خلاصة:
مفهوم مدل یکی از مفاهیم اساسی فلسفهی علم و معرفتشناسی معاصر است. فیزیکدانان یک مسألهی واقعی را حل نمیکنند، بلکه به جای آن مسأله، مدلی را به وجود میآورند تا به کمک آن مسأله را حل کنند. واژهی مدلسازی در فیزیک بسیار فراگیر شده است و آموزش مدلسازی نمونهای از کل یک برنامهی آموزشی بر پایهی مدلسازی است. با وجود این، فراگیران در کلاسهای سنتی درس فیزیک از مفهوم «مدل» درک روشنی ندارند و در نتیجه متوجه نقش این مفهوم در فیزیک نمیشوند. اصول بنیادی مکانیک نیوتونی را میتوان دستگاهی از قاعدهها در نظر گرفت که دستهای از بازیهای مدلسازی را تعریف میکنند. هدف مشترک این بازیها توسعهی مدلهایی از پدیدههای فیزیکی است. این نقطهی شروع، رهیافتی جدید به آموزش فیزیک است که در آن به فراگیران از ابتدا یاد داده میشود که در علوم «نام بازی مدلسازی است». ایدهی اصلی آموزش، دستگاهی از اصول صریح مدلسازی و روشهاست تا شاگردان با مجموعهای بنیادی از مدلهای فیزیکی آشنا شوند. آنها با تمرین فراوان در جهت مدلسازی و اعتبار بخشی به مدل میتوانند پدیدههای فیزیکی را توجیه، پیشبینی و توصیف کنند. این مقاله مبنای منطقی، فیزیکی، معرفتشناسی، تاریخی و آموزشی این رهیافت را تعیین میکند.
Model concept is one of the fundamental concepts in philosophy of science and epistemology. The physicists do not solve a real problem, but instead they create a model to solve the problem with it. The word modeling is so comprehensive and to teach modeling is an example of a whole educational plan. Nevertheless, the students in traditional classes of physics course do not have a clear understanding of the word modeling, consequently, do not notice the role of this concept in physics. The fundamental principles of Newtonian mechanics can be considered as a system of regulations which defines the mixture of
modeling games. The common goal of these games is to develop models of physical phenomena. This is a preliminary point for a new approach to physic education in which the students are taught from the beginning that the name of game is modeling in science. The main idea of systematic education is of explicit principles of modeling and the methods to make student familiar with a fundamental set of physical models, and exercise of modeling, authentication of model with experiment, and preparing model for justification of prediction and
description of physical phenomena. This paper defines the physical,
epistemological, historical and educational basis rationale of this approach.
ملخص الجهاز:
"هستنز با بیمیلی سنت ذکر قانون اول، دوم و سوم نیوتون را به تعویق میاندازد (شکل2)، اما با پیروی از آرنولد زومرفلد اصل برهمنهی را بهعنوان قانون چهارم مستقل از قانونهای دیگر تعیین میکند و قانون پنجمی را برای تعریف ویژگیهای نیرو تدوین میکند که معمولا فقط بهطور تلویحی وارد نظریهی نیوتونی میشود.
همانطور که هر فراگیر فیزیک باید بداند، نیوتون مدل دینامیکی حرکت سیارهای خود را در مورد ماه و پرتابهای در نزدیکی سطح زمین به کار برد و نه تنها نشان داد که این پدیدههای متفاوت را میتوان با یک مدل بنیادی توجیه کرد، بلکه علاوه بر آن رابطههای کمی بین آنها برقرار کرد.
استاد بازی شدن: برای استادی در بازیهای مدلسازی فیزیک چه باید کرد؟ آیا هرکس میتواند این کار را انجام دهد؟ یا نیاز به نبوغ خاص دارد؟ با بررسی زندگی فکری فیزیکدانان برجسته میتوان چیزهایی در این مورد یاد گرفت.
مربی میتواند با مطرح کردن پرسشهایی مانند «دستگاه فیزیک مورد نظر چیست؟ و چه برهمکنشهایی با محیط دارد؟ برای توصیف این دستگاه باید از چه مدلی استفاده کنیم؟ کدام ویژگیهای دستگاه مدلسازی شده؟ و کدامیک از آنها به حساب نیامده یا نادیده گرفته شده است؟ مدلها تا چه حد دادهها را توجیه میکنند؟» باعث شود تا این چارچوب وارد نظام فکری شاگردان شود.
فقط ذکر میکنیم که کاربرد اولیه و ناکامل آن توسط ملکم ولز در دبیرستان نتایج دلگرمکنندهای داشته است اما برای اعلام پیروزی کامل هنوز کارهای زیادی لازم است در حالت ایدهآل، این مقاله توجه خوانندگانی را به خود جلب خواهد کرد که نمیتوانند منتظر آن شوند که کسی دیگر این کار را انجام دهد."