Диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук 04201164470

Моделирование - исследование каких-либо объектов (конкретных и аб-. страктных) на моделях, представляющих собой условные образы, схемы или физические конструкции, аналогичные исследуемому объекту [65, с.312]. Моделирование позволяет облегчить или уточнить процесс исследования или изучения объекта, сделать более эффективным восприятие учебной инфор­мации.
Процесс моделирования (замещения реального объекта, явления моде­лью) состоит из этапов, одним из которых является оперирование моделями. В обучении оперирование моделями позволяет усваивать знания, формиро­вать умения, компетенции, профессиональные компетентности. Моделирова- . ние, в зависимости от модели, может быть предметным, физическим, матема­тическим, логическим, знаковым и т.д. [65, с.312].


59




Мы рассматриваем компьютерное имитационное моделирование, осуществляемое посредством специальных программ, реализуемых на ком­пьютере, позволяющих воспроизводить (имитировать) реальные физические процессы. Анализируя содержание данного вида моделирования, мы приняли к сведению, что имитацией (от лат. imitatio — подражание) называется под­ражание кому-либо или чему-либо, воспроизведение, подделка [120, с.490].
Компьютерное имитационное моделирование позволяет воспроизводить (имитировать) существенные для данного исследования характеристики, свойства реальных физических объектов, процессов, явлений посредством специальных программных моделей, информационно-коммуникационных технологий (ИКТ).
Исследуемый физический объект, явление или процесс, заменяемый программной моделью, является оригиналом, образцом, прототипом. ..
Опираясь на рассмотренные определения, компьютерным имитацион­ным моделированием, применяемым в качестве средства реализации меж­предметных связей физики с информатикой, формирования эксперименталь­ных умений у курсантов военных вузов, назовем воспроизведение реальных физических объектов, процессов, явлений посредством ИКТ и специальных программных моделей.
Опираясь на классификацию видов учебного физического эксперимента, представленного в работах С.Е. Каменецкого, Н.С. Пурышевой, А.В. Усовой, определим виды компьютерного физического эксперимента. -
Компьютерный эксперимент (КЭ) может быть фронтальным, в виде фи­зического практикума, домашних и учебно-исследовательских лабораторных работ [106] (рис.2). КЭ характеризуется доступностью изучения практически любых явлений, адекватностью интерпретации результатов и позволяет эф­фективно организовать учебно-исследовательскую работу курсантов на всех ее этапах.


60

Рис.2.Виды компьютерного физического эксперимента (по работам [35; 106])


Главное преимущество моделирующих компьютерных программ в обу­чении курсантов состоит в том, что они позволяют повысить эффективность изучения физики и проводить компьютерный эксперимент по ее разделам, в которых реальные физические процессы из-за их сложности, отсутствия при­боров не могут быть продемонстрированы посредством лабораторных уста- • новок - например, при изучении разделов ядерной физики.
Компьютерные модели позволяют целенаправленно выявлять и изучать свойства исследуемого объекта-оригинала (или целого класса объектов), фак­торы реальных процессов - в частности, исследовать отклик моделирующей реальный процесс физической системы на изменения ее параметров и на­чальных условий. Например, изменение сопротивления в виртуальной моде­ли цепи электрического тока приводит к изменению силы Ампера, дейст­вующей на участок цепи, находящегося в магнитном поле. В демонстрации это приводит к изменению состояния модели - повороту коромысла весов. ' •
При организации учебной деятельности обучаемых посредством компь­ютерного моделирования необходимо знать о возможностях эффективного использования ИКТ в рамках учебного процесса. С этой целью рассмотрим, как связано компьютерное моделирование с учебно-познавательной и учеб­но-профессиональной деятельностью обучаемых.


61




Под деятельностью понимают внутреннюю (психическую) и внешнюю ; (физическую) активность человека, «задаваемую» и регулируемую сознавае­мой целью. Осознание цели всегда остается необходимым признаком дея­тельности. В случаях, когда этот признак отсутствует, нет и деятельности в человеческом смысле слова, а имеет место импульсивное поведение ; (Л.Б. Ительсон) [73].
. Основу деятельности, по А.Н. Леонтьеву, составляют действия, каждое
из которых представляет собой процесс. Предмет и мотив действия не совпа- . дают между собой. Т.е. действия — это суть процессы, мотивы которых нахо-
' дятся в той деятельности, в состав которой они входят. Составными струк- ■
_; турными элементами действия являются операции - процессы, цели которых
. находятся не в них самих, а в том действии, элементом которого они являют­' СЯ. •
В обществе деятельность человека возникает под воздействием внешних общественных и материальных условий, которые предопределяют ее мотивы ’ и цели, что создает деятельность образующих его индивидов. В обучении
( данный вид деятельности формируется как действие, получившее самостоя-
j тельный мотив. Поэтому сущность технологии осуществления педагогиче-
; ского процесса заключается в том, что педагог целенаправленно совершает ¹
’ переход от управления операциями к управлению действиями, а затем - к
^: управлению деятельностью обучаемых, давая возможность перейти им от
учебно-познавательной к учебно-профессиональной, а затем — профессио­нальной деятельности.
j При определении всех метаморфоз в деятельности обучаемых целесооб-
;; разно придерживаться концепции, в соответствии с которой деятельность