Матмоделирование процесса обучения Vol 06 Удары о стенки

Говоря о движении физических частиц, особенно неправильной формы, сила чаще прилагается не по нормали (строго перпендикулярно к локальному участку поверхности), а под углом. В результате частицы и смещаются и вращаются. А движение надо рассматривать и «вперёд», то есть по направлению движения потока и «вбок».
Педагогика свой особый интерес вкладывает именно в продвижении вперёд (проекция вектора скорости частицы на вектор скорости потока, условно основная ось). Поэтому на практике величина этой проекции варьируется, когда некоторые частицы–ученики передвигаются «вперёд» быстрее остальных. Другое немедленное следствие заключается в том, что некоторые частицы будут сдвигаться к центру трубы (ко дну реки), а другие наоборот — вытесняться к стенкам (всплывать к поверхности). Отразившись от стенки (для полуоткрытого потока с приповерхностным движением всё гораздо сложней) с возможной потерей части кинетической энергии, частица продолжит движение, но уже с меньшей скоростью и опять не строго «вперёд».
А вот о такое поведение как раз возможно в педагогике,
если бы частицы не влекло потоком
Если взаимодействие со стенками интерпретировать именно так, то с точки зрения педагогики и психологии каждый ученик как личность может выбирать, как действовать самому и его личные реакции и предпочтения зададут отличия в наблюдаемых последствиях (геометрическая форма частицы и/или "ландшафт" поверхности стенки).
Вплоть до сознательных попыток нарушить правила или вообще сбежать. В подобном положении стенки действительно играют корректирующую роль, если конечно усилий ученика не хватило на то чтобы эту стенку проломить. После каждого нарушения ученика отбрасывает «назад» от стенки и этот «отскок» может сопровождаться столкновением с другими частицами–учениками, вызывая изменения и в их движении. Эффект можно считать позитивным, когда скорость учёбы (соответствующая проекция) после отскока возрастает и наоборот, негативным, при общем замедлении.
Приведённые до сих пор соображения показывают, что положение «по ходу» потока не вызывает стольких вопросов как расстояние до ближайшей стенки или поверхности реки. Касательно последнего, отсутствие выраженного отражения приводит к тому, что частица продолжит «болтаться» в приповерхностном слое и возможно долго, подвергаясь усиленному и продолжительному влиянию информации извне.
Тщательный анализ реалий обучения показывает, что возможен и ещё один результат ударения об стенку: наказание полностью убивает желание учиться. Чаще всего это означает, что потом студент просто «плывёт по течению» находясь под действием общей движущей силы, то есть он продвигается вместе со всеми с некоторой средней или меньшей скоростью. Однако это должно иметь и менее явные негативные последствия, которые придётся выявлять и детализировать по мере развития модели. Сюда даже укладывается жизненная ситуация когда студент полностью перестал учиться (масса не растёт), но занятия продолжает посещать.
Хотя если ассоциировать стенки хотя-бы с правилами, то становится ясно, что в реальности эффекта полного поглощения энергии не должно быть ни для стенок трубы, ни для открытой поверхности. Роль хороших правил (с элементами гибкости) именно в том, чтобы погасить значительную часть энергии/импульса направленную наружу, то есть соответствующую проекцию вектора скорости, но стараться не затрагивать проекцию, соответствующую поступательному движению. Кроме того, скорректированная проекция скорости вбок может изменить своё направление (угол падения не обязательно равен углу отражения).
Все эти рассуждения показывают возможность создать две достаточно разных модели с единой основой, но значимыми отличиями в своём «краевом» поведении:
  • Труба с прочными стенками и частично эластичным отражением (не идеальным, а с потерями энергии), но угол отражения берётся равным углу падения. Труба полностью заполнена жидкостью, а пространственная ориентация трубы (каждого участка) формально может быть любой;
  • Русло реки (канал) с открытой поверхностью и другими эффектами для приповерхностных частиц. Геометрически и физически это проще представить себе как течение жидкости в невертикальной частично заполненной трубе.
Это не исходная форма патрубка, а фото реально повредившейся детали
Другая проблема сильно эластичного материала с точки зрения реального мира состоит в том, что при увеличении давления трубу «раздует», то есть увеличится её диаметр по сравнению с исходным и, как следствие, изменятся связанные с ним параметры согласно законам гидродинамики. Это напоминает ситуации когда реалии обучения (методы, доп. воздействия и т.д.) перестают соответствовать имеющимся системам правил и ограничений. В результате этого происходит скрытая адаптация и со стороны учителей, и со стороны учеников. А в рамках модели это должно быть отражено в изменении хотя-бы одного увязанного с этим параметра (который оказывает влияние на все частицы сразу).

Комментарии