ІННОВАЦІЙНИЙ ПІДХІД ДО МОДЕЛЮВАННЯ ГАРМОНІЧНИХ КОЛИВАНЬ

Анотація

У статті розглянуто феномен «інноватика» в конетксті процесу творення, запровадження та поширення в освітній практиці нових ідей, засобів, педагогічних та управлінських технологій, у результаті яких підвищуються показники (рівні) досягнень структурних компонентів освіти, відбувається перехід системи до якісно іншого стану. Проаналізовано традиційні підходи до навчання теми «Гармонічні коливання», зміст матеріалу якої пов’язаний з коливальними процесами, зокрема додання взаємно перпендикулярних коливань з однаковими частотами. Запропоновано інноваційний підхід до викладання даної теми, в основі якого як коливальне тіло взято «елек- трон». Показано, що навчання побудоване на аналізі коливальних рухів електрона, має низку переваг: – електрон, наближено – це матеріальна точка (його розміри порядку 1 1015ì ); – результат дії на нього електричних сил можна продемонструвати і таким чином підкреслювати на єднос- ті цього типу коливань з електромагнетизмом; – електрон – це одна з фундаментальних «цеглинок» Всесвіту; – можливо акцентувати на аналогії між рухом тіла масою m у гравітаційному полі біля поверхні Землі та рухом електрона e в однорідному електричному полі створеному між плоско паралельними горизонталь- но розташованими пластинами; – є можливість продемонструвати, що додавання взаємно перпендикулярних коливань може бути спричинено дією на електрон двох взаємно перпендикулярних гармонічних електричних сил однакової частоти. Щоб удосконалити процес навчання, потрібно зробити студента активним учасником даного процесу вико- риставши віртуальний модельний експеримент. У процесі дослідження студент (учень) має мати змогу задавати коливальні рухи та «бачити» на моніторі не тільки їх загальний вигляд та отримати конкретні числові залежності зміщення електрона x та y від t часу, але й наочний результат додавання, тобто траєкторію руху електрона. Запропонована нами побудова змісту навчання теми «Гармонічні коливання» та його унаочнення у модель- ному комп’ютерному експерименті, сприяє засвоєнню навичок розуміння суті досліджуваних фізичних процесів.