Математическое моделирование реальных процессов при решении физических задач тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 13.00.02, кандидат наук Долженко, Елена Васильевна

• Долженко, Елена Васильевна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Долженко, Елена Васильевна

Оглавление

Введение (о значении методологии математического моделирования на современном этапе развития образовательного процесса)....................................3

Глава 1. Теоретические основы проблемы применения элементов ММ при решении физических задач в средней школе...........................................................21

§1.1. Современные представления о методологии ММ как универсальном методе научного познания. Понятийный аппарат (теория вопроса, анализ существующих подходов к формированию умений ММ в теории и практике обучения решению физических задач в школе)................................................21

1.§2. Свойства математических моделей............................................................37

1.§3 Иерархия моделей и её значение в обучении решению задач..................44

Выводы по первой главе.......................................................................................53

Глава 2. Методика применения метода математического моделирования при обучении решению физических задач......................................................................54

2.§1. Современные технологии в физическом образовании............................54

§2.2. ММ на уроках решения задач как средство формирования и развития основных умений и навыков исследовательской деятельности. Методические и психологические проблемы, существующие в практике применения ММ при обучении решению физических задач..........................65

§3.2. Значение формулировки условия задачи для построения модели........75

§4.2. Методика решения задач, ориентированная на развитие умений ММ. 87

§4.1.2.Некоторые особенности методики проведения уроков решения задач,

ориентированных на обучение элементам ММ..................................................87

§4. 2.2 Построение и анализ физических моделей реальных явлений при

решении качественных задач..............................................................................94

2. §4. 3 Обучение основам ММ при решении простейших экспериментальных

задач....................................................................................................................108

§4. 4.2. Математическая модель как основа для построения физической

задачи..................................................................................................................113

2. §4. 5 Иерархичность при решении задач.......................................................126

2.§4. 6 Универсальность физических и математических моделей.................137

Выводы по второй главе:...................................................................................140

ГлаваЗ. Педагогический эксперимент...................................................................141

3.§1 Организация и структура педагогического эксперимента....................141

3.§2 Экспериментальная проверка гипотезы..................................................155

3.§3. Итоги педагогического эксперимента......................................................159

Выводы по третьей главе..................................................................................171

Заключение................................................................................................................172

Библиография...........................................................................................................174

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Математическое моделирование реальных процессов при решении физических задач»

Введение (о значении методологии математического

моделирования на современном этапе развития образовательного процесса)

Современный этап развития общества характеризуется высокой степенью развития общества и изменяющейся ролью человека во всём многообразии противоречий. Развитие личности в этих условиях становится не только результатом, но и предпосылкой эффективного общественного устройства.

Современное общество предъявляет новые требования к образованию, которое, являясь необходимым компонентом развития личности, обязано адекватно отражать требования времени.

В связи с этим происходит существенное изменение образовательной парадигмы: целью образования становится не столько усвоение определенных знаний, умений и навыков, не память и воспроизведение, сколько умение непрерывно обучаться, приобретать знания, развивать мышление и восприятие, творческие способности. Усвоение, прочность, обобщение готовых знаний становится лишь вспомогательным средством развития интеллекта, так как, в связи с развитием информационных технологий и физической науки, непрерывно возрастает и изменяется поток информации. При этом возрастает ведущая роль фундаментальной науки в содержании образования, что неизбежно должно отразиться в системе общего физического образования, включая методику изучения и преподавания физики. Сегодня главная задача преподавателя заключается в том, чтобы научить учащихся отличать главное от второстепенного, фундаментальное от прикладного, понимать иерархию структуры науки, различать отдельные ее компоненты [171].

Общеобразовательный курс физики не может носить узкопредметный характер, а должен включать в себя содержание,

адекватное инновационным технологиям обучения: научную методологию, методы вычислительной физики, современные физические теории [203].

Среди проблем современного образования ведущее место занимает вопрос подготовки компетентных специалистов в различных областях человеческой деятельности.

Такие специалисты должны уметь творчески подходить к решению различных проблем в условиях быстро изменяющегося мира, быть способными прогнозировать развитие событий, быстро адаптироваться к постоянно изменяющимся условиям на основе умений моделировать разнообразные ситуации и находить решение проблем путём исследования построенных ситуативных моделей. Эти проблемы приходится решать современной методологии образования.

На современном этапе развития общества фундаментальный характер образования реализуется в рамках методической концепции, рассматривающей образование как учебную модель науки [98, 172].

В связи с этим основные акценты содержания и методологии образования смещаются на изучение фундаментальных законов природы и общества, объясняющих глубинные сущности явлений и процессов, и наиболее универсальных научных методов исследования, способствующих формированию целостных представлений о научной картине мира.

Обучение должно дать каждому умение самостоятельно находить и осваивать новую информацию, формировать способность к творчеству, превращая его в норму, в своеобразный инструмент во всех сферах человеческой деятельности [63, 136]. В свою очередь, методологическая направленность науки становится доминирующей чертой научного стиля мышления.

Таким образом, многочисленные исследования показывают, что одним из кардинальных изменений физического образования в современной школе становится его методологическая направленность [144].

В связи с этим математическое моделирование (в дальнейшем ММ), которое, благодаря бурному развитию вычислительных методов, становится одним из основных методологических подходов к исследованию разнообразных реальных процессов [38], успешно развивается, становясь все более универсальным.

Этому способствует и тот факт, что современный этап развития не только естественнонаучной составляющей современного знания, но и многих социокультурных явлений и проблем, связанных с гуманитарными науками, применяет методы, традиционно, используемые в естественных науках, в частности, в физике. Для описания какого-то сложного явления строится теоретическая модель, позволяющая, сделать количественные и качественные предсказания. Эти предсказания могут быть затем проверены опытом, и результаты такой проверки позволят судить об адекватности модели данному явлению. «Технические, экологические, экономические и иные системы, изучаемые современной наукой, больше не поддаются исследованию (в нужной полноте и точности) обычными теоретическими методами.

Прямой натурный эксперимент над ними долог, дорог, часто либо опасен, либо попросту невозможен, так как многие из этих систем существуют в «единственном экземпляре». Цена ошибок и просчетов в обращении с ними недопустимо высока. Поэтому математическое моделирование является неизбежной составляющей научно-технического прогресса» [172, с.7], [Самарский A.A. из интервью в президиуме РАН...]

Современная наука характеризуется отчетливым осознанием модельного характера знаний о природе, поскольку физическое знание напрямую соотнесено не с реальными объектами, процессами или явлениями, а с моделями этих объектов.

Повышение научного уровня преподавания физики в настоящее время тесно связано с широким внедрением метода моделирования, как в науку, так

и методологии ММ в систему образования на всех её этапах и направлениях развития.

Роль школьного этапа образования возрастает в связи с пониманием того, что развитие человеческой цивилизации всё больше определяется развитием интеллектуального потенциала. Поэтому современное общество предъявляет новые требования к качеству образования и целенаправленному интеллектуальному развитию уже на школьном этапе образования.

На протяжении последних десятилетий эти методологические проблемы многократно становились предметом исследований. В частности, изучалась проблема раскрытия природы информации [22, 23, 56], выявлялась специфика и значение теоретико-информационного подхода в его приложениях к различным наукам. Психологические аспекты усвоения информации рассматривались в работах [3, 128, 153].

Проблемы же содержания образования подробно рассматривались в теоретических работах [17, 76, 197, 185, 187].

Проблемы развития в процессе обучения также хорошо разработаны в теоретическом плане. В настоящее время, в теории развивающего обучения ведущей идеей является развитие интеллектуальных способностей школьников. Наиболее полно и последовательно идеи развивающего обучения Л.С. Выготского были развиты в рамках психологической теории деятельности [60], в работах [127, 219].

В области педагогики существенный вклад в теорию развивающего обучения внесли исследования [77,78,192,185].

Многими известными учеными большое внимание уделялось проблеме развития учащихся в процессе обучения физике. В этих работах подробно разрабатывались вопросы формирования мировоззрения учащихся на уроках физики [36, 38, 184, 213], вопросы методологии физики и принцип воспроизведения генезиса научного познания в учебном процессе [46,47,92]. Вопросы развития творческих способностей и проблемы одаренных детей рассмотрены в пособиях [84, 103, 104, 105, 106, 163, 164]. Вопросы развития

познавательного интереса у учащихся и их активизации в процессе обучения в работах [76, 120, 121, 122].

В связи с этим основным направлением деятельности преподавателя становится не только содействие учащимся в накоплении суммы знаний (пусть как теоретического, так и прикладного плана) в определённой предметной области, но и умение обучить учащихся структурированию материала по степени важности и фундаментальности, осмысливанию теоретического и прикладного знания, овладеть основами научной методологии.

В государственном образовательном стандарте для средней школы умение моделировать отнесено к общеучебным умениям. Применение в школьном курсе физики метода моделирования как метода учебного познания, обучение учащихся моделированию физических объектов и явлений - одна из основных задач школьного физического образования.

Осознание того факта, что физика является важнейшей интеллектообразующей учебной дисциплиной, заставляет в рамках современной образовательной парадигмы обращаться к различным аспектам использования методологии ММ и элементов ММ в различных компонентах школьной физики. Использованию метода ММ в преподавании физики посвящено большое количество работ, отражающих, как различные стороны использования самого процесса моделирования, так и возможности использования в методике обучения физике на самых разных уровнях.

Так, в работах [87, 183] моделирование рассматривается как метод познания физических объектов и как метод обучения физике; в работах [85, 92] наибольшее внимание уделено роли мысленных моделей в обучении (материальная точка, графики кинематики, силовые линии электромагнитного поля и т.д.); рассмотрено понятие учебной модели. Предложена классификация учебных моделей на предметные, графические, образные, символические. Подробно рассматриваются значение и роль физических моделей в обучении, а также предлагается методика изучения

теоретического курса физики на основе модельных представлений, затрагиваются основы современной методики решения физических задач, ориентированной на выработку умений проводить математическое моделирование реальных процессов и явлений.

В учебно-методическом пособии [ПО] исследованы основы современной методики решения физических задач, ориентированной на выработку умений проводить математическое моделирование реальных процессов и явлений, рассмотрен ряд психологических и методических проблем, связанный с внедрением ММ в практику решения задач. Так же в [104, 105, 106] показано влияние методологии ММ на преподавание физики вообще и обоснована возможность применения методологии ММ в школьном курсе физики, как при изучении теории, так и при решении задач.

В методической теории и практике последних лет также проводились исследования по развитию навыков ММ в процессе обучения физике в самом широком спектре направлений, отражающих различные точки зрения на математическое моделирование в современных исследованиях по методике преподавания физики [44, 68, 70, 181].

В ряде методических пособий последних лет и диссертационных работах, выполненных на кафедре методики преподавания физики РГПУ им. А.И.Герцена рассмотрены отдельные аспекты применения элементов методологии ММ в школьном курсе физики.

В работах [43, 158, 199, 202] особое внимание уделено развитию исследовательских умений учащихся на основе применения вычислительного эксперимента, проводится аналогия между натурным и вычислительным экспериментом, рассматриваются их объективные преимущества и недостатки, исследуются возможности вычислительного эксперимента при изучении нелинейных явлений.

В работах [201, 202] подробно рассматриваются вопросы вычислительного эксперимента как части процесса овладения учащимися навыками ММ, подробно рассмотрены основные подходы к использованию

ММ на школьном уровне - применение фундаментальных законов природы к конкретным ситуациям, вариационных принципов (Ферма), использование аналогий, эмпирический и иерархический подходы, эмпирический метод построения модели, метод анализа размерностей, энергетический подход. Рассмотрена роль аналитических, графических, численных методов, в рамках проведения вычислительного эксперимента.

Составлены циклы задач с учетом: специфики контингента, достижения уровня понимания разными способами, дальнейшего развития, доступности, сочетания разных тем, развивающих определённый компонент ММ, расширения круга поставленных вопросов, предварительного установления границ, направленности на творчество.

Использование элементов методологии ММ при изучении школьного курса физики также представлено в работах [53, 54, 72], где рассматриваются значение и роль физических моделей в обучении, а также предлагается методика изучения теоретического курса физики на основе модельных представлений. В этих же работах акцентировано внимание на отражение методологии математического моделирования при изучении теоретического материала; рассмотрены различные подходы к построению методики изучения теоретического материала школьного курса физики, отражающей модельный характер знаний о природе, разработана методика изучения теоретического материала отдельных разделов школьной физики, систематизирующая модельные представления и формирующая умения моделирования физических процессов и явлений по уровням осведомленности, грамотности, культуры. В работе [54] также рассмотрены процессы создания моделей, их иерархия (на примере исследования свойств реального газа и плазмы, феноменологической термодинамики как универсальной фундаментальной модели современной физики) и другие свойства.

Одной из основных идей этой работы является вывод о том, что создание и исследование модели возможно проводить и без применения

компьютера, используя качественные теоретические методы, составляющие суть процесса моделирования при изучении теорий в школьном курсе физики.

Проблемы иерархии моделей в школьном курсе физики достаточно подробно представлены в работе [71]. Рассмотрены: методика применения иерархического подхода, иерархический подход при изучении моделей, рассмотрение физических законов на основе представлений, об иерархии математических моделей, иерархия математических моделей при изучении реальных физических явлений, затронуто построение иерархии математических моделей при решении физических задач; два типа построения иерархии, уровни владения методологией иерархичности (культура, грамотность, осведомленность) установление иерархии временных масштабов, определяющей иерархию возможных моделей системы, иерархия на примере идеальный газ - реальный газ или учет температурного изменения сопротивления, иерархия и основные законы, иерархия при изучении реальных явлений (маятники), иерархия и задачи (учет трения в системах и т. п.).

На кафедрах методики обучения физике других ведущих ВУЗов многие авторы [3, 13, 52] также обращаются к практике применения в преподавании методологии ММ (пусть и с меньшей степенью подробности). Можно выделить такие работы, как [20], в которой рассмотрено математическое моделирование при интеграции курсов математики и физики в обучении студентов физических специальностей педвузов, и [62], в которой рассматриваются вопросы формирования у будущих учителей физики умения обучать школьников моделированию физических объектов и явлений. Эти работы объединяет направленность на обучение будущих педагогов с использованием в обучении методологии ММ. Необходимость использования ММ обосновывается с двух позиций: как содержания, которое студенты должны усвоить в процессе обучения, и как способа познания, которым они должны овладеть. Рассмотрены задачи формирования у

студентов научно-теоретического типа мышления и исследование места и роли моделирования как особой формы наглядности в формировании умений строить и фиксировать общие схемы действий и операций, которые они должны выполнить в процессе изучения различных понятий.

Выделены такие функции моделирования, как: познавательная, системообразующая, развивающая, функция овладения методом познания, моделирование является средством создания проблемных ситуаций, средством формирования математических знаний. Показано, что включение моделирования в учебный процесс рационализирует его и одновременно активизирует познавательную деятельность обучающихся.

Также рассмотрены различные подходы к классификации моделей и приведены примеры применения предлагаемой структуры процесса моделирования при решении задач, ориентированных на реализацию прикладной направленности математики [72] (действенности математических знаний, обеспечивающей математическое моделирование реальных процессов и явлений).

Рассматривается реализация интеграционных связей в обучении математике студентов физических специальностей через решение прикладных задач посредством ММ. Прикладные задачи формируют математическую базу для познания процессов, протекающих в природе; данные задачи служат моделями природных явлений. Моделирование понимается как процесс воспроизведения определенных сторон, свойств прототипа.

Показано, что осуществление интеграционных связей через прикладные задачи является одним из способов формирования мотивации обучения студентов, так как традиционная методика обучения решению задач направляет деятельность студентов, в основном, на получение числового ответа задачи, поэтому студенты слабо владеют методами научного познания, не умеют применять знания, полученные при изучении математики, для объяснения процессов, изучаемых в других дисциплинах.

Отдельные аспекты методологии ММ представлены в работе [67], где приведена методика обобщения знаний на основе принципов симметрии, соответствия, суперпозиции и показано, что знакомить учащихся с понятиями «симметрия», «суперпозиция», «принцип симметрии» и «принцип суперпозиции» можно уже в основной школе, а с понятием «принцип соответствия» в средней; показано использование этих понятий при сложении скалярных величин, в том числе при нахождении потенциалов электростатического и гравитационного полей, результирующей ЭДС в контуре, результирующего давления (закон Дальтона), оптической силы системы линз, результирующего тока в узле. Проанализированы понятия «аналогия», «модель», «компьютерная модель» и «компьютерное моделирование», показано, что применение аналогий в большинстве случаев связано с использованием моделей. Рассмотрено, чем модель отличается от аналогии, подробно показано, что понятие компьютерной модели, включает: условный образ объекта, описанный с помощью взаимосвязанных компьютерных рисунков, таблиц, схем, диаграмм, графиков, анимационных фрагментов, гипертекстов и так далее; программу или комплекс программ, позволяющий с помощью последовательных вычислений и графического отображения их результатов воспроизводить (имитировать) процессы функционирования объекта при условии воздействия на объект различных, как правило, случайных факторов (задаваемых пользователем программы).

Отмечено, что одним из видов компьютерной модели является схемотехническая компьютерная модель, которая представляет собой электрические схемы, выступающие в роли моделей электронных устройств, что сущность компьютерного моделирования заключается в получении количественных и качественных характеристик объекта познания по имеющейся модели. Компьютерное моделирование представлено как совокупность математического и структурно-функционального моделирования. Применение компьютерного моделирования при решении задач отражено в работе [101], где представлены большей частью

оригинальные задачи, последовательное решение которых по существу представляет собой математическое моделирование рассматриваемых процессов или явлений, включая проведение вычислительного эксперимента.

В работах [61, 209], рассматриваются методика использования моделирования в системе научения физике и методические основы технологии подготовки и проведения уроков решения задач, в работе [64] подробно рассмотрен инновационный подход к решению задач и лабораторному практикуму в курсе физики средней школы с введением элементов ММ.

В работах [141, 178] с уклоном в применение методологии ММ, авторы ставят своей задачей разработать содержательные модели по разделам курса физики, включающие факты, модели, понятия, законы, практические приложения, взаимосвязь системы знаний и метода познания.

В работе [114], связанной с проецированием методологии ММ на проведение лабораторных исследований, объединённых с решением задач, рассматриваются аспекты, в которых задачи используются в качестве постановки проблемы и составляют теоретическую основу ее решения. Ставится проблема, которую надо решить, не приводя указаний на те физические законы, которыми следует воспользоваться для решения этой проблемы. Одним из путей повышения эффективности школьного физического образования является согласование на уроках физики обучения решению задач с выполнением исследовательских задач - лабораторных работ; решение учебной задачи выступает как модель научного исследования со всеми присущими ему атрибутами - обоснованным выбором идеализации изучаемого процесса, исследованием простых частных и предельных случаев, поиском и разбором аналогий с другими задачами и явлениями, а также сравнением методов их анализа.

Всё же, несмотря на большое количество работ по вопросам методологии математического моделирования, в настоящее время актуальным остается применение элементов метода физического и

математического моделирования для решения физических задач и разработка основ методики, ориентированной на развитие умений математического моделирования при решении задач школьного курса физики.

Анализируя действующие программы по физике, современных школьные учебники и учебные пособия, методическую литературу для учителей физики, а также практику преподавания физики в средней школе, нетрудно заметить, что в методике и практике преподавания физики остается недостаточно разработанной проблема последовательного и систематического обучения навыкам математического моделирования при решении задач. Таким образом, актуальность нашего исследования определяется, с одной стороны, пониманием необходимости формирования у учащихся умений ММ при решении задач и, с другой стороны, недостаточной степенью освещенности этого вопроса в методической литературе.

Это обстоятельство указывает на необходимость и своевременность разработки методики обучения умениям математического моделирования при решении задач. Кроме этого, интерес к проблеме моделирования на школьном уровне, при изучении физики вообще и при решении задач в частности, обусловлен тем, что на данный момент существуют следующие основные противоречия, решаемые в ходе исследования - это противоречия между:

1) значением метода моделирования как важнейшего метода научного познания, используемого практически во всех областях научного знания, и недостаточным его отражением в содержании школьного образования;

2) осознанием значимости различных аспектов проблемы моделирования в современном школьном образовании и недостаточностью рассмотрения аспекта, связанного с формированием у школьников навыков математического моделирования реальных физических объектов и процессов при решении задач;

3) возможностью и необходимостью формирования умений ММ при решении задач и недостаточной разработанностью теоретических основ и методики формирования этих умений.

Объект исследования: процесс обучения физике в современной школе.

Предмет исследования: физические задачи в школьном курсе физики как средство формирования умений и навыков ММ реальных процессов. Цели исследования:

1) теоретическое обоснование возможности и целесообразности реализации подхода, ориентированного на развитие умений ММ физических процессов и явлений, как наиболее важных умений в познавательной деятельности при решении задач школьного курса физики;

2) разработка методики применения элементов ММ при решении физических задач в школе как части процесса обучения умениям ММ.

Гипотеза исследования состоит в следующем: если при решении задач школьного курса физики реализовывать подход, ориентированный на последовательное и систематическое развитие у обучающихся умений ММ физических процессов и явлений, то организованное таким образом обучение:

1) будет адекватно отражать современную структуру и тенденции развития физики;

2) приведет к повышению качества знаний по физике, в частности, будет способствовать развитию физического понимания на разных уровнях, в том числе и понимания в плане реализации предсказательной функции физической теории;

3) предоставит объективные возможности обучения учащихся основам метода ММ, как одного из основных компонентов современной методологи научных исследований;

4) создаст предпосылки для формирования мотивации учащихся к самостоятельному научному творчеству.

Исходя из цели и гипотезы, были сформулированы следующие задачи исследования:

1) обоснование теоретической возможности подхода к построению методики решения задач, отражающей модельный характер знаний о природе и ориентированной на формирование умений ММ;

2) анализ содержания задач школьного курса физики на предмет возможности применения элементов методологии ММ при решении задач;

3) исследование применения элементов методологии ММ в практике решения задач (наличие у учащихся необходимых знаний о модельном характере знаний вообще и конкретных физических теорий и законов в частности, умения оперировать такого рода знаниями при исследовании разнообразных процессов и явлений);

4) разработка методики решения задач, ориентированной на формирование и развитие навыков ММ физических процессов и явлений;

5) определение критериев определения эффективности предложенной экспериментальной методики и её проверка в ходе педагогического эксперимента: оценка степени влияния данной методики на качество знаний учащихся и неформальный характер приобретенных знаний, проявляющийся в повышении уровня физического понимания процессов и явлений, развитие творческого начала у учащихся.

Концепция исследования состояла в разработке методики обучения элементам ММ при решении задач по физике.

Способы и методы решения поставленных задач (на разных этапах исследования методы исследования подбирались по требованию адекватности задачам исследования):

> теоретический анализ литературы по проблеме исследования;

> изучение массового и обобщение передового педагогического опыта;

> педагогический эксперимент, включающий педагогические измерения по результатам наблюдения, анкетирования учащихся и учителей, ретроспективных опросов учащихся, метод экспертных оценок;

> статистическая обработка результатов педагогического эксперимента с целью определения эффективности и коррекции предлагаемой методики.

Достоверность и обоснованность полученных результатов и выводов исследования обеспечиваются:

1) всесторонним анализом проблемы исследования обучения учащихся приемам ММ при решении задач);

2) использованием разнообразных методов исследования, адекватных поставленным задачам (использованием широкого спектра педагогических методов исследования, соответствующих поставленным задачам исследования);

3) соответствием результатов исследования современным достижениям методики обучения физики, педагогики и психологии в вопросах, связанных с обучением методологии ММ;

4) внутренней непротиворечивостью, репрезентативностью и положительными результатами педагогического эксперимента (2008 -2013г);

5) применением методов математической статистики при обработке результатов педагогического исследования;

Этапы исследования:

1) анализ психолого-педагогической, философской и методической литературы по проблеме исследования;

2) изучение и анализ передового педагогического опыта по проблеме исследования;

3) на основе анализа литературы выявление методологических основ исследования, постановка цели и задач исследования, определение методов исследования, разработка гипотезы исследования;

4) изучение состояния проблемы в современной школе;

5) выявление объективных возможностей формирования умений математического моделирования при решении задач школьного курса физики;

6) разработка методики, анализ её особенностей и ее апробация при обучении в экспериментальных классах в ходе проведения формирующего эксперимента.

Критерии оценки эффективности предлагаемой методики:

1) умение применять элементы ММ при решении задач; под элементами ММ понимаются:

> основы формирования у учащихся умений анализа условия задачи на предмет построения и оснащения физической и математической модели;

> умение выбора и использования математического аппарата, адекватного условию задачи;

> возможные дополнительные исследования результатов решения задачи по различным критериям;

2) влияние методики на качество решения задач по физике;

3) динамика развития познавательного интереса учащихся;

4) повышение эффективности преподавания физики при использовании данной методики.

Научная новизна исследования заключается в следующем: в отличие от ранее выполненных исследований, таких, как работы Феофанова С. А., Глазовой JI. Г., Финагина А. А., Грибовой М. В. и Живодробовой С. А., Беломестновой В. Р., Десненко М. А., Дубицкой JI. В., Демидовой Т. И., Дмитриевой O.A., Синявиной А. А., Кощеевой Е. С., и др., рассматривающих вопросы применения математического моделирования и его отдельных элементов фрагментарно, как то: при изучении и обобщении теоретического курса, интеграции курсов математики и физики, при обучении студентов, в вычислительном эксперименте или при проведении лабораторного практикума, в настоящей работе:

1) обоснована необходимость и показана возможность последовательного и системного использования метода физического и математического моделирования изучаемых явлений при решении физических задач школьного курса;

2) разработана методика, рассматривающая процесс решения физической задачи, как процесс создания и исследования физической и соответствующей ей математической модели со всеми присущими характеристиками и свойствами;

3) по-новому реализованы междисциплинарные связи, что позволило перейти от уровня взаимных ссылок на уровень совместного использования положений различных областей науки при анализе сложных явлений;

4) показано, что системное использование элементов математического моделирования является одним из наиболее универсальных подходов при решении физических задач;

5) доказана возможность применения разработанной методики, на занятиях по решению задач по физике на основе материала, не выходящего за рамки школьного курса.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что в работе:

1) обоснована возможность системного применения ряда элементов ММ, используемых, в основном, в теоретической физике при решении физических задач школьного курса;

2) показано, что процесс решения физических задач, построенный на последовательном и системном использовании элементов физического и математического моделирования изучаемых явлений, способствует формированию стиля мышления, характерного для решения чисто научных задач.

Практическая значимость исследования заключается в том, что

1) разработанные теоретические положения доведены до уровня конкретных методических рекомендаций для учителей и учащихся по формированию умений математического моделирования при решении задач, позволяющих организовать процесс обучения физике соответственно уровню современного развития науки;

2) разработанная методика, ориентированная на последовательное и системное использование элементов физического и математического

моделирования внедрена в практику работы ряда школ, занятий по решению олимпиадных задач, Центра Дополнительного Образования учащихся и учителей.

Апробация результатов исследования проводилась при обучении в экспериментальных классах в ходе проведения формирующего эксперимента.

На защиту выносятся следующие положения:

1) Усиление роли методологического компонента в современном обучении физике диктует необходимость, а предложенная методика создает возможность использования подхода к решению задач, основанного на ММ реальных процессов и явлений, что соответствует как современной методологии научных исследований, так и тенденциям развития современной физики.

2) Методика обучения решению задач, основанная на реализации указанного подхода, основанного на ММ реальных процессов и явлений, не только способствует решению большинства традиционных проблем обучения физике, но и обеспечивает развитие личности, соответствующее требованиям современного образования, стимулирует формирование мировоззрения, развивает творческие способности учащихся и является эффективным средством обучения навыкам исследовательской деятельности.

3) Разработанная методика обладает высокой степенью универсальности в отношении:

> применения её к задачам различных разделов курса школьной физики,

> возможности решения физических задач разного уровня сложности,

> возможностей её повторения.

Заключение диссертации по теме «Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)», Долженко, Елена Васильевна

Заключение

1. На настоящий момент выявлено, что проблема применения элементов методологии ММ при решении задач в средней школе далеко не решена. Основные проблемы, препятствующие решению данной задачи:

> отсутствие методики организации уроков решения задач с использованием элементов математического моделирования при решении задач по физике в средней школе;

> отсутствие у учащихся единой системы знаний в области математического моделирования;

> представления учащихся о моделях, применяемых в решении задач, ограничиваются только материальными моделями, учащиеся не осознают, что, изучая физику, решаю любую задачу, они постоянно моделируют, так как все наши знания о природе носят модельный характер;

> изучению широкого спектра возможностей ММ при решении задач внимание уделяется мало.

2. В диссертационной работе показано, что дидактический потенциал применения элементов ММ при решении задач реализуется при организации учебно-исследовательской деятельности школьников по ММ реальных физических явлений и процессов при решении задач.

3. В работе обосновано, что использование элементов методологии ММ при решении задач в процессе обучения физике может быть продуктивным в рамках существующих программ по физике при условии предварительного ознакомления учащихся с элементами методологических знаний, связанных с созданием, оснащением и применением моделей.

4.В результате исследования предложена методика обучения построению и исследованию математических моделей реальных физических процессов и явлений, которая может быть реализована при различных формах проведения урока.

5.Эта методика основана на организации процесса решения задач, как учебных исследований, которые проводятся в соответствии с пониманием образования как учебной модели науки.

6.Педагогический эксперимент осуществлялся в 2 этапа в течение большого временного срока и подтвердил гипотезу об эффективности использования предлагаемой методики.

7.Проведенное исследование позволило выделить перспективные направления дальнейшего научного поиска по данной проблеме:

> разработка элективного или специального курса по теме исследования;

> организация исследовательской деятельности учащихся, в ходе которой предполагается построение, оснащение и исследование моделей реальных физических процессов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Долженко, Елена Васильевна, 2014 год

Библиография

1. Helmut Linder Das Bild der modernen physic Auflage Urania - Verlag Leipzig Jena Berlin, 1975.

2. Kadanoff L. P. Greats// Physics Today. 1994. №4

3. Lorenz Hucke HANDLUNGSREGULATION UND WISSENSERWERB IN TRADITIONELLEN UND COMPUTERGESTÜTZTEN EXPERIMENTEN DES PHYSIKALISCHEN PRAKTIKUMS Die vorliegende Arbeit wurde in der Zeit von Februar 1996 bis April 1999 am.

4. Model Reduction and Coarse-Graining Approaches for Multiscale Phenomena, Springer, Complexity series, Berlin-Heidelberg-New York, 2006.

5. Rainer Schenck, veröffentlicht in EFODON-SYNESIS. - №4/1994.

6. J. ROBERT OPPENHEIMER The Flying Trapeze Three Crises for Physicists.

7. LONDON OXFORD UNIVERSITY PRESS NEW YORK TORONTO, 1964.

8. Rubinstein R.Y. Simulation and the Monte Carlo Method, John Wiley & Sons, 1981.

9. Roland Roth, veröffentlicht in EFODON-SYNESIS № 33/1999.

10. Абрамзон А. А. О методологии в естественных науках. - СПб.: НеоТЕКС, 1996.

11. Акулова О. В. Ключевые компетенции как цель и результат современного образования. М., ООО «Издательство Астрель», ООО «Издательство ACT»; СПб., СпецЛит, 2003. -190 с.

12. Анищенко В. С. Динамические системы, Соросовский образовательный журнал, 1997, № П.- С. 77-84.

13. Анохин В. Б. Гносеологические проблемы математического моделирования: Автореф. дис. канд. филос. наук. - Л.:, 1983.

14. Апатова Н. В. Информационные технологии в школьном образовании. - М.: изд-во РАО, 1994,- 228с.

15. Арнольд В. И. Жёсткие и мягкие математические модели. — М.: МЦНМО, 2013.-32c.ISBN:978-5-4439-0073-5.

16. Асламазов JI. Г., Варламов А. А. Удивительная физика. - М.: Добросвет, 2002. -236с..

17. Бабанский Ю. К. Интенсификация процесса обучения,- М.: Знание, 1987,- 80с.

18. Баширова И. А. Теоретизация знаний учащихся по физике на основе методологических принципов. Автореф. дис. канд. пед. наук-Киров, 2003.-20с.

19. Байденко В. И., Оскарссон Б. Базовые навыки (ключевые компетенции) как интегрирующий фактор образовательного процесса // Профессиональное образование и формирование личности специалиста. - М.:, 2002. - 2246с..

20. Беломестнова В. Р. Математическое моделирование при интеграции курсов математики и физики в обучении студентов физических специальностей педвузов : дис. канд. пед. наук : 13.00.02 Чита, 2006.

21. Бине А. Введение в экспериментальную психологию. - СПб, 1895.

22. Бирюков Б. В., Геллер Е.С. Кибернетика в гуманитарных науках. - М., 1973.-382с.

23. Бирюков Б.В. Кибернетика и методология науки. - М.: Наука, 1974.-414с..

24. Блехман И. И., Мышкис А. Д., Пановко Н. Г., Прикладная математика: Предмет, логика, особенности подходов. С примерами из механики: Учебное пособие. — 3-е изд., испр. и доп. — М.: УРСС, 2005 . - 376 с. - ISBN 5-48400163-3.

25. Боброва Л. В., Шарый В. А. Математическое моделирование. Основные понятия. -: Текст лекций; Сев.-Зап. заоч. политехи. ин-т,52,[1] с. ил. 20 см Л. СЗПИ 1991.

26. Боголюбов А. Н. Основы Математического Моделирования. - М.: МГУ, 2005,-137с..

27. Бордовский В. А., Ланина И. Я., Леонова Н. В. Инновационные технологии при обучении физике студентов педвузов: учеб.-метод, пособие - СПб. Изд-во РГПУ им. А. И. Герцена 2003,- 264, [1] с. илл., табл.; ISBN 5-8064-0668-7.

28. Бордовский В. А Методы педагогического исследования инновационных процессов в школе и ВУЗе. - СПб.: Издательство РГПУ им. Герцена, 2001.

29. Бордовский Г. А., Кондратьев А. С., Чоудери А. Д. Физические основы Математического моделирования, - М.: Издательский центр Академия, 2005,-

320c.; ISBN.5-7695-1838-3.

30. Бубликов С. В. Методологические основы вариативного построения содержания обучения физике в средней школе: Автореф. дис. док. пед. наук. -СПб., 2000. -41с..

31. Бубликов С. В., Кондратьев А. С. Методологические основы решения задач по физике в средней школе: Уч. пособие. - СПб.: Образование, 1996. - 80 е..

32. Буздин А. И., Ильин В. А., Кравченков И. В., Кротов С. С., Свешников Н. А. Задачи московских физических олимпиад - М.: Наука, 1988. - 192 е..

33. Бутиков Е. И., Быков А. А., Кондратьев А. С. Физика в примерах и задачах Москва Санкт-Петербург, МЦНМО, Петроглиф, Виктория плюс, 2008.-520с., ISBN 978-5-94057-378-4, 978-5-98712-012-5, 978-5-91281-042-8.

34. Бутиков Е. И., Кондратьев А. С, Уздин В. М. Физика: Учеб. пособие: В 3 кн. Кн. 3. Строение и свойства вещества. - М.: Физматлит, 2010.-336с., ISBN: 9785-9221-0109-7.

35. Бутиков Е. И., Кондратьев А. С. Физика: В 3 кн. Кн. 1. Механика. -М.: Физматлит, 2004г.., 352с., ISBN: 5922101072.

36. Быков А. А. Формирование обобщающих экспериментальных умений учащихся на уроках физики. Автореф. дис. ... канд. пед. наук. - JL, 1983.

37. Введение в математическое моделирование: Учеб. Пособие / Под ред. П.В. Трусова. - М.: Логос, 2007.-440с., ISBN: 978-5-98704-037-Х.

38. Виноградов Д. В., Попов С. Е., Поршнев СВ. Физическое образование в информационном обществе.//Тезисы докладов Международной конференции ФССО-ОЗ. Т.2. - СПб., 2003.

39. Волков Ю. Г. Диссертация: подготовка, защита, оформление: практическое пособие / Под ред. Н. И. Загузова. - М.: Гардарики УИЦ, 2008.-185с., ISBN: 978-5-8297-0065-2.

40. Выготский Л.С. Педагогическая психология. - М.: Педагогика, 1991.-480с., ISBN: 5-7155-0358-2.

41. Гайтукиева Айна Умат-Гиреевна Формирование у учащихся системы разноуровневых обобщений при решении задач по физике : Дис. ... канд. пед. наук : 13.00.02 Нальчик, 2006.-160с.,РГБ-ОД, 61:06-13/1147.

42. Гальперин П. Я. Психология мышления и учение о поэтапном формировании умственных действий. Введение в психологию.-М.: Издательство Институт практической психологии, Воронеж: НПО Модек, 1988. — С. 272—317.

43. Глазова JI. П. Вычислительный эксперимент как средство изучения нелинейных явлений в курсе физики : Дис. ... канд. пед. наук : 13.00.02 : СПб., 1998.

44. Глазунов А. Т., Нурминский И. И., Пинский А. А. Методика преподавания физики в средней школе: Электродинамика нестационарных состояний. Квантовая физика: Пособие для учителя. - М.: Просвещение, 1989,- 269,[1] с.

45. Гнэдиг П., Хоньек Д., Райли К. Двести интригующих физических задач, - М.: Техносфера, 2005.-272с.; ISBN: 5-85843-055-4.

46. Голин Г. М. Вопросы методологии физики в курсе средней школы: Кн. для учителя. -М.: Просвещение, 1987.-127 с.

47. Голин Г. М. Образовательные и воспитательные функции методологии научного познания в школьном курсе физики: Уч. пособие. - М.: МОПИ, 1986.

48. Голубева О. Н. Теоретическая проблема общего физического образования в новой образовательной парадигме: Автореф. дис. док. пед. наук. - СПб., 1995.

49. Голубовская М. П. Современный подход к решению задач по механике в курсе физики средней школы. Дис. канд. пед. наук. - СПб, 1992.

50. Гольдфарб Н. И. Физика. Задачник. -М.: Дрофа, 2000.-368с.

51. Горбань А. Н., Хлебопрос Р. Г. Демон Дарвина: Идея оптимальности и естественный отбор. — М: Наука. Гл ред. физ.-мат. лит. 1988.-208с.,

52. Грабарь М. И. Планирование методических экспериментов и математическая обработка их результатов: Автореф. дис. док. пед. наук. - М., 1989.

53. Грибова М. В. О состоянии проблемы отражения методологии математического моделирования при обучении физике в средней школе. // Проблемы преподавания физики в школе и вузе. - СПб., 2003.

54. Грибова М. В. Физические модели реальных явлений как основа построения школьного курса физики : Дис. ... канд. пед. наук : 13.00.02 : СПб., 2004.

55. Гришкин И. И. Социально-философские проблемы научно-технического прогресса: Тез. докл. науч. конф. -Казань, 1986.

56. Гуревич К. M., Борисова Е. М. Психологическая диагностика: Учебное пособие. - M.: УРАО, 1997.

57. Гуревич П. С. Психология и педагогика: Учебник для вузов. - М.: Проект, 2004.

58. Гурова JI. Л. Психология мышления. - М.: ПЕР СЭ, 2005.

59. Данилов Ю. А., Лекции по нелинейной динамике. Элементарное введение. Серия «Синергетика: от прошлого к будущему». Изд.2. — M.: URSS, 2006. — 208 с.

60. Давыдов В. В. Теория развивающего обучения. - М.:, 1996.

61. Демидова Т. И. Методика использования моделирования в системе научения физике: Дис. канд. пед. наук : 13.00.02 : Самара, 2000.-156с„ РГБ ОД,61:01-13/1233-0.

62. Десненко М. А. Формирование у будущих учителей физики умения обучать школьников моделированию физических объектов и явлений: Дис. канд. пед. наук : 13.00.08 : Чита, 2004.-241с.,РГБ ОД, 61:04-13/2406.

63. Дик Ю. И. Проблемы и основные направления развития школьного физического образования в Российской Федерации: Дис. док. пед. наук в форме научного доклада. - М.:, 1996.-59с.

64. Дмитриева О. А.. Инновационный подход к решению задач и лабораторному практикуму в курсе физики средней школы: Дис. канд. пед. наук: 13.00.02 : СПб., 2005.-162с., РГБ ОД, 61:05-13/2196.

65. Довга Г. В. Проблемы инновационных технологий обучения на уроках физики в средней школе. Автореф. дис. канд. пед. наук. - СПб.:, 1999.

66. Долженко Е. В., Кондратьев А. С., Ларченкова Л. А. О физическом смысле корней уравнений в задачах кинематики. Международный сборник научных статей Физика в школе и вузе- СПб, Издательство РГПУ им. А.И. Герцена 2009.-№10, С - 117-121.

67. Дубицкая Л. В. Методологические принципы симметрии, соответствия, суперпозиции как средство обобщения знаний учащихся в процессе обучения физике : Дис. канд. пед. наук : 13.00.02 : Москва, 2001.-237с., РГБ ОД, 61:0213/256-7.

68. Дулов В. Г., Цибаров В. А. Математическое моделирование в современном естествознании: Уч. пособие. - СПб.:, 2001.

69. Дьюи Д. Психология и педагогика мышления. / Пер. с англ. - М., 1999.

70. Ефименко В. Ф. Методологические вопросы школьного курса физики. - М.: Педагогика, 1976. -224с..

71. Живодробова С. А. Иерархия математических моделей при обучении физике в средней школе: диссертация кандидата педагогических наук: 13.00.02 / Санкт-Петербург, 2007.-152с., РГБ ОД, 61:08-13/328.

72. Жилин В. И. Моделирование на уроках межпредметного повторения математики и физики (На материале математики и физики 11 кл.): Дис. канд. пед. наук : 13.00.02 : Омск, 1999.-198с., РГБ ОД, 61:00-13/1056-4.

73. Загузов Н. И. Подготовка и защита диссертации по педагогике: научно-методическое пособие. / Министерство общего и профессионального образования РФ. Институт развития профессионального образования. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Издательский дом Ореол-Лайн, 1998.

74. Задачи московских городских олимпиад по физике М, Изд-во МЦНМО, 2007.

75. Задачи Санкт-Петербургских олимпиад по физике 1996/97 и 1997/98 учебных годов. Условия, решения, пояснения. - СПб.: Изд-во Санкт-Летербургского гор. ДТЮ, 1999.

76. Зверев И. Д. Совершенствование содержания образования в школе. - М.: Педагогика, 1985.

77. Зорина Л. Я. Дидактические основы формирования системности знаний старшеклассников. - М.: Педагогика, 1978.-128с.

78. Зорина Л. Я. Дидактические аспекты естественнонаучного образования. - М.:, 1993.-163с..

79. Зуев П. В. Основные направления развития физического образования в современной школе. // Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики. 4.1. - Екатеринбург, 2005.-13с.

80. Иванова Е. О. Личностно-ориентированное обучение: индивидуализация содержания образования // Научно-практический журнал «Завуч» № 8, 2002.

81. Ивашова О. А. Роль исследовательской деятельности младших школьников в

овладении математической культурой //Сборник научных трудов по непрерывному образованию. В. 4. «Метаметодика: продуктивный диалог предметных методик обучения». - СПб.: «Культ-Информ-Пресс», 2003.

82. Извозчиков В. А., Слуцкий А. М. Решение задач по физике на компьютере: Кн. для учителя. - М.: Просвещение, 1999.-256с.

83. Извозчиков В.А. Инфоноосферная эдукология. Новые информационные технологии обучения: Уч. пособие. - СПб.: РГПУ, 1991.-120с.

84. Кабардин О. Ф. Методика факультативных занятий по физике: Пособие для учителя. - М., 1988.-240с.

85. Каменецкий С. Е., Солодухин Н. А. Модели и аналогии в курсе физики средней школы: Пособие для учителей. -М.: Просвещение, 1982.-96с.

86. Каменецкий С. Е., Михайлова В. В. Форма обучения физике: традиции, инновации. - Уфа, 2001.-165с.

87. Каменецкий С. Е., Орехов В. П. Методика решения задач по физике в средней школе, М. «Просвещение», 1987,- 336с.

88. Капица П. Л. Эксперимент. Теория. Практика. М., «Наука», 1987, 496с.

89. Капица П. Л. Физические задачи. "Наука", М., 1998 г ., стр. 475-495.

90. Клещева И. В. Организация учебно-исследовательской деятельности учащихся при изучении математики: Дис. канд. пед. наук: 13.00.02 Санкт-Петербург, 2003.

91. Ковалева С. Я. Методика преодоления психологических затруднений учащихся при решении задач по физике в основной школе : Дис. канд. пед. наук : 13.00.02 : Москва, 2004.-270с., РГБ ОД, 61:05-13/422.

92. Коварский Ю. А. Роль мысленных моделей и методика их использования в процессе обучения физике в средней школе: Автореф. дис. ... канд. пед. наук. -М.:, 1973.

93. Сто задач по механике. Издательство Наука; М.; 1973.-80с..

94. Кокин В. А. Система задач как один из путей повышения качества изучения физики в основной школе : Дис. канд. пед. наук : 13.00.02 : Челябинск, 2003.-194с., РГБ ОД, 61:03-13/1773-7.

95. Колдоба А. В. Повещенко Ю. А. Самарская Е. А., Тишкин В. Ф. Методы

математического моделирования окружающей среды. Ин-т математического моделирования РАН М,Наука, 2000., 254с..

96. Колодочка Т. Н. Дидактические возможности фреймовой технологии //Школьные технологии. №3, с. 27-30, 2003.

97. Колин К. К. Информационный подход как фундаментальный метод научного познания. - М., 1998.

98. Кондратьев А. С., Лаптев В. В., Трофимова С. Ю. Физические задачи и индивидуальные пути образования: Науч-метод. разработка.-СПб.: Образование, 1996.-87с..

99. Кондратьев А. С., Лаптев В. В., Ходанович А. И. Вопросы теории и практики обучения физике на основе новых информационных технологий: Уч. пособие. - СПб.: Изд-во РГПУ им. АИ. Герцена, 2001.

100. Кондратьев А. С., Лаптев В. В., Ходанович А. И. Информационная методическая система обучения физике в школе. - СПб.: Издательство РГПУ им. А.И. Герцена, 2003.

101. Кондратьев А. С., Ляпцев А. В. Физика. Задачи на компьютере. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008.-400с.. ISBN 978-5-9221-0917-8.

102. Кондратьев A.C., Ляпцев A.B., Ларченкова Л.А. Методы решения задач по физике, М.: Физматлит, 2012,-312с..

103. Кондратьев А. С., Петров В. Г., Уздин В. М. Методология физической теории в школьном курсе физики, - СПб.: ИНТА, 1994.-102с..

104. Кондратьев А. С., Прияткин Н. А. Качественные методы при изучении физики в школе и вузе. Учебно-методическое пособие, изд-во СПб университета, 2000.-96с..

105. Кондратьев А. С., Прияткин Н. А. Математические методы при изучении физики в школе и вузе. - СПб. : Изд-во СПбУ, 2001.

106. Кондратьев А. С., Прияткин Н. А. Современные технологии обучения физики. Учебное пособие, - СПб.: изд-во СПбУ, 2006, 344 с.

107. Кондратьев А. С., Ситнова Е. В. Парадоксальность физического мышления. -СПб.: Издательство РГПУ им. А.И. Герцена, 2007.-279с.

108. Кондратьев А. С. Уздин В. М. Физика. Сборник задач.-М.: Физ-матлит, 2005.-

392с.

109. Кондратьев А. С., Филиппов М. Э. Математическое моделирование реальных процессов. / Компьютерные инструменты в образовании. - СПб.: Изд-во ЦПО "Информатизация образования", 1999, №1, С. 3-10.

110. Кондратьев А. С., Филиппов М. Э. Физические задачи и математическое моделирование реальных процессов: Учебно-методическое пособие для учителя. - СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2001.-111с.

111. Кондратьев А. С., Филиппов М. Э. Физические задачи и математическое моделирование реальных процессов, Санкт-Петербург,2001.

112. Кондратьев А. С., Чоудэри А. Д. Введение в математическое моделирование. -СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 1999.

113. Концепция профильного обучения на старшей ступени общеобразовательной школы // Профильная школа, №1, 2003.

114. Кощеева Е. С. Развитие исследовательских умений учащихся на основе использования схемотехнического моделирования в процессе обучения физике : Дис. канд. пед. наук : 13.00.02 : Екатеринбург, 2003 219 с. РГБ ОД, 61:0413/1004.

115. Краевский В. В., Полонский В.М. Методология для педагога: теория и практика: Уч. пособие. - Волгоград: Перемена, 2001.-323с.

116. Кроль В. М. Психология и педагогика: Учеб. пособие для техн. вузов., М.: Высш. шк., 2001. - 319 с; ISBN 5-06-004106-9.

117. Крутецкий В. А. Психология математических способностей школьников. -М.: Просвещение, 1968.

118. Ксенчук Е. В. Роль образных компонентов мышления в процессах решения задач (на материале физики): ил РГБ ОД 61:85-19/89.

119. Ланге В. Н. Экспериментальные физические задачи на смекалку - М.: Наука, 1985, 128с.

120. Ланина И. Я. Методика формирования познавательного интереса школьников в процессе обучения физике: Автореф. дис. док. пед. наук. -Л., 1986.

121. Ланина И. Я. Не уроком единым: Развитие интереса к физике. - М.: Просвещение, 1991- 223с.

122. Ланина И. Я. Формирование познавательных интересов учащихся на уроках физики: Книга для учителя. - М.: Просвещение, 1985.-128с.

123. Ланина И. Я., Довга Г. В. Урок физики: как сделать его современным и интересным: Книга для учителя. - СПб: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2000,-260с.; ISBN 5-8064-0300-9.

124. Ланина И.Я., Ларченкова Л.А. Учение с увлечением на уроках решения задач по физике: Пособие для учителей и студентов пединститутов. -СПб.: ООО «Миралл», 2005.

125. Лаптев В. В. Проблемы и тенденции современного физического образования. // Проблемы преподавания физики в школе и вузе. - СПб.:, 2003.

126. Ларченкова Л. А. Методические основы технологии подготовки и проведения уроков решения задач по физике : Дис. ... канд. пед. наук : 13.00.02 : СПб.,

1999, 198 с. РГБ ОД, 61:00-13/1196-Х.

127. Леонтьев А. Н. Проблемы развития психики. / 4-е изд. - М.: МГУ, 1981.-584с..

128. Линдсей П., Норман Д. Переработка информации у человека. / Пер. с англ. -М., 1974.-552с.

129. Липкин А. И. Модели современной физики: взгляд изнутри и извне. - М.: ГНОЗИС, 1999,-166с.

130. Лихтштейн И. И. Формирование ценностного отношения школьников к физическим знаниям: Монография. - СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена,

2000.

131. Лозинская A.M.. Фреймовый способ структурирования содержания модульной программы обучения физике Проблемы образования, науки и культуры. Педагогика и просвещение № 3(67), 2009.

132. Лукашик В. И. Иванова Е.В. Сборник задач по физике, - М.: Просвещение, 2011,25-е изд., -240 с.

133. Лукашик В. И. Физическая Олимпиада - М.: Просвещение , 1987,- 190с.

134. Лурия А.Р., Цветкова Л. С. Нейропсихология и проблема обучения в общеобразовательной школе,- М. МПСИ:, 2008.-64с.; ISBN: 978-5-9770-0289-9

135. Льоцци М. История физики. - М.:,: 'Мир', 1970 - 464с .

136. Ляпцев, А. В. Методы математического моделирования в гуманитарных

науках: материалы к учебному курсу "Концепции современного естествознания", - СПб. : СПбАППО, 2004.

137. Майер Р. В. Проблема формирования системы эмпирических знаний по физике: Автореф. дис. ... док. пед. наук. - СПб., 1999.

138. Малинецкий Г. Г. Математические основы синергетики: Хаос, структуры, вычислительный эксперимент - М.: ЛИБРОКОМ, 2009, 312 с.

139. Манида С. Н. Физика. Решение задач повышенной сложности: По материалам городских олимпиад школьников: Учеб. пособие. - СПб.: Изд-во СПбГУ, 2003.-440с.; ISBN 5-288-01785-9.

140. Маслов В. П. Операторные методы. — М.: Наука, 1973.-544с.

141. Матвеев Р. А. Система моделей электродинамики в курсе физики основной школы: в условиях информационного образовательного пространства : диссертация кандидата педагогических наук : 13.00.02 - М.:, 2008. - 167 с. : ил. РГБ ОД, 61:08-13/300.

142. Математическое моделирование / Под. ред. Дж. Эндрюса, Р. Мак-Лоуна. - М.: Мир, 1979.-276.

143. Математическое моделирование: проблемы и результаты : сборник РАН ; отв. ред. О. М. Белоцерковский, В. А. Гущин. - Москва. : Наука, 2003, 478 с.

144. Методика обучения физике в школе и вузе: Сборник научных статей. / Под ред. В.В. Лаптева, В.А. Бордовского, И.Я. Ланиной. - СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2000.

145. Мигдал А. Б.Заметки о психологии научного творчества «Новое в жизни, науке, технике» подписная научно-популярная серия Физика 11/1982.

146. Михалкин В. С. Основные концепции математического моделирования физических объектов и систем. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 1999.

147. Моисеев Н. Н. Математика в социальных науках // Математические методы в социологическом исследовании. - М., 1981.-35с.

148. Монахов В. М. Технологические основы проектирования и конструирования учебного процесса. - Волгоград: Перемена, 1995.-152с.

149. Мышкис А. Д., Элементы теории математических моделей. — 3-е изд., испр. — М.: КомКнига, 2007, 192 с.

150. Никитин А. А. Обучение учащихся методам и приемам научного познания на уроках физики (на материале курса физики первой ступени) : ил РГБ ОД 61:85-13/670.

151. Новик И. Б. О философских вопросах кибернетического моделирования. - М.:, Знание, 1964.

152. Новиков Д. А. «Статистические методы в педагогических исследованиях (типовые случаи)». М.: МЗ-Пресс, 2004. — 67 с.

153. Норман Д. Память и научение. / Пер. с англ. - М.:, 1985.-159с.

154. Оспенникова Е. В. Развитие самостоятельности учащихся при изучении школьного курса физики. Автореф. дис. док. пед. наук. - Челябинск, 2003.

155. Пайерлс Р., Построение физических моделей, УФН, № 6, 1983.

156. Педагогика: Учебное пособие / Под. ред. П.И. Пидкасистого. - М.: Пед. общество России, 1998,-640с.; ISBN: 5-93134-001-7.

157. Пёрышкин А. В. Учебник 7 класс Издательство Дрофа, 2004, 192с.

158. Плохотников К. Э. Математическое моделирование и вычислительный эксперимент: методология и практика. - М.: УРСС, 2003; ISBN: 5-354-00521-3.

159. Пойа Д. Как решать задачу. / Пер. с англ. - Львов: Журнал «Квантор», 1991.

160. Полякова Е. Н. Развитие логического мышления при обучении физике //Новые технологии в преподавании физики: школа и вуз: Сборник аннотаций докладов 2-ой Международной научно-методической конференции. - М.: Изд-во МГПУ, 2000, 22 с.

161. Пуанкаре А. О науке. - М.: Наука, 1990.-736с.; ISBN: 5-02-014328-6.

162. Пузанова Ю. В. Формирование представлений о границах применимости физических законов и теорий как средство развития критичности мышления учащихся: Автореф. дис. канд. пед. наук. - СПб., 2001.

163. Пурышева Н. С. Дифференцированное обучение физике в средней школе. -М., 1993.-161с.

164. Развитие творческой активности школьников. / Под ред. A.M. Матюшкина. -М.: Педагогика, 1991.-160с.

165. Разумовский В. Г., Майер В. В. Физика в школе. Научный метод познания и обучение. - М.: Гуманитар, изд. центр ВЛАДОС, 2004.

166. Разумовский В. Г. Проблема развития творческих способностей учащихся в процессе обучения физике. Автореф. дис. док. пед. наук. - М., 1972.

167. Рекомендации по организации школьно-экспериментальной работы. М.: Просвещение, 2001.

168. Решанова В. И. Развитие логического мышления учащихся при обучении физике. - М: Просвещение, 1985, 85 с.

169. Рузавин Г. И. Методология научного исследования: Уч. пособие. - М.: ЮНИТИ, 1999.-317с..

170. Рымкевич А. П., Рымкевич П. А. Сборник задач по физике, М.: Просвещение, 1984, - 192с.

171. Самарский А. А. Математическое моделирование - новая методология научных исследований: Уч. пособие. - М., 1990.-32с..

172. Самарский А. А., Михайлов А. П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. / 2-е изд. исп. - М.: Физматлит, 2001, - 320с.

173. Сафронова Т. М. Технологический подход к проектированию учебного процесса, ориентированного на математическое развитие учащихся. Дис. канд. пед. наук. - М., 1999.

174. Савченко О.Я. Задачи по физике, М. «Наука», 1988.-416с.

175. Седов JI. И. Методы подобия и размерности в механике.-М.: Наука, 1987-440с.

176. Семыкин Н. П., Любичанковский В. А. Методологические вопросы в курсе физики средней школы, М. «Просвещение», 1979.-88с.

177. Сергеев И. С. Как организовать проектную деятельность учащихся: Практическое пособие для работников общеобразовательных учреждений. 6-е изд., испр. и доп. — М.. АРКТИ, 2008. — 80 с.

178. Синявина А. А. Проблема теоретических обобщений (понятий, законов, идей физической картины мира) в курсе физики основных общеобразовательных учреждений : Дис. д-ра пед. наук : 13.00.02 Б. м., 2005, - 329 с.

179. Совершенствование теории и методики обучения физике в системе непрерывного образования: Сб.трудов 2-ой межвузовской научно-практич. конф. Тамбов. 1988. - Тамбов: ТГУ им. Державина, 1998. - 100с.

180. Советов Б. Я., Яковлев С. А. Моделирование систем. / 3-е изд. Пер. и доп. -

M.: Высш. шк, 2001.-343с.

181. Современные проблемы обучения физике в школе и вузе: Материалы международной научной конференции «Герценовские чтения» / Под ред. В.В. Лаптева, В.А. Бордовского, И.Я. Ланиной. - СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2002.

182. Соколова Е. Е., Федорова С. И. Теоретические основы и реализация применения фреймового подхода в обучении: моногр.: в 2 ч. Ч. I. Гуманитарная область знаний: лингвистика, история / под ред. Е.Е. Соколовой. - Ульяновск : УлГУ, 2008. - 200 с.

183. Солодухин Н. А. Моделирование как метод обучения физике в средней школе: Автореф. дис. канд. пед. наук. - М.:, 1971. -23 с.

184. Спасский В. И. Вопросы методологии и историзма в курсе физики средней школы, М. «Просвещение», 1975-95с.

а. 184-а Суханов А.Д. Журнал «Высшее образование в России» №3, 1996

185. Степанова Г. Н. Обновление содержания физического образования в основной школе на основе информационного подхода. Автореф. дис. док. пед. наук. -М.:, 2002.

186. Степанова Г. Н. Сборник вопросов и задач по физике СПб «Специальная литература», 1997, 384 с.

187. Тарасов Л. В. Современная физика в средней школе, М. «Просвещение», 1990,-287,[1] с.

188. Тарасов Л. В., Тарасова А. Н. Вопросы и задачи по физике, - М.: Высшая школа, 1990.-256с.

189. Теория и практика педагогического эксперимента. / Под ред. А.И. Пискунова, Г.В. Воробьева. -М.: Педагогика, 1979.-208с.

190. Тихонов А. Н., Гончаровский А. В., Степанов В. В. Численные методы решения некорректных задач. - М.: Наука, 1990.-230с.

191. Тоффоли Т., Марголус Н. Машины клеточных автоматов.

М.: Мир, 1991. - 280 е., ил. ISBN 5-03-001619-8.

192. Тряпицына А. П. Педагогические основы творческой учебно-познавательной

деятельности школьников: Дис. докт. пед. наук. - СПб., 1991.

193

194

195

196

197

198

199

200

201

202.

203

204

205

206

207

Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике в средней школе. Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1972. - 240с. Уокер Джирл Физический фейерверк. - М: Мир, 1979-289с. Усова А. В., Бобров А. А. Формирование учебных умений и навыков учащихся на уроках физики. - М.: Просвещение, 1988.-122с.

Усова А. В., Тулькибаева H. Н. Практикум по решению физических задач. -М. : Просвещение, 1992.-280с.

Фадеева А. А. Обучение учащихся старших классов самостоятельной работе с учебником физики: Автореф. дис. канд. пед. наук. - М., 1987. Фейнман Р. Характер физических законов. - М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат.-лит., 1987. Библиотечка «КВАНТ», Выпуск 62. — М.: Наука, Изд. второе, исправленное, 1987; Лекция 7. В поисках новых законов.

Феофанов С.А. Натурный и вычислительный эксперимент в курсе физики средней школы: Автореф. дис. канд. пед. наук. - СПб., 1996. Физико-математические олимпиады М, Изд-во «Знание», 1977.- 160с. Финагин А. А. Вычислительный эксперимент при информационном подходе к изучению физики в средней школе: Дис. канд. пед. наук. -СПб, 2004. Финагин А. А. Иерархия моделей и вычислительный эксперимент. Актуальные проблемы обучения физике в школе и вузе. - СПб.:, 2003. Фридман Л. М. Формирование общеучебных умений у школьников. -Кемерово, 1993.-74с.

Фридман Л. М., Турецкий E.H. Как научиться решать задачи - М.: Просвещение, 1984.-192с.. ISBN 5-09-000596-6.

Фридман Л. М. Фундаментальные основы математического моделирования: Сборник научных трудов/ РАН; Ред.кол.: И.М. Макаров(пред) и др. - М.: Наука, 1997. - 198 с. - ISBN 5-02-000824-9.

Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным явлениям. - М.: Мир, 1991.-240с.

Хижнякова Л. С. Формирование у учащихся теоретических обобщений на уровне понятий при обучении физике: Пед. вуз., общеобразоват. учреждения. - М., 2001.

208. Ходанович А. И. Концептуально-методические аспекты информатизации общего физического образования на современном этапе : Дис. ... д-ра пед. наук : 13.00.02 : Санкт-Петербург, 2003, - 333 с.

209. Холина С. А. Изучение элементов физики на факультативных занятиях начальной школы : Дис. канд. пед. наук : 13.00.02 : Москва, 1999,- 155 с. РГБ ОД, 61:99-13/980-Х.

210. Худсон Д. Статистика для физиков, - М.: Мир, 1970.-152с.

211. Чошанов М. А. Гибкая технология проблемно-модульного обучения: Методическое пособие - М.: Народное образование, 1996. - 160 с, ил.-(Библиотечка журнала "Народное образование"№2,1996).

212. Шабашов JI. Д. Развитие исследовательских умений учащихся средней школы: Дис. канд. пед. наук. - СПб, 1997.

213. Шаронова Н.В. Методика формирования научного мировоззрения учащихся при обучении физике. - М.,:, 1994.-161 с.

214. Шефер О. Р. Методика формирования у учащихся умений комплексно применять знания для решения физических задач (На материале физики X класса) : Дис. канд. пед. наук : 13.00.02 : Челябинск, 1999,- 160 с. РГБ ОД, 61:00-13/978-7.

215. Шимко Е. А. Методика обучения школьников самостоятельному конструированию структурно-логических схем на уроках физики : Дис. канд. пед. наук : 13.00.02 : Новосибирск, 2004.- 226 с. РГБ ОД, 61:04-13/2755.

216. Шиян Н. В. Системные изменения обучения физике в условиях обновления общего образования автореферат Дис. докт. пед. наук. - СПб., 2005г.

217. Штофф В. А. Проблемы методологии научного познания. - М.: Высшая школа, 1978.- 269с.

218. Шулежко Е. М. Разработка структуры и содержания пропедевтического курса физики на основе метода научного познания : Дис. канд. пед. наук : 13.00.02 : Москва, 2003,- 213 с. РГБ ОД, 61:03-13/1931-4.

219. Щукина Г. И. Педагогические проблемы формирования познавательных интересов учащихся /Г.И. Щукина,- Москва:Педагогика,1988- 208 с. -(Труды действительных членов и членов-корреспондентов АПН СССР) . -

190

ISBN 5-7155-0181-4.

220. Эсаулов А. Ф. Психология решения задач,- М.: Высшая школа, 1972.-216 с.

221. Якиманская И. С. Личностно-ориентированное обучение в современной школе. -/М., Сентябрь, 1996.-96 с.