Общественная экспертиза учебников
Каталог статей
УДИВИТЕЛЬНЫЙ КУРС «ЗОМ»
Понимая необходимость помочь современному школьнику открыть для себя вероятную природу окружающего мира, познакомить со случайными явлениями, показать, что в мире случайностей можно хорошо ориентироваться, и более, того активно действовать. Л.В.Тарасов написал книгу под названием «Мир, построенный на вероятности», книга вышла в издательстве «Просвещение» в 1984 году. Тогда же Тарасов начал разрабатывать концепцию и структуру модели общего образования «Экология и диалектика», идеи, и сам материал этой книги подсказали ему мысль ввести в разрабатывавшуюся модель специальный учебный предмет, посвящённый вероятности и вероятным закономерностям. Тогда же в 1988 г. родилось название предмета – «закономерности окружающего мира (ЗОМ)». Идея и структура этого предмета была представлена так: Задача: заложить основы вероятностного мышления учащихся, показать, что вероятностные закономерности наблюдаются везде в человеческой практике и являются фундаментальными закономерностями в природе. Изучая данный предмет, учащиеся пройдут через три этапа. I – вероятность в играх и развлечениях (случайные числа, случайные события, дискретные случайные величины, их распределения, случайные процессы). II – вероятность в человеческой практике ( системы массового обслуживания, очереди, статистические испытания, игры и принятия решения в условиях неопределённости, управление, информация, кибернетические системы, отбор информации из шума ). III – вероятностные закономерности в естествознании: физике, химии, биологии. Сегодня представления о задачах и структуре курса «ЗОМ», конечно, претерпели определённую корректировку, но в целом остались прежними. Автор замечает, что закладывать основы вероятностного мышления учащихся, по сути дела, не требуется – ребёнок приходит в школу, уже имея эти «основы» (в силу природных задатков у ребёнка довольно рано формируется вариативное восприятие мира). Просто надо развивать эти «основы». Новый предмет «ЗОМ» появился в школах, отрабатывающих модель «Экология и диалектика». Он стал одним из тех принципиальных предметов, которые выражают саму специфику этой модели.
Человеческая практика вызвала к жизни целый ряд теорий, основанных на использовании вероятностных подходов и методов. Такими являются, например, теория массового обслуживания (ее называют также теорией очередей), теория игр, теория управления и самоуправления (она известна также как кибернетика). В теории массового обслуживания изучаются разнообразные жизненные ситуации, когда надо принимать решение в условиях неопределенностей. Вот пример: сколько машин скорой помощи надо иметь в данном городе? Если иметь в виду, что число жителей в городе как-то меняется со временем, а главное, неизвестно, сколько людей и когда именно обратятся за помощью? Современное общество не может обойтись без разветвленной сети систем массового обслуживания. К ним относятся телефонные станции, магазины, поликлиники, предприятия общественного питания, билетные кассы, автозаправочные станции, парикмахерские и т.п. Несмотря на разнообразие, все эти системы имеют общие черты и общие проблемы. Одной из таких проблем является проблема очередей. Когда мы приходим в поликлинику, билетную кассу, магазин, парикмахерскую, нам, как правило, всегда приходится встать в очередь. Очереди подстерегают нас везде. Вот вы набираете номер на телефонном диске и слышите частые гудки. Занято! Это вы получили приглашение встать в очередь. Ясно, что источник подобных проблем лежит в случайном характере явлений, происходящих в системах массового обслуживания. Случаен поток вызовов, поступающих на телефонную станцию, случайна длительность телефонного разговора. Случайности принципиально нельзя устранить, но их можно должным образом учесть и рационально организовывать. Систему массового обслуживания начали исследовать в первой четверти 20 века. Были сформулированы и рассмотрены математические задачи, в которых моделировались случайные процессы в системах с дискретными состояниями. Вот тогда и возникло новое направление в теории вероятностей, названное по предложению видного российского математика А.Я. Хингина теорией массового обслуживания. В теории игр изучаются ситуации, в которых надо принимать решения в условиях, когда нашим целям противостоят противоположные цели другой стороны, когда нашей воли противостоит другая воля. Подобные ситуации встречаются в жизни часто - это так называемые конфликтные ситуации. Они характерны для военных действий, при поиске преступника, для игровых видов спорта. Они часто возникают при решении различных экономических и политических проблем. Принимая решение об установке цены товара, продавец на рынке учитывает возможную реакцию потенциального покупателя. Проводя предвыборную кампанию, политическая партия должна предвидеть действия других партий, участвующих в борьбе за власть. Необходимость обоснования оптимальных решений, принимаемых в тех или иных конфликтных ситуациях, привела к возникновению специального направления в современной математике - теории игр. Под термином « игра» здесь понимается упрощенная математическая модель рассматриваемой конфликтной ситуации. История кибернетики началась, как принято считать, с 1948 года - когда Н. Винер опубликовал свою знаменитую книгу «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине». Кибернетику можно назвать наукой о борьбе с хаосом, если исходить из того, что управление противодействует дезорганизации и разрушению, вызываемыми всевозможными случайными факторами. Кибернетические системы весьма разнообразны - роботы, автоматические регуляторы, ЭВМ, человеческий мозг, биологические популяции, человеческое общество. Каждая кибернетическая система - это множество взаимосвязанных объектов, способных воспринимать, запоминать, перерабатывать информацию, а также обмениваться ею. Поэтому более строго кибернетику следовало бы назвать наукой об информации. Информация-главное понятие в кибернетике. Оно имеет вероятностную природу. На современном этапе развития кибернетики можно выделить несколько быстро развивающихся теорий, составляющих теоретическое ядро этой науки. К ним относятся: теория информации, теория алгоритмов, теория автоматов, исследование операций, теория оптимального управления, теория распознавания образов. Одна из важнейших проблем теории информации - проблема генерации, получения информации. Информация рождается из шума, в хаосе- том самом хаосе, который с другой стороны, уничтожает информацию. Соответствующее направление в теории так и называется: отбор информации из шума, или, иначе, теория случайного поиска. К сожалению, современные школьники часто не имеют никакого представления о всем этом, а кибернетику путают с робототехникой. Они не знают, что такое информация и, естественно, не интересуются, как она возникает, откуда появляется. Вряд ли они задумывались над удивительными стихами Б. Окуджавы: Музыкант играл на скрипке – я в глаза ему глядел Я не то, чтоб любопытствовал, - я по небу летел. Я не то, чтобы от скуки, - я надеялся понять, Как умеют эти руки эти звуки извлекать Из какой-то деревяшки, из каких-то грубых жил Из какой-то там фантазии, которой он служил.  И в самом деле, что такое фантазия? Что такое вдохновение? Как понимать процесс творчества? Каким же образом из хаоса рождаются новые идеи, стихи, мелодии. Вторую основную задачу, решаемую курсом ЗОМ, можно сформулировать так: способствовать формированию у учащихся умения ориентироваться и принимать оптимальные решения в условиях неопределенности; показывать учащимся возможности использования случайностей для решения практических задач; развивать у учащихся интерес к проблемам творчества.Коротко говоря, курс ЗОМ должен учить детей диалектике реального мира, должен готовить их к жизни в мире, где все определяет не только необходимость, но и случайность, выступающая в диалектическом единстве с необходимостью. Ясно, что необходимое с позиций экологии сознательное регулирование биосферных процессов возможно лишь при условии глубокого понимания, предлагающего проникновение в диалектическую природу реальных процессов. Через вероятность выражается диалектика необходимого и случайного (как в природе, так и в практической деятельности людей). Курс ЗОМ напрямую выходит как на экологию, так и на диалектику. Поэтому автор считает его стержневым курсом в модели « Экология и диалектика». В 9 классе курс ЗОМ решает две очень важные задачи: 1) знакомит учащихся с общей закономерностью развития естественных наук: сначала возникали теории динамического типа, но с середины 19 столетия стали появляться статистические (вероятностные) теории, которые в настоящее время решительно вышли на первый план, демонстрируя фундаментальность вероятностных закономерностей; 2) ЗОМ-9 не только осовременивает преподавание в школе естественных дисциплин, но и берет на себя ознакомление учащихся с рядом разделов из этих дисциплин. Это касается, прежде всего, физики. Между курсом физики и ЗОМ-9 не просто тесные связи, а непосредственное взаимодействие и даже взаимопроникновение. Не столь обширное, но все же существует взаимодействие также между ЗОМ-9 и курсами биологии и химии. Программа курса в 9 классе содержит пять тем: 1) Путь познания: от динамических теорий к статистическим, или фундаментальность вероятностных закономерностей. 2) Последний триумф динамических закономерностей: теория относительности. 3) Вероятность в классической физике – новый взгляд на механику, электродинамику, оптику. 4) Проникновение в микромир: квантовая механика, атомная и ядерная физика, физика элементарных частиц. 5) Статистические закономерности – основа общей биологии (здесь имеют ввиду прежде всего законы генетики). Отметим закономерности случайного комбинирования генов при скрещивании, установленные Г. Менделем в середине 19 века, а также открытые позднее Т. Морганом закон совместного наследования сцепленных генов и явление перекреста хромосом. Картина мутаций обнаруживает закономерность, выражаемую законом гомологических рядов, открытым Н.И.Вавиловым. Генетика – принципиально статистическая теория; она дала строгое научное обоснование дарвиновской теории происхождения и эволюции видов, объяснила, как именно происходит наследование измененных признаков). Генетика и эволюционная теория ярко демонстрирует фундаментальность вероятностных закономерностей в биологии. Тема «Вероятность в биологии» включает в себя такие проблемы, как возникновение жизни на Земле, изменение численности популяций, моделирование процессов в нервной системе, создание модели человеческого мозга и др. Сюда относятся также сложные экологические проблемы; их решение в рамках только динамических закономерностей не представляется возможным. Вероятностные закономерности просматриваются на всем протяжении изучения курса химия, начиная с 7 класса. Например, в темах «Вещества и их превращения», «Строение атома и периодический закон строения химических элементов», «Закономерности протекания химических реакций», «Теория электролитической диссоциации» и т.д. Идеи Л. В. Тарасова опередили свое время. Начиная с 5 класса в курс нынешней математики общеобразовательной школы вводится стохастическая линия (теория вероятности), что предлагал и предвидел 17 лет назад Л. В. Тарасов. Дети, изучающие ЗОМ, умеют: 1) анализировать; 2) конструировать; 3) выбирать оптимальное решение; 4) увидеть закономерность явления и составить его математическую модель. Работа с новым курсом доставляла огромную творческую радость учителю и детям, его изучавшим. Дети понимали, что они учатся мыслить категориями новой науки, науки нового времени. Нужно, чтобы идеи Л.В. Тарасова, заложенные в этот замечательный курс, нашли свое место в учебниках нового поколения. | |
| Просмотров: 2330 | |
Великое множество событий и явлений совершаются в окружающем нас мире. События взаимосвязаны – одни из них являются следствием (исходом) других и, в свою очередь, служат причиной третьих. Вглядываясь в водоворот взаимосвязанных явлений можно сделать два важных вывода. Во-первых, наряду с однозначными исходами встречаются неоднозначные исходы. Если первые можно предсказать точно, то вторые допускают лишь вероятные предсказания. Другой, не менее важный вывод состоит в том, что неоднозначные исходы встречаются значительно чаще, чем однозначные. Примеры строго детерминированного события – определённого (нажимаем кнопку – загорелся свет) и случайного (бросаем кубик). 
1. Известны два типа причинно-следственных связей и соответственно два типа закономерностей – динамические (однозначные) и статистические (неоднозначные, вероятностные). Первые позволяют делать предсказания абсолютно жёсткие, однозначные, а вторые – вероятностные. | Всего комментариев: 0 | |
Пятница, 10.05.2024, 18:46
Приветствую Вас Гость
Приветствую Вас Гость
Категории раздела | ||
|---|---|---|
|
Вход на сайт |
|---|
Поиск |
|---|
Наш опрос |
|---|
Статистика |
|---|
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0 |
Друзья сайта |
|---|