Матмоделирование процесса обучения Vol 19 Магнетизм

Собираясь сравнивать процесс обучения с эффектами магнитных полей, во-первых необходимо подчеркнуть, что разные материалы ведут себя в них по-разному. Например, рассыплем рядом с магнитом металлические и древесные опилки. Результат будет совершенно разным (см. рисунок с металлическими опилками). Так же и в жизни. На что-то мы реагируем, а на что-то нет.

Во-вторых очевидно, что на каждый конкретный тип воздействия внутри воспитательно–образовательной области мы обладаем различной чувствительностью. То есть привить нам какое-то свойство можно через последовательность обучающе-воспитательных воздействий. Верно и обратное для устранения нежелательных привычек. Но педагогика подразумевает это не столько посредством «хирургического», то есть чисто персонального вмешательства, а именно изменением «внешней» среды или её характеристик, то есть потенциальное влияние на всех разом.

взято с ppt Онлайн

В терминах разрабатываемой модели мы модифицируем не состав жидкости, а желаемые реакции частиц и молекул в магнитном поле. Естественно, изменение возможностей влияния предполагает уточнения свойств материалов образующих частицы и молекулы. Причём чтобы эти эффекты влияния «внешнего» поля действительно срабатывали и их результат можно было отследить и замерить.
Сомнение вызывает степень совместимости температурной и магнитных парадигм воздействия. Точнее не столько совместимости, сколько границ "безпроблемного" совмещения.

взято с ppt Онлайн

Да, можно поместить магнит возле конца трубы чтобы он дополнительно притягивал, то есть к основной силе воздействия от давления потока добавиться сила магнитного притяжения; и/или отталкивал от начала. Только это подействует на частицы–учеников из магнитного материала, а немагнитные просто проигнорируют наличие этого дополнительного воздействия. Как результат — разбиение на две принципиально отличающиеся группы и дополнительное увеличение разброса скоростей обучения.
Кроме того, магнит притягивает к себе со всех направлений, поэтому «воткнув» его на непрерывном участке трубы мы получим что он будет притягивать а) ускоряя частицы которые находятся в потоке «до него» и притягивать б) замедляя когда они должны продолжить движение «после него». Поэтому идея магнитов строго в начале и/или конце логико-физически изолированного отрезка применима, однако реальная картина суперпозиции этих полей зависит как от силы каждого магнита, так и от длины сегмента. В целом можно сравнить такую физическую систему с педагогической схемой с наличием кнута (магнит в начале) и пряника (магнит в конце).

Чтобы понять ту роль, которую может играть магнитное поле, приведём несколько соображений:

• Необходимо менять отношение ученика к учёбе, но это не чисто задача воспитания, способы подачи материала, взаимодействие с учителем, наглядность и т.п. относятся больше к самому обучению.
• В отличие от управления температурой магнитное поле охватывает большие области и влияние системы «проводников» имеет гораздо более сложный характер. Например, если магнитное поле притягивает частицу по плоской поверхности, то чем глаже поверхность, тем меньше будет трение при скольжении по ней и тем меньше шанс упереться в какую-нибудь неровность и застрять несмотря на то, что частицу продолжают притягивать. Поверхность здесь играет роль среды обучения, и её точная ориентация по отношению к направлению управляющего магнитного поля зависит от множества внешних факторов (система обучения, условия обучения, роль семьи и т.д.)
• Напомним, что магнитные свойства материалов отличаются или вообще отсутствуют. Так что в одном и том же магнитном поле оно вызовет движущую силу различной интенсивности и направленности, вообще говоря. В рамках разрабатываемой модели это означает не только влияние на скорость поступательного движения, но и на смещения вбок, то есть влияние на мотивацию. Поэтому надо соблюдать осторожность, постоянно отслеживая как именно направлено магнитное поле по отношению к условной вертикали (основному направлению потока).

• В упрощённом виде области, образуемые «склеившимися» частицами (макрочастицы), сильнее подвержены влиянию магнитных полей. То есть укрупняя размер областей через присоединение новых элементов, в конечном итоге сможем лучше контролировать скорость обучения в приложении ко всей макрочастице. В принципе, тоже самое наблюдается в педагогике, когда группа учеников с отработанным взаимодействием вместе учится лучше. Даже больше, такие группы, называемые в физике доменами, дополнительно увеличивают свою чувствительность через переориентацию всех своих членов в примерно одном направлении. Подобные эффекты в науке называют синхронизацией.

Групповое совместное изучение информации и совместная практика заметно повышают скорость обучения. Более того, в физике степень сонаправленности (синхронизации) для магнитных материалов тем выше, чем выше интенсивность магнитного поля. Кроме того, сама коррекция (синхронизация) внутренних ориентаций областей внутри домена происходит быстрее. Другими словами, попадание в магнитное поле необходимо чтобы процесс «синхронизации» начался. А для его продолжения домен должен оставаться в области действия магнитного поля. Для реально существующих материалов переориентация может быть и очень быстрой, но мгновенной её считать нельзя. Этот эффект похож на влияние хорошего, интересного и уважаемого учителя, особенно при чёткой направленности его действий. Но в педагогическом плане скорость синхронизации будет явно меньшей чем у типичных физических материалов.
Из приведённого рассуждения следует, что теоретически возможно оперирование дополнительным параметром: скоростью внутренней переориентации. Она зависит не только от интенсивности внешнего магнитного поля, но и от собственных способностей ученика, то есть материала частицы в рамках нашей модели (её магнитных свойств). Кроме того, разумно предположить, что на эту скорость также должен влиять уровень внутренней мотивации. Чем она выше, тем больше должна оказаться скорость переориентации. То есть магнитное поле это не просто обобщённый способ оказать влияние, но и возможность задать интенсивность выбранной методики обучения, а именно в части возможности повлиять на скорость подстройки ученика (как один из факторов влияния на процесс синхронизации). Причём если речь идёт не об одном ученике а об их группе, то в физическом плане они дополнительно синхронизируются между собой.
Но самое важное в том, что и направление этой ориентации задаётся направлением ориентации внешнего магнитного поля. Поэтому и с философской, и с практической точек зрения важен не просто факт воздействия и вовсе не его эффективность, а именно его направленность.
Процесс переориентации (как для отдельных частиц, так и для доменов) в физике называется намагничиванием и, в частности, лежит в основе идеи магнитной записи сигналов. Поскольку я неоднократно подчёркивал важность аналогий и метафор, то метафора магнитной записи выводит вперёд именно вторичные особенности этого реального физического процесса:

1. Каждый домен создаёт собственное слабое магнитное поле, то есть и сам начинает влиять на соседей;
2. В зависимости от характеристик материала (способностей вообще и текущего уровня знаний студента), интенсивность процесса и продолжительность размагничивания (можно сравнить с забывчивостью) может быть разной, причём этот разброс может быть очень большим.

В педагогике мы постоянно сталкиваемся как с взаимным влиянием учащихся, так и с явлением постепенного забывания.
Важно подчеркнуть, что в физическом плане эффект намагничивания регистрируется для доменов начиная с некоторого минимального размера (общего количества молекул магнитного вещества). В педагогическом плане это означает что не только количество членов группы, но и их внутренняя готовность важны для того, чтобы эффект взаимной согласованной переориентации заработал.

• Между магнитным полем и педагогикой имеется ещё одна интересная аналогия. Магнитные поля называют соленоидальными или вихревыми. Их генерируют не неподвижные заряды (можно сравнить с колодцами), а изменения в полях, порождённых зарядами. Если нарисовать воображаемые силовые линии, то есть траектории с одинаковой интенсивностью поля, эти траектории будут замкнутыми. Силовые линии магнита, несмотря на то что выходят из его полюсов (словно источник «силы» находится в них), на самом деле не делают этого.
  Согласно этому замечанию, учитель не является истинным источником знаний, он просто передаёт их учащимся; возможности подачи материала зависят от способностей самого учителя; изменения в научных знаниях должны отразиться сначала в знаниях учителя, потом быть переработаны для передачи ученикам (чему станет учить преподаватель «после обновления»).
• Интенсивность силы воздействия зависит от свойств среды в котором магнитное воздействие распространяется. Кроме того, интенсивность уменьшается по мере удаления от «источника». В физике магнитных полей она обратно пропорциональна квадрату расстояния как и гравитация, то есть уменьшается весьма быстро. Надо только учесть что понятие дистанции в приложении к человеку не будет столь простым как в геометрии, и несомненно зависит от способностей конкретного ученика. Это замечание вполне корректно, так как на одного и того же преподавателя (в смысле как он учит), студенты реагируют по разному: от «смотреть в рот» до полного игнорирования. Получается неприятная вещь — возможность научить сильно зависит от личности учителя, а не формальной корректности предоставляемой им информации.

• Температурный режим имеет специфическое влияние на магнитные домены. В достаточно широком температурном диапазоне они сохраняют свою ориентацию, то есть «забывчивость» или рассинхронизация крайне малы. Но при приближении и превышении критической температуры (зависит от молекулярного и кристаллического состава ферромагнетика) домены легко переориентировать при крайне низкой интенсивности внешнего магнитного поля. Эффект известен достаточно давно, но его внедрение в потребительскую технику цифровой магнитной записи (для компактных жёстких дисков большой и сверхбольшой ёмкости особенно) началось со второго десятилетия XXI века. В рамках нашей модели он вряд ли возможен в применении ко всем ученикам и средам обучения, но способен объяснить успехи некоторых техник интенсивного обучения в особых контролируемых условиях и среди специально отобранных учеников.

Продолжение