Внимание! Если скачанный файл открывается с ошибкой, то попробуйте открыть его на другом устройстве или в облаке. Если ничего не помогло, то напишите нам.
Модель – это прибор, установка или предмет, с помощью которых в лабораторных условиях воссоздают естественную среду для экспериментов, которые неудобно или невозможно проводить непосредственно в природе. В модели копируются только самые важные признаки и свойства объекта.
Моделирование – это исследование каких-либо реально существующих предметов, явлений и конструируемых объектов путем построения и изучения их моделей.
а) географические (глобус, географическая карта);
б) физические (уравнения движения, электрофорная машина);
в) биологические (модель клетки, формула цветка, диаграмма цветка, модели органов человека, модель скелета человека).
В химии используют следующие модели:
1) предметные (модели атома, молекул, кристаллов; модели химических и промышленных аппаратов и установок);
2) знаковые или символьные (символы элементов, формулы веществ, уравнения реакций и т.д.).
Молекулы воды имеют угловую форму.
Формула цветка крестоцветных: Ч4Л4Т4+2П1. Эта формула является знаковой (символьной) моделью, так как она с помощью буквенных, числовых и математических символов описывает строение цветка.
Уравнение для расчета скорости движения тела, если известны путь и время, за которое он пройден телом: υ=S/t. Это уравнение является знаковой (символьной) моделью, так как с помощью буквенных и математических символов описывает движение тела.
Кроме наблюдения и эксперимента, в познании естественного мира и химии большую роль играет моделирование.
Мы уже говорили о том, что одна из главных целей наблюдения — поиск закономерностей в результатах экспериментов.
Однако некоторые наблюдения неудобно или невозможно проводить непосредственно в природе. Естественную среду воссоздают в лабораторных условиях с помощью особых приборов, установок, предметов, т. е. моделей (от лат. modulus — мера, образец). В моделях копируются только самые важные признаки и свойства объекта.
Моделирование — это исследование каких-либо реально существующих предметов, явлений и конструируемых объектов путем построения и изучения их моделей.
Например, для того чтобы изучить природное явление молнию, ученым не нужно было дожидаться грозы. Молнию можно смоделировать на уроке физики и в школьной лаборатории. Двум металлическим шарикам нужно сообщить противоположные электрические заряды: положительный и отрицательный. При сближении шариков до определенного расстояния между ними проскакивает искра — это и есть молния в миниатюре. Чем больше заряд на шариках, тем раньше при сближении проскакивает искра, тем длиннее искусственная молния. Такую молнию получают с помощью специального прибора, который называется электрофорной машиной (рис. 33).
Рис. 33. Электрофорная машина
Изучение модели позволило ученым определить, что природная молния — это гигантский электрический разряд между двумя грозовыми облаками или между облаками и землей. Однако настоящий ученый стремится найти практическое применение каждому изучаемому явлению. Чем мощнее электрическая молния, тем выше ее температура. А ведь превращение электрической энергии в теплоту можно использовать, например, для сварки и резки металлов. Так появился знакомый сегодня каждому учащемуся процесс электросварки (рис. 34).
Рис. 34. Природное явление молнию можно смоделировать в лаборатории
Моделирование в физике используется особенно широко. На уроках по этому предмету вы будете знакомиться с самыми разными моделями, которые помогут вам изучить электрические и магнитные явления, закономерности движения тел, оптические явления.
Каждая естественная наука использует свои модели, которые помогают зримо представить себе реальное природное явление или объект.
Самая известная географическая модель — глобус (рис. 35, а) — миниатюрное объемное изображение нашей планеты, с помощью которого вы можете изучать расположение материков и океанов, стран и континентов, гор и морей. Если же изображение земной поверхности нанести на плоский лист бумаги, то такая модель называется географической картой (рис. 35, б).
Широко используются модели при изучении биологии. Достаточно упомянуть, например, модели — муляжи органов человека и т. д. (рис. 36).
Не менее важно моделирование и в химии. Условно химические модели можно разделить на две группы: предметные и знаковые, или символьные (схема 1).
Предметные модели атомов, молекул, кристаллов, химических промышленных установок используют для большей наглядности.
Вы, наверное, видели изображение модели атома, напоминающее строение Солнечной системы (рис. 37).
Рис. 37. Модель строения атома
Для моделирования молекул химических веществ используют шаростержневые или объемные модели. Их собирают из шариков, символизирующих отдельные атомы. Различие состоит в том, что в шаростержневых моделях атомы-шарики расположены друг от друга на некотором расстоянии и скреплены друг с другом стерженьками. Например, шаростержневая и объемная модели молекул воды показаны на рисунке 38.
Модели кристаллов напоминают шаростержневые модели молекул, однако изображают не отдельные молекулы вещества, а показывают взаимное расположение частиц вещества в кристаллическом состоянии (рис. 39).
Рис. 39. Модель кристалла меди
Однако чаще всего химики пользуются не предметными, а знаковыми, или символьными, моделями. Это химические символы, химические формулы, уравнения химических реакций.
Изучение химического языка знаков и формул вы начнете уже на следующем уроке.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Моделирование.»
В 1870 г. английское Адмиралтейство спустило на воду новый броненосец «Кэптен». Корабль вышел в море и перевернулся. Он погиб вместе со всеми находящимися на нём людьми. Это было совершенно неожиданно для всех, кроме английского учёного-кораблестроителя В. Рида, который предварительно провёл исследования, создав модель броненосца, и установил, что корабль опрокинется даже при небольшом волнении. Но учёному, проделывающему, как казалось тогда, несерьёзные опыты с «игрушкой», не поверили лорды из Адмиралтейства. И случилось непоправимое…
При изучении химии, кроме наблюдения и эксперимента, используют моделирование. Почему именно моделирование? Некоторые наблюдения невозможно проводить в природе, поэтому воссоздают естественную среду в лабораторных условиях с помощью приборов, установок, предметов, то есть так называемых моделей. От латинского modulus означает «мера», «образец».
Моделирование – это исследование каких-либо реально существующих предметов, явлений и конструируемых объектов путём построения и изучения моделей.
Для того, чтобы изучить молнию, не обязательно ждать грозы, можно молнию смоделировать на уроке. Для этого нужно двум металлическим шарам сообщить противоположные электрические заряды, то есть отрицательный и положительный. Если эти шарики приблизить на определённое расстояние, то между ними проскакивает искра, то есть молния в миниатюре. Чем большим будет заряд на шариках, тем раньше появится искра и длиннее будет молния.
Такое явление можно смоделировать благодаря прибору, который называется электрофорной машиной. Изучение этой модели позволило учёным сделать вывод, что природная молния – это электрический разряд между двумя грозовыми облаками или между облаком и землёй.
Например, в процессе сварки используется процесс превращения электрической энергии в тепловую.
Все естественные науки использую свои модели, которые позволяют представить себе явление или объект.
Например, в географии самой распространённой моделью является глобус. Он является миниатюрным отображением нашей планеты. С помощью глобуса мы можем определить расположение морей и океанов, континентов, стран и гор. Ещё одной географической моделью является географическая карта. Она представляет собой изображение земной поверхности на листе бумаги.
В биологии тоже используют всевозможные модели. Например, муляжи различных органов человека, таких как глаз, мозг, сердце, скелет человека, модель цветка, модель ДНК.
В физике мы также используем различные модели: модель вращения Земли вокруг Солнца, модель двигателя внутреннего сгорания, схему электрической цепи и так далее.
Математическими моделями являются: модель многоугольников и даже график функции, чертёж, математическая формула.
Модели широко распространены и в химии. Здесь все модели можно разделить на две группы: предметные и знаковые, или символьные.
К предметным моделям относят, например, модели атомов, молекул, кристаллов, модели химических и промышленных аппаратов и установок.
К знаковым, или символьным, моделям относят: символы элементов, формулы веществ, уравнения реакций.
Так, модель атома напоминает строение Солнечной системы.
Для моделирования молекул используют шаростержневые или объёмные модели. Эти модели собирают из шариков, каждый шарик символизирует атом. В шаростержневых моделях атомы располагаются на некотором расстоянии друг от друга, в отличие от объёмных моделей.
Модели кристаллов показывают взаимное расположение частиц в кристалле. Здесь так же, как и в шаростержневых моделях, частицы находятся на некотором расстоянии друг от друга.
Кроме наблюдения и эксперимента, в познании естественного мира и химии большую роль играет моделирование.
Мы уже говорили о том, что одна из главных целей наблюдения — поиск закономерностей в результатах экспериментов.
Однако некоторые наблюдения неудобно или невозможно проводить непосредственно в природе. Естественную среду воссоздают в лабораторных условиях с помощью особых приборов, установок, предметов, т. е. моделей (от лат. modulus — мера, образец). В моделях копируются только самые важные признаки и свойства объекта.
Моделирование — это исследование каких-либо реально существующих предметов, явлений и конструируемых объектов путем построения и изучения их моделей.
Например, для того чтобы изучить природное явление молнию, ученым не нужно было дожидаться грозы. Молнию можно смоделировать на уроке физики и в школьной лаборатории. Двум металлическим шарикам нужно сообщить противоположные электрические заряды: положительный и отрицательный. При сближении шариков до определенного расстояния между ними проскакивает искра — это и есть молния в миниатюре. Чем больше заряд на шариках, тем раньше при сближении проскакивает искра, тем длиннее искусственная молния. Такую молнию получают с помощью специального прибора, который называется электрофорной машиной (рис. 33).
Рис. 33. Электрофорная машина
Изучение модели позволило ученым определить, что природная молния — это гигантский электрический разряд между двумя грозовыми облаками или между облаками и землей. Однако настоящий ученый стремится найти практическое применение каждому изучаемому явлению. Чем мощнее электрическая молния, тем выше ее температура. А ведь превращение электрической энергии в теплоту можно использовать, например, для сварки и резки металлов. Так появился знакомый сегодня каждому учащемуся процесс электросварки (рис. 34).
Рис. 34. Природное явление молнию можно смоделировать в лаборатории
Моделирование в физике используется особенно широко. На уроках по этому предмету вы будете знакомиться с самыми разными моделями, которые помогут вам изучить электрические и магнитные явления, закономерности движения тел, оптические явления.
Каждая естественная наука использует свои модели, которые помогают зримо представить себе реальное природное явление или объект.
Самая известная географическая модель — глобус (рис. 35, а) — миниатюрное объемное изображение нашей планеты, с помощью которого вы можете изучать расположение материков и океанов, стран и континентов, гор и морей. Если же изображение земной поверхности нанести на плоский лист бумаги, то такая модель называется географической картой (рис. 35, б).
Широко используются модели при изучении биологии. Достаточно упомянуть, например, модели — муляжи органов человека и т. д. (рис. 36).
Не менее важно моделирование и в химии. Условно химические модели можно разделить на две группы: предметные и знаковые, или символьные (схема 1).
Предметные модели атомов, молекул, кристаллов, химических промышленных установок используют для большей наглядности.
Вы, наверное, видели изображение модели атома, напоминающее строение Солнечной системы (рис. 37).
Рис. 37. Модель строения атома
Для моделирования молекул химических веществ используют шаростержневые или объемные модели. Их собирают из шариков, символизирующих отдельные атомы. Различие состоит в том, что в шаростержневых моделях атомы-шарики расположены друг от друга на некотором расстоянии и скреплены друг с другом стерженьками. Например, шаростержневая и объемная модели молекул воды показаны на рисунке 38.
Модели кристаллов напоминают шаростержневые модели молекул, однако изображают не отдельные молекулы вещества, а показывают взаимное расположение частиц вещества в кристаллическом состоянии (рис. 39).
Рис. 39. Модель кристалла меди
Однако чаще всего химики пользуются не предметными, а знаковыми, или символьными, моделями. Это химические символы, химические формулы, уравнения химических реакций.
Изучение химического языка знаков и формул вы начнете уже на следующем уроке.
Из опыта работы «Использование элементов моделирования на уроках химии»
Использование элементов моделирования на уроках химии
Для повышения эффективности обучения химии на уроках можно использовать элементы моделирования.
Моделирование является одним из методов освоения и изучения окружающей действительности. Сущность этого метода состоит в том, что сложный изучаемый объект можно заменить моделью – образцом, более доступным и простым для изучения.
Объектами моделирования в химии являются атомы, молекулы, кристаллы, заводские аппараты, химические установки, а также процессы и явления.
Учебные модели служат для наглядной иллюстрации отдельных свойств оригинала, который непосредственно изучать невозможно (например, объекты микромира) или затруднительно (например, заводские аппараты).
При изучении объектов микромира модели служат для организации учебной работы по установлению логических связей между строением веществ и их свойствами, между видимым и сущностью.
В моделях молекул сочетаются знаковые элементы (химический символ, валентный штрих) с пространственным образом, который рассматривается как подобие структуры реальной молекулы. Для того чтобы более точно воспроизвести объект микромира, можно использовать несколько разных моделей, дополняющих друг друга.
Для знакомства с объектами микромира на уроках используется «Набор моделей атомов для составления стержневых моделей молекул». С помощью имеющихся в наборе моделей атомов можно собрать модели молекул простых и сложных веществ. Набор состоит из 100 пластмассовых шариков — моделей атомов семи видов. Шарики цветные, в их центр вставляют соединительные стержни. Для соединения атомов между собой служат пластмассовые гибкие стержни двух видов (для моделирования ординарной, двойной и тройной связей). Все детали прибора помещаются в коробке. В шаростержневых моделях атомы изображают в виде шариков, соединенных между собой стержнями, иммитирующими химическую связь. При применении этих моделей на уроках надо объяснить учащимся, что шарики условно изображают только центры атомов. Стержни показывают направление химических связей и величины валентных углов.
В объемных моделях показаны размеры и различная форма атомов, связанных ординарной, двойной, тройной или ароматическими связями
При изучении на уроках химии строения неорганических веществ использую различные модели кристаллических решеток.
Модели пространственного строения кристаллических решеток делают чувственно воспринимаемыми свойства объектов микромира, а учащиеся, как правило, сравнивают чисто внешние признаки: форму, размер, цвет, материал — и не анализируют существенные внутренние свойства.
«Модель — это своеобразный «сплав» наглядности и понятия», — пишет В. В. Давыдов в книге «Виды обобщения в обучении» и, разъясняя эту мысль, подчеркивает, что учебные модели, несмотря на свою чувственно-наглядную форму, являются средствами формирования не «конкретных образов», а абстрактных понятий.
При формировании абстрактно-образных представлений и понятий познавательная деятельность школьников зависит от содержания учебного материала и возрастных особенностей учащихся. Так, на начальном этапе обучения содержание курса базируется на атомно-молекулярной теории.
Выполнение заданий по моделированию развивает умения конструировать и применять полученные знания, а это способствует усвоению сложного абстрактного материала. Особенно моделирование помогает усваивать учебный материал ученикам со слаборазвитым абстрактным мышлением, тем более, что явления микромира наименее доступны учащимся для непосредственного наблюдения.
Для эффективного использования учебных моделей на уроке необходимо применять их в комплексе с натуральными объектами, химическим экспериментом, схемами, таблицами и различными экранными пособиями.
Учебная модель заводской установки имеет типичные черты реального объекта, наиболее существенные для усвоения учащимися тех знаний, которые предусмотрены учебной программой.
Современные химические предприятия — целые заводские комплексы — практически недоступны восприятию учащихся не только из-за сложности самих объектов, но и из-за масштабности. Главная дидактическая функция моделей заводских химических аппаратов — ознакомить учащихся с устройством аппаратов и принципом их действия.
В процессе учебного моделирования ученикам приходится сочетать практические действия с теоретическими знаниями. Такие учащиеся отличаются самостоятельностью, умением нестандартного мышления и творческой деятельностью. А, эффективность обучения химии подтверждается результатами, которые проявляются в
