Нові інформаційні технології при вивченні статистичних закономірностей у процесі підготовки вчителів фізики

Abstract

У дисертації подана науково обгрунтована методика моделювання статистичних закономірностей в рамках комп'ютерного лабораторного практикуму. Описані програмно-методичні засоби, які доповнюють систему фізичного експерименту засобами комп'ютерного моделювання та дозволяють підвищити рівень і якість вивчення статистичних процесів. Основні положення дослідження відображено у 16 публікаціях.

Диссертация посвящена проблемам воплощения новых информационных технологий обучения в современной общеобразовательный и высшей школах. В диссертации предоставлена научно обоснованная методика моделирования статистических закономерностей в рамках компьютерного лабораторного практикума по физике. Предлагается методика создания моделей некоторых физических процессов с использованием идей случайности их прохождения. Определяется место, средств компьютерного обучения в методической системе изучения статистических закономерностей. При этом одним из основных мотивов создания компьютерных моделей и их применения видится возможность удаления в компьютерном эксперименте ограничений, которые присутствующие в аналитических моделях. На конкретных примерах рассматриваются особенности моделирования некоторых физических закономерностей, в которых необходимо использовать генератор случайных чисел на каждом шагу алгоритма модели. Акцентируется внимание на особом месте в цикле компьютерных экспериментов задач, которые связаны с использованием генератора случайных чисел. В отличие от задач механики, в которых результат детерминирован начальными условиями, такие задачи позволяют учащимся "открывать" на компьютере новые физические законы, для которых начальные условия вообще несущественные (они “забываются"), зато случайные, хаотические события, накладываясь, приводят к целиком детерминированным, предполагаемым взаимосвязям между средними величинами. Раскрывается методика создания моделей некоторых физических процессов с использованием альтернативного метода рассмотрения детерминированного. Рассматриваются примеры, которые раскрывают сущность основных принципов создания и реализации детерминированных моделей с использованием элементов случайности. Раскрываются особенности организации и проведение компьютерного лабораторного практикума по различным разделам физики. Обращается внимание на то, что изучение и использование предложенной методики студентами, преподавателями вузов, учителями школ обогатит их методическую базу что касается активизации учебно-познавательной деятельности учеников в процессе изучения физики. Приводятся результаты проведенного педагогического эксперимента. Показано, что применение методов компьютерного моделирования подносит процесс обучения на значительно высший уровень, облегчая процесс восприятия и осознания большого количества физических явлений, дает свой вклад в повышение заинтересованности учащихся при изучении физики. Описанные программно-методические средства, которые дополняют систему физического эксперимента средствами компьютерного моделирования и позволяют повысить уровень и качество изучения статистических процессов. Основные положения исследования отображены в 16 публикациях.

The scientifically grounded methods of modelling of the statistical regularities in the frame of computer laboratory practical works are suggested. The new methodical means and corresponding software are described, they introduce the tools of computer modelling into the system of physical laboratory practical works and make the study of statistical regularities more profound. The main results of this work are formulated in 16 publications.