frontal laboratoriya ishi. Har bir ish uchun o'qituvchi nomi, maqsadi, asboblar va jihozlarning ro'yxati, qisqacha nazariya, talabalarga noma'lum asboblar tavsifi va ish rejasini o'z ichiga olishi kerak bo'lgan ko'rsatma tuzishi kerak. Ishni tugatgandan so'ng, talabalar ishning nomini, ishning maqsadini, asboblar ro'yxatini, diagrammani yoki o'rnatishning chizmasini, ishlarni bajarish rejasini, natijalar jadvalini, formulalarni o'z ichiga olishi kerak bo'lgan hisobotni topshirishlari kerak. ularning qiymatlari hisoblangan, o'lchov xatolarini hisoblash, xulosalar. Talabalarning ustaxonada ishini baholashda ularning ishga tayyorgarligi, ish bo'yicha hisoboti, ko'nikmalarning shakllanish darajasi, nazariy materialni tushunish, qo'llaniladigan eksperimental tadqiqot usullarini hisobga olish kerak.
H va bugungi kunda qiziqishmasalan perimental vazifa hali buyurgan va ijtimoiy va iqtisodiy sabablariosmon xarakteri. Maktabning hozirgi "kam mablag'lari" bilan bog'liq holda, mojismoniy va jismoniy qarishshkaflarning asosi aniq sobiqperimental vazifa o'ynashi mumkinmaktab uchun, siding roli, qaysiry jismoniy sobiq saqlashga qodirperiment. Bu ajoyib tomonidan kafolatlangansoddalikning mukammal kombinatsiyasijiddiy va chuqur fizika bilan,buni ushbu muammolarning eng yaxshi misollari misolida kuzatish mumkin. organik moslik eksperimentalan'anaviy vazifalar o'qitish sxemasi maktab fizika kursimumkin bo‘ladi faqat foydalanganda muvofiq
texnologiya.
o‘quvchilarni darsda olgan bilimlarini mustaqil ravishda kengaytirish va yangi bilim olishga o‘rgatish, uy-ro‘zg‘or buyumlari va uy jihozlaridan foydalanish orqali tajriba-sinov ko‘nikmalarini shakllantirish; qiziqishni rivojlantirish; fikr-mulohazalarni bildirish (IED davomida olingan natijalar keyingi darsda hal qilinishi kerak bo'lgan muammo bo'lishi mumkin yoki materialni mustahkamlash bo'lishi mumkin).
Yuqoridagilarning barchasi asosiy turlari o'quv jismoniy eksperimenti, albatta, kompyuterdan foydalangan holda eksperiment, eksperimental topshiriqlar, uy eksperimental ishlari bilan to'ldirilishi kerak. Imkoniyatlar kompyuter ruxsat berish
eksperiment shartlarini o'zgartirish, o'rnatish modellarini mustaqil ravishda loyihalash va ularning ishini kuzatish, qobiliyatlarni shakllantirish eksperimentalkompyuter modellari bilan shug'ullanish, avtomatik hisob-kitoblarni amalga oshirish.
Bizning fikrimizcha, eksperimentning bu turi fazoviy tasavvur va ijodiy fikrlashni rivojlantirishga yordam berganligi sababli, faoliyatni o'rganishning barcha bosqichlarida o'quv eksperimentini to'ldirishi kerak.
III . Fizika darslarida kompyuterdan foydalanish.
Fizika eksperimental fandir. Fizikani o'rganishni laboratoriya ishlarisiz tasavvur qilish qiyin. Afsuski, fizikaviy laboratoriya jihozlari har doim ham dasturiy laboratoriya ishlarini bajarishga imkon bermaydi, murakkabroq jihozlarni talab qiladigan yangi ishlarni joriy etishga umuman imkon bermaydi. Shaxsiy kompyuter yordamga keladi, bu sizga juda murakkab laboratoriya ishlarini bajarishga imkon beradi. Ularda o'qituvchi o'z xohishiga ko'ra tajribalarning dastlabki parametrlarini o'zgartirishi, natijada hodisaning o'zi qanday o'zgarishini kuzatishi, ko'rganlarini tahlil qilishi va tegishli xulosalar chiqarishi mumkin.
Shaxsiy kompyuterning yaratilishi axborotni o'zlashtirish sifatini sezilarli darajada yaxshilaydigan, undan foydalanishni tezlashtiradigan va inson faoliyatining turli sohalarida kompyuter texnologiyalaridan foydalanishga imkon beruvchi yangi axborot texnologiyalarini keltirib chiqardi.
Skeptiklar bugungi kunda shaxsiy multimedia kompyuteri o'rta maktablarni jihozlash uchun juda qimmat, deb e'tiroz bildiradi. Biroq, shaxsiy kompyuter taraqqiyotning asosidir va siz bilganingizdek, vaqtinchalik iqtisodiy qiyinchiliklar taraqqiyotni to'xtata olmaydi (sekin - ha, to'xtash - hech qachon). Jahon tsivilizatsiyasining hozirgi darajasidan qolish uchun uni iloji bo'lsa, bizning rus maktablarida ham amalga oshirish kerak.
Shunday qilib, kompyuter ekzotik mashinadan o'qitishning boshqa texnik vositalariga, ehtimol o'qituvchining ixtiyorida bo'lgan barcha texnik vositalarning eng kuchli va eng samaralisiga aylanmoqda.
Ma'lumki, o'rta maktab fizika kursi o'z ichiga bo'limlarni o'z ichiga oladi, ularni o'rganish va tushunish rivojlangan tasavvur tafakkurini, tahlil qilish, taqqoslash qobiliyatini talab qiladi. Avvalo, biz "Molekulyar fizika" kabi bo'limlar, "Elektrodinamika", "Yadro fizikasi", "Optika" va boshqalar kabi bo'limlar haqida bormoqda. tushunish qiyin.
14 yillik ish tajribasi shuni ko'rsatadiki, talabalar ushbu bo'limlarda tasvirlangan hodisa va jarayonlarni chuqur tushunish uchun zarur aqliy qobiliyatlarga ega emaslar. Bunday vaziyatlarda o'qituvchi yordamga zamonaviy texnik o'quv qurollari va birinchi navbatda shaxsiy kompyuter keladi.
Shaxsiy kompyuterdan turli xil jismoniy hodisalarni modellashtirish, qurilma va jismoniy qurilmalarning ishlash printsipini namoyish qilish uchun foydalanish g'oyasi bir necha yil oldin, maktabda kompyuter texnologiyalari paydo bo'lishi bilanoq paydo bo'lgan. Kompyuterdan foydalangan holda o'tkazilgan birinchi darslar ularning yordami bilan maktab fizikasini o'qitishda doimo mavjud bo'lgan bir qator muammolarni hal qilish mumkinligini ko'rsatdi.
Keling, ulardan ba'zilarini sanab o'tamiz. Ko'pgina hodisalarni maktab fizikasi sinfida ko'rsatib bo'lmaydi. Masalan, bu mikrokosmos hodisalari yoki tez jarayonlar yoki ofisda bo'lmagan qurilmalar bilan tajribalar. Natijada o‘quvchilar ularni o‘rganishda qiyinchiliklarga duch kelishadi, chunki ular aqliy tasavvur qila olmaydilar. Kompyuter nafaqat bunday hodisalarning modelini yaratishi, balki jarayonning shartlarini o'zgartirish, assimilyatsiya qilish uchun optimal tezlik bilan "aylantirish" imkonini beradi.
Turli fizik qurilmalarning qurilmasi va ishlash prinsipini o‘rganish fizika darslarining ajralmas qismi hisoblanadi. Odatda, ma'lum bir qurilmani o'rganayotganda, o'qituvchi uni namoyish qiladi, model yoki diagramma yordamida ishlash tamoyilini aytadi. Ammo ko'pincha talabalar ushbu qurilmaning ishlashini ta'minlaydigan jismoniy jarayonlarning butun zanjirini tasavvur qilishda qiyinchiliklarga duch kelishadi. Maxsus kompyuter dasturlari qurilmani alohida qismlardan "yig'ish" imkonini beradi, uning ishlash printsipi asosidagi jarayonlarni optimal tezlikda dinamikada takrorlaydi. Bunday holda, animatsiyani bir necha marta "aylantirish" mumkin.
Albatta, kompyuterdan boshqa dars turlarida ham foydalanish mumkin: mustaqil ravishda yangi materialni o'rganishda, masalalar yechishda, testlar paytida.
Shuni ham ta'kidlash kerakki, fizika darslarida kompyuterlardan foydalanish ularni haqiqiy ijodiy jarayonga aylantiradi, rivojlantiruvchi ta'lim tamoyillarini amalga oshirish imkonini beradi.
Kompyuter darslarini rivojlantirish haqida bir necha so'z aytish kerak. Biz Voronej universitetida, Moskva davlat universitetining fizika fakultetida ishlab chiqilgan "maktab" fizikasi bo'yicha dasturiy ta'minot to'plamidan xabardormiz va mualliflar o'zlarining ixtiyorida "Fizika rasmlarda" lazer diskida elektron darslik mavjud bo'lib, u keng tarqalgan. ma'lum. Ularning aksariyati professional tarzda yaratilgan, chiroyli grafikaga ega, yaxshi animatsiyalarga ega, ular ko'p funktsiyali, bir so'z bilan aytganda, juda ko'p afzalliklarga ega. Ammo ko'pincha ular ushbu darsning rejasiga mos kelmaydi. Ularning yordami bilan darsda o'qituvchi tomonidan qo'yilgan barcha maqsadlarga erishish mumkin emas.
Birinchi kompyuter darslarini o'tkazib, biz ular maxsus tayyorgarlikni talab qiladi degan xulosaga keldik. Biz bunday darslar uchun skriptlarni yozishni boshladik, ularda haqiqiy tajriba va virtual (ya'ni monitor ekranida amalga oshirilgan) organik tarzda "to'qdik". Shuni alohida ta'kidlashni istardimki, turli hodisalarni simulyatsiya qilish hech qanday tarzda haqiqiy, "jonli" tajribalarni almashtirmaydi, lekin ular bilan birgalikda yuqori darajada sodir bo'layotgan voqealarning ma'nosini tushuntirishga imkon beradi. Bizning ish tajribasi shuni ko'rsatadiki, bunday darslar o'quvchilarda haqiqiy qiziqish uyg'otadi, hammani, hatto fizikani qiyin deb hisoblaydigan bolalarni ham ishlashga majbur qiladi. Shu bilan birga, bilim sifati sezilarli darajada oshadi. Sinfda kompyuterdan TCO sifatida foydalanish misollari uzoq vaqt davomida davom ettirilishi mumkin.
Kompyuter talabalarni sinab ko'rish va ko'p o'lchovli (har birining o'z vazifasi bor) testlarni o'tkazish uchun ko'paytirish usuli sifatida keng qo'llaniladi. Har holda, qidiruv dasturlari yordamida o'qituvchi Internetda juda ko'p qiziqarli narsalarni topishi mumkin.
Kompyuter fakultativ darslarda, amaliy va laboratoriya ishlarini bajarishda, eksperimental masalalarni yechishda ajralmas yordamchi hisoblanadi. Talabalar undan kichik tadqiqot vazifalari natijalarini qayta ishlash uchun foydalanadilar: ular jadvallar tuzadilar, grafiklar tuzadilar, hisob-kitoblarni amalga oshiradilar, fizik jarayonlarning oddiy modellarini yaratadilar. Kompyuterdan bunday foydalanish bilimlarni o'z-o'zini egallash ko'nikmalarini, natijalarni tahlil qilish qobiliyatini rivojlantiradi, jismoniy tafakkurni shakllantiradi.
IV. Har xil turdagi eksperimentlarda kompyuterdan foydalanishga misollar.
Kompyuter o'quv eksperimental qurilmasining elementi sifatida darsning turli bosqichlarida va deyarli barcha turdagi eksperimentlarda (ko'pincha ko'rgazmali tajriba va laboratoriya ishi) qo'llaniladi.
"Materiyaning tuzilishi" darsi (ko'rgazmali tajriba)
Maqsad: moddaning turli agregat holatidagi tuzilishini o`rganish, gaz, suyuq va qattiq holatdagi jismlar tuzilishidagi ayrim qonuniyatlarni aniqlash.
Yangi materialni tushuntirishda turli agregat holatlardagi molekulalarning joylashishini vizual ko'rsatish uchun kompyuter animatsiyasidan foydalaniladi.
Kompyuter bir agregatsiya holatidan ikkinchi holatga o`tish jarayonlarini, haroratning oshishi bilan molekulalarning harakat tezligining oshishini, diffuziya hodisasini, gaz bosimini ko`rsatish imkonini beradi.
“Ufqqa burchak ostida harakatlanish” mavzusidagi masala yechish darsi.
Maqsad: ballistik harakatni, uning kundalik hayotda qo'llanilishini o'rganish.
Kompyuter animatsiyasi yordamida tananing harakat traektoriyasi (balandlik va parvoz masofasi) dastlabki tezligi va tushish burchagiga qarab qanday o'zgarishini ko'rsatish mumkin. Bunday kompyuterdan foydalanish buni bir necha daqiqada bajarish imkonini beradi, bu esa boshqa masalalarni yechish uchun vaqtni tejaydi, o‘quvchilarni har bir masala bo‘yicha rasm chizishdan xalos qiladi (ular buni yoqtirmaydilar).
Model gorizontga burchak ostida tashlangan jismning harakatini namoyish etadi. Siz boshlang'ich balandlikni, shuningdek, tananing tezligi moduli va yo'nalishini o'zgartirishingiz mumkin. "Strobe" rejimida otilgan jismning tezlik vektori va uning gorizontal va vertikal o'qlardagi proyeksiyalari muntazam oraliqlarda traektoriya bo'yicha ko'rsatiladi.
“Izotermik jarayonni tadqiq qilish” laboratoriya ishi.
Maqsad: doimiy haroratda gazning bosimi va hajmi o'rtasidagi bog'liqlikni eksperimental ravishda o'rnatish.
Ish to'liq kompyuter bilan (nomi, maqsadi, uskunani tanlash, ish tartibi, zarur hisob-kitoblar) bilan birga keladi. Ob'ekt quvur ichidagi havodir. Parametrlar ikki holatda ko'rib chiqiladi: boshlang'ich va siqilgan. Tegishli hisob-kitoblar amalga oshiriladi. Natijalar taqqoslanadi va olingan ma'lumotlarga ko'ra grafik tuziladi.
Eksperimental masala: tortish orqali pi ni aniqlash.
Maqsad: pi qiymatini turli usullar bilan aniqlash. 3,14 ga teng bo'lishi mumkinligini tortish orqali ko'rsating.
Ishni bajarish uchun bir xil materialdan kvadrat va aylana kesiladi, shunda aylananing radiusi kvadratning yon tomoniga teng bo'ladi, bu raqamlar tortiladi. Doira va kvadrat massalarining nisbati orqali Pi soni hisoblanadi.
Tebranish harakatining xususiyatlarini o'rganish uchun uy tajribasi.
Maqsad: Matematik mayatnikning tebranish davri va chastotasi haqidagi darsda olingan bilimlarni mustahkamlash.
Tebranuvchi mayatnik modeli improvizatsiya qilingan vositalardan yasalgan (kichik tana arqonga osilgan), tajriba uchun ikkinchi qo'l bilan soat bo'lishi kerak. Muayyan vaqt davomida 30 ta tebranish hisoblangandan so'ng, davr va chastota hisoblanadi. Tebranish xususiyatlari tanaga bog'liq emasligini aniqlab, turli jismlar bilan tajriba o'tkazish mumkin. Va shuningdek, turli uzunlikdagi ip bilan tajriba o'tkazganingizdan so'ng, siz tegishli munosabatlarni o'rnatishingiz mumkin. Uydagi barcha natijalar sinfda muhokama qilinishi kerak.
Eksperimental masala: ish va kinetik energiyani hisoblash.
Maqsad: mexanik ish va kinetik energiyaning qiymati muammoning turli shartlariga qanday bog'liqligini ko'rsatish.
Kompyuter yordamida tortishish kuchi (tana og'irligi), tortish kuchi, kuchni qo'llash burchagi va ishqalanish koeffitsienti o'rtasidagi bog'liqlik juda tez ochiladi.
Model ufqqa qandaydir burchak ostida yo'naltirilgan tashqi kuch ta'sirida ishqalanish bilan tekislikda barning harakati misolida mexanik ish tushunchasini ko'rsatadi. Modelning parametrlarini o'zgartirish orqali (barning massasi m, ishqalanish koeffitsienti, modul va ta'sir qiluvchi kuchning yo'nalishi F ), barning harakati davomida bajarilgan ish hajmini, ishqalanish kuchi va tashqi kuchni kuzatish mumkin. Kompyuter tajribasida ushbu ishlarning yig'indisi barning kinetik energiyasiga teng ekanligiga ishonch hosil qiling. E'tibor bering, ishqalanish kuchi bajaradigan ish LEKIN har doim salbiy.
Xuddi shunday topshiriqlardan talabalar bilimini nazorat qilishda ham foydalanish mumkin. Kompyuter tezda muammoning parametrlarini o'zgartirishga imkon beradi va shu bilan ko'p sonli variantlarni yaratadi (aldash istisno qilinadi). Ushbu ishning afzalligi - tezkor tekshirish. Ish darhol talabalar ishtirokida tekshirilishi mumkin. Talabalar natijaga erishadilar va o'z bilimlarini baholashlari mumkin.
Imtihonga tayyorgarlik.
Maqsad: bolalarni test savollariga tez va to'g'ri javob berishga o'rgatish.
Bugungi kunga kelib talabalarni yagona davlat imtihoniga tayyorlash dasturi ishlab chiqildi. Unda maktab fizikasi kursining barcha bo'limlari bo'yicha turli darajadagi murakkablikdagi test topshiriqlari mavjud.
V. Xulosa.
Maktabda fizikani o'qitish kursni ko'rgazmali eksperiment bilan doimiy qo'llab-quvvatlashni nazarda tutadi. Biroq, zamonaviy maktabda fizika fanidan tajriba-sinov ishlarini olib borish ko'pincha o'qitish vaqtining etishmasligi va zamonaviy moddiy-texnika vositalarining etishmasligi tufayli qiyinlashadi. Fizika kabineti laboratoriyasi zarur asbob-uskunalar va materiallar bilan toʻliq jihozlangan boʻlsa ham, haqiqiy eksperimentga tayyorgarlik koʻrish va oʻtkazish, ish natijalarini tahlil qilish uchun ham koʻproq vaqt talab etiladi.Shu bilan birga, uning oʻziga xos xususiyatlaridan kelib chiqib, (muhim o'lchov xatolari, darsning vaqt chegaralari va boshqalar) haqiqiy tajriba ko'pincha o'zining asosiy maqsadini amalga oshirmaydi - jismoniy qonuniyatlar va qonunlar haqida bilim manbai bo'lib xizmat qiladi. Barcha aniqlangan bog'liqliklar faqat taxminiydir, ko'pincha to'g'ri hisoblangan xato o'lchangan qiymatlardan oshib ketadi.
Kompyuter tajribasi fizika kursining "eksperimental" qismini to'ldirishga va darslarning samaradorligini sezilarli darajada oshirishga qodir. Uni qo'llashda siz hodisadagi asosiy narsani ajratib olishingiz, ikkilamchi omillarni kesib tashlashingiz, naqshlarni aniqlashingiz, o'zgaruvchan parametrlar bilan qayta-qayta test o'tkazishingiz, natijalarni saqlashingiz va qulay vaqtda tadqiqotingizga qaytishingiz mumkin. Bundan tashqari, kompyuter versiyasida juda ko'p miqdordagi tajribalar o'tkazilishi mumkin. Ushbu turdagi eksperiment muayyan qonun, hodisa, jarayon va boshqalarning kompyuter modeli yordamida amalga oshiriladi. Ushbu modellar bilan ishlash talabalar uchun ulkan kognitiv imkoniyatlarni ochib, ularni nafaqat kuzatuvchi, balki tajribalarning faol ishtirokchisiga aylantiradi.
Ko'pgina interaktiv modellarda tajribalarning boshlang'ich parametrlari va shartlarini keng diapazonda o'zgartirish, ularning vaqt ko'lamini o'zgartirish, shuningdek, haqiqiy tajribalarda mavjud bo'lmagan vaziyatlarni modellashtirish variantlari taqdim etiladi.
Yana bir ijobiy jihat shundaki, kompyuter haqiqiy fizik eksperimentda qo'llanilmagan noyob, haqiqiy tabiiy hodisani emas, balki uning soddalashtirilgan nazariy modelini tasavvur qilish qobiliyatini ta'minlaydi, bu sizga kuzatilganlarning asosiy fizik naqshlarini tez va samarali ravishda topish imkonini beradi. hodisa. Bundan tashqari, talaba tajribaning borishi bilan bir vaqtda mos keladigan grafik bog'liqliklarning qurilishini kuzatishi mumkin. Simulyatsiya natijalarini ko'rsatishning grafik usuli talabalarga katta hajmdagi olingan ma'lumotlarni o'zlashtirishni osonlashtiradi. Bunday modellar alohida ahamiyatga ega, chunki talabalar, qoida tariqasida, grafiklarni qurish va o'qishda sezilarli qiyinchiliklarga duch kelishadi.
Shuni ham hisobga olish kerakki, fizikadagi barcha jarayonlar, hodisalar, tarixiy tajribalarni talaba virtual modellar (masalan, Karno sikli, modulyatsiya va demodulyatsiya, tezlikni o‘lchash bo‘yicha Mishelson tajribasi)siz tasavvur qilib bo‘lmaydi. yorug'lik, Rezerford tajribasi va boshqalar). Interfaol modellar talabaga jarayonlarni soddalashtirilgan shaklda ko'rish, o'rnatish sxemalarini tasavvur qilish, real hayotda umuman imkonsiz bo'lgan tajribalar, masalan, yadroviy reaktorning ishlashini boshqarish imkonini beradi.
Bugungi kunda u yoki bu shaklda fizikada interaktiv modellarni o'z ichiga olgan bir qator pedagogik dasturiy vositalar (PPS) mavjud. Afsuski, ularning hech biri bevosita maktabga ariza berishga qaratilgan emas. Ba'zi modellar universitetlarda qo'llashga e'tibor qaratilishi sababli parametrlarni o'zgartirish imkoniyati bilan haddan tashqari yuklangan, boshqa dasturlarda interaktiv model faqat asosiy materialni aks ettiruvchi element hisoblanadi. Bundan tashqari, modellar turli PPPlar bo'ylab tarqalgan. Masalan, "Physicon" tomonidan "Fizika rasmlarda" frontal kompyuter tajribasini o'tkazish uchun eng maqbul bo'lib, eskirgan platformalarda qurilgan va mahalliy tarmoqlarda foydalanishni qo'llab-quvvatlamaydi. Xuddi shu kompaniyaning "Ochiq fizika" kabi boshqa professor-o'qituvchilari, modellar bilan bir vaqtda darsda ish davomida o'chirib bo'lmaydigan juda ko'p ma'lumot materiallarini o'z ichiga oladi. Bularning barchasi umumta'lim maktabida fizika darslarini o'tkazishda kompyuter modellarini tanlash va ulardan foydalanishni juda qiyinlashtiradi.
Asosiysi, kompyuter tajribasini samarali qo'llash uchun o'rta maktabda foydalanishga maxsus yo'naltirilgan pedagogik kadrlar kerak. So'nggi paytlarda Milliy Ta'lim Jamg'armasi tomonidan o'tkaziladigan ta'lim dasturlarini ishlab chiquvchilar uchun tanlovlar kabi federal loyihalar doirasida maktab uchun ixtisoslashtirilgan pedagogik kadrlarni yaratish tendentsiyasi kuzatildi. Ehtimol, kelgusi yillarda biz o'rta maktab fizikasi kursida kompyuter tajribasini har tomonlama qo'llab-quvvatlovchi o'qituvchilarni ko'ramiz. Bu daqiqalarning barchasini men o'z ishimda ochib berishga harakat qildim.
VI. Lug'at.
Tajriba fandagi hissiy-obyektiv faoliyatdir.
jismoniy tajriba- bu ma'lum sharoitlarda o'rganilayotgan hodisalarni kuzatish va tahlil qilish, hodisalarning borishini kuzatish va uni har safar qat'iy sharoitlarda qayta yaratish imkonini beradi.
Namoyish- Bu vizual tarzda idrok etiladigan fizik hodisalar, jarayonlar, naqshlarni ifodalovchi fizik tajriba.
Frontal laboratoriya ishi- o'rganilayotgan dastur materiali bo'yicha bajariladigan amaliy ish turi, sinfdagi barcha o'quvchilar bir vaqtning o'zida bir xil asbob-uskunalar yordamida bir xil turdagi tajribani bajaradilar.
Jismoniy ustaxona- talabalar tomonidan kursning oldingi bo'limlari oxirida (yoki yil oxirida) frontal laboratoriya ishlariga qaraganda ancha murakkab uskunalarda, mustaqillik darajasi yuqori bo'lgan amaliy ishlar.
Uyda eksperimental ish- o'quvchilar tomonidan uyda, maktabdan tashqarida, o'qituvchining bevosita rahbarligisiz amalga oshiriladigan eng oddiy mustaqil tajriba.
Eksperimental muammolar- tajriba yechim uchun zarur bo'lgan ba'zi bir boshlang'ich miqdorlarni aniqlash vositasi bo'lib xizmat qiladigan vazifalar; unda qo`yilgan savolga javob beradi yoki shart bo`yicha qilingan hisob-kitoblarni tekshirish vositasi hisoblanadi.
VII. Adabiyotlar ro'yxati:
1. Bashmakov L.I., S.N.Pozdnyakov, N.A.Reznik "Axborotni o'rganish muhiti", Sankt-Peterburg: "Nur", 121-bet, 1997 yil.
2 Belostotskiy P.I., G.Yu.Maksimova, N.N.Gomulina "Kompyuter texnologiyalari: fizika va astronomiyadan zamonaviy dars". "Fizika" gazetasi 20-son, 1-bet. 3, 1999 yil.
3. Burov V.A. “O‘rta maktabda fizikadan ko‘rgazmali tajriba”. Moskva ma'rifati 1979 yil
4. Butikov E.I. Klassik dinamika va kompyuter simulyatsiyasi asoslari. 7-ilmiy-metodik konferentsiya materiallari, Akademik gimnaziya, Sankt-Peterburg - Old Peterhof, p. 47, 1998.
5. Vinnitskiy Yu.A., G.M. Nurmuhamedov “O‘rta maktabda fizika kursida kompyuter tajribasi”. "Maktabda fizika" jurnali 6-son, p. 42, 2006 yil.
6. Golelov A.A. Zamonaviy tabiatshunoslik tushunchalari: darslik. Seminar. - M .: VLADOS gumanitar nashriyot markazi, 1998 yil
7. Kavtrev A.F. “Fizika darslarida kompyuter modellaridan foydalanish metodikasi”. "Zamonaviy ta'lim tizimida fizika" beshinchi xalqaro konferentsiyasi (FSSO-99), tezislar, 3-jild, Sankt. Sankt-Peterburg: "A. I. Gertsen nomidagi Rossiya davlat pedagogika universitetining nashriyoti", 7-bet. 98-99, 1999 yil.
8. Kavtrev A.F. “Maktab fizika kursida kompyuter modellari”. "Ta'limda kompyuter vositalari" jurnali, Sankt-Peterburg: "Ta'limni axborotlashtirish", 12, bet. 41-47, 1998 yil.
9. Maktabda fizika o`qitish nazariyasi va metodikasi. Umumiy masalalar. S.E. tomonidan tahrirlangan. Kameneykogo, N.S. Purisheva. M: "Akademiya", 2000 yil
10. Trofimova T.I. "Fizika kursi", tahrir. “Oliy maktab”, M., 1999 yil
11. Chirtsov A.S. Fizika o`qitishda axborot texnologiyalari. "Ta'limda kompyuter vositalari" jurnali, Sankt-Peterburg: "Ta'limni axborotlashtirish", 12, bet. Z, 1999 yil.
Ariza № 1
Jismoniy tajribaning tasnifi
Ilova №2
Talabalar o'rtasida so'rov natijalari.
5, 6 a, 7 - 11 sinf o'quvchilari o'rtasida quyidagi savollar bo'yicha so'rovnoma o'tkazildi:
yadrodagi nuklonlardan birining o'zgarishi;
yadroning ichki tuzilishini qayta qurish;
nuklonlarning bir yadrodan ikkinchisiga joylashishi.
Fizikani o'rganishda tajriba siz uchun qanday rol o'ynaydi?
Dasturda yangi materialni tushuntirish va eksperimental muammolarni hal qilish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan 107 ta model mavjud. Men darslarimda foydalanadigan bir nechta misollarni keltirmoqchiman.
Darsdan parcha “Yadro reaksiyalari. Yadro bo'linishi.
Maqsad: yadro reaktsiyasi haqida tushunchalarni shakllantirish, ularning xilma-xilligini ko'rsatish. Ushbu jarayonlarning mohiyatini tushunishni rivojlantirish.
Kompyuter yangi materialni tushuntirishda o'rganilayotgan jarayonlarni ko'proq vizual namoyish qilish uchun ishlatiladi, reaktsiya sharoitlarini tezda o'zgartirishga imkon beradi, oldingi sharoitlarga qaytish imkonini beradi.
Ushbu model ko'rsatadi
yadroviy transformatsiyalarning har xil turlari.
Yadro transformatsiyalari natijasida yuzaga keladi
yadrolarning radioaktiv parchalanish jarayonlari va
yadroviy reaktsiyalar tufayli, hamrohlik qiladi
yadrolarning parchalanishi yoki birlashishi.
Yadrolarda sodir bo'ladigan o'zgarishlarni sindirish mumkin
uch guruhga:
Birinchi guruhga yadroning neytronlaridan biri protonga aylanganda yoki aksincha, beta-parchalanishning har xil turlari kiradi. Beta-parchalanishning birinchi (tez-tez uchraydigan) turi elektron va elektron antineytrino emissiyasi bilan sodir bo'ladi. Beta-emirilishning ikkinchi turi pozitron va elektron neytrino chiqarish yoki elektronni tutib, elektron neytrino chiqarish (elektron yadroga eng yaqin elektron qobiqlardan biridan olinadi) orqali sodir bo'ladi. E'tibor bering, erkin holatda proton neytron, pozitron va elektron neytrinoga parchalana olmaydi - bu yadrodan oladigan qo'shimcha energiyani talab qiladi. Yadroning umumiy energiyasi esa beta-parchalanish jarayonida proton neytronga aylanganda kamayadi. Bu yadro protonlari orasidagi (ulardan kamroq) Coulomb itarilish energiyasining pasayishi bilan bog'liq.
Ikkinchi guruh gamma-emirilishni o'z ichiga olishi kerak, bunda yadro dastlab hayajonlangan holatda ortiqcha energiyani tashlab, gamma kvantini chiqaradi. Uchinchi guruhga alfa parchalanishi (asl yadrodan alfa zarrachaning chiqishi - ikkita proton va ikkita neytrondan iborat geliy atomining yadrosi), yadro bo'linishi (neytronning yadro tomonidan so'rilishi, so'ngra ikkita engilroqqa parchalanishi) kiradi. yadrolar va bir nechta neytronlarning emissiyasi) va yadro sintezi (ikkita engil yadrolarning to'qnashuvi natijasida og'irroq yadro hosil bo'lganda va, ehtimol, engil bo'laklar yoki alohida protonlar yoki neytronlar qoladi).
E'tibor bering, alfa-parchalanish paytida yadro orqaga qaytishni boshdan kechiradi va alfa zarralari emissiya yo'nalishiga teskari yo'nalishda sezilarli darajada siljiydi. Shu bilan birga, beta-parchalanish paytida orqaga qaytish ancha kichikroq va bizning modelimizda umuman sezilmaydi. Bu elektronning massasi yadro massasidan minglab (va hatto yuzlab ming marta - og'ir atomlar uchun) kamroq ekanligi bilan bog'liq.
"Yadro reaktori" darsidan parcha
Maqsad: yadro reaktorining tuzilishi haqida tasavvurlarni shakllantirish, uning ishlashini kompyuter yordamida ko'rsatish.
Kompyuter sizga shartlarni o'zgartirish imkonini beradi
reaktordagi reaktsiyalar. Yozuvlarni olib tashlash
talabalarning tuzilish haqidagi bilimlarini tekshirishingiz mumkin
reaktor, qaysi sharoitda ekanligini ko'rsating
portlash sodir bo'lishi mumkin.
Yadro reaktori - bu qurilma
energiyani aylantirish uchun mo'ljallangan
atom yadrosini elektr energiyasiga aylantiradi.
Reaktor yadrosida radioaktiv moddalar mavjud
modda (odatda uran yoki plutoniy).
Bularning a - parchalanishi tufayli ajralib chiqadigan energiya
atomlar, suvni isitadi. Olingan suv bug'i bug 'turbinasiga kiradi; Aylanayotganda generatorda elektr toki hosil bo'ladi. Tegishli tozalashdan so'ng iliq suv yaqin atrofdagi suv omboriga quyiladi; u yerdan reaktorga sovuq suv kiradi. Maxsus muhrlangan korpus atrof-muhitni halokatli nurlanishdan himoya qiladi.
Maxsus grafit tayoqchalar tez neytronlarni yutadi. Ularning yordami bilan siz reaktsiyaning borishini nazorat qilishingiz mumkin. "Ko'tarish" tugmasini bosing (bu faqat reaktorga sovuq suv quyadigan nasoslar yoqilgan bo'lsa amalga oshirilishi mumkin) va "Jarayon shartlari" ni yoqing. Rodlar ko'tarilgandan so'ng, yadroviy reaktsiya boshlanadi. Harorat T reaktor ichida 300 ° C gacha ko'tariladi va suv tez orada qaynay boshlaydi. Ekranning o'ng burchagidagi ampermetrga qarab, reaktor elektr energiyasini ishlab chiqarishni boshlaganiga ishonch hosil qilishingiz mumkin. Chiziqlarni orqaga surib, zanjir reaktsiyasini to'xtatishingiz mumkin.
Ariza № 4
Laboratoriya ishlari va jismoniy mashqlarni bajarishda kompyuterdan foydalanish.
O‘qituvchi mehnatini yengillashtiruvchi, darslarni qiziqarli va zamonaviy qilish imkonini beruvchi 72 ta laboratoriya ishlari ishlab chiqilgan 4 ta kompakt disk mavjud. Ushbu ishlanmalardan jismoniy seminar o'tkazishda foydalanish mumkin, chunki. ularning ba'zilari o'quv dasturi doirasidan tashqarida. Mana bir nechta misollar. Nomi, maqsadi, jihozlari, ishning bosqichma-bosqich bajarilishi - bularning barchasi kompyuter yordamida ekranga aks ettiriladi.
Laboratoriya ishi: “Izobar jarayonni tadqiq qilish”.
Maqsad: hajm va o'rtasidagi munosabatni eksperimental ravishda o'rnatish
ma'lum bir massaga ega bo'lgan gazning turli xildagi harorati
davlatlar.
Uskunalar: laganda, quvur - ikkita kranli tank,
termometr, kalorimetr, o'lchash tasmasi.
Tadqiqot ob'ekti - quvur ichidagi havo -
tank. Dastlabki holatda uning hajmi bilan belgilanadi
trubaning ichki bo'shlig'ining uzunligi. Quvur kalorimetrda lasan bilan lasan joylashtiriladi, yuqori valf ochiq. Kalorimetrga 55 0 - 60 0 S suv quyiladi pufakchalar hosil bo`lishi kuzatiladi. Naychadagi suv va havo harorati teng bo'lguncha ular hosil bo'ladi. Harorat laboratoriya termometri bilan o'lchanadi. Kalorimetrga sovuq suv quyish orqali havo ikkinchi holatga o'tkaziladi. Termal muvozanat o'rnatilgandan so'ng, suvning harorati o'lchanadi. Ikkinchi holatdagi hajm uning trubadagi uzunligi bilan o'lchanadi (asl uzunligi minus kiruvchi suv uzunligi).
Ikki holatdagi havo parametrlarini bilish, uning hajmining o'zgarishi va doimiy bosimdagi haroratning o'zgarishi o'rtasida bog'liqlik o'rnatiladi.
Dars - seminar: “Sirt taranglik koeffitsientini o'lchash.
Maqsad: sirt taranglik koeffitsientini aniqlash usullaridan birini ishlab chiqish.
Uskunalar: tarozi, patnis, stakan, suv bilan tomizgich.
Tadqiqot ob'ekti - suv. Tarozilar muvozanatli ish holatiga keltiriladi. Ular oynaning massasini aniqlash uchun ishlatiladi. Kuldondan stakanga taxminan 60 - 70 tomchi suv tomiziladi. Bir stakan suvning massasini aniqlang. Massa farqi stakandagi suvning massasini aniqlash uchun ishlatiladi. Tomchilar sonini bilib, siz bir tomchi massasini aniqlashingiz mumkin. Damlatish teshigining diametri uning kapsulasida ko'rsatilgan. Formula suvning sirt taranglik koeffitsientini hisoblab chiqadi. Olingan natijani jadval qiymati bilan solishtiring.
Kuchli talabalar uchun siz o'simlik moyi bilan qo'shimcha tajribalar o'tkazishni taklif qilishingiz mumkin.