Какие физические явления происходят при работе компьютера-плеера мобильного телефона

Обновлено: 21.11.2024

Вы можете спросить: "Почему мой телефон нагревается?" Ну а где энергия, там и тепло. Когда вы включаете свой смартфон, миллиарды электронов перемещаются по его компьютерным цепям, позволяя камере, приложениям, играм и звонкам вашего устройства работать. Хотя эти действия обычно вызывают нагрев, перегрев может привести к тому, что ваш мобильный телефон:

  • Серьезно снизить производительность
  • Разрядить батарею
  • Сократить срок службы устройства.
  • Переплавить центральный процессор (ЦП) в мобильном телефоне.
  • В худшем случае вызвать взрыв

Если ваш телефон перегревается и вы задаетесь вопросом: "Почему мой телефон горячий?", причиной может быть программный или аппаратный дефект. Но прежде чем сделать такой вывод, рассмотрите распространенные проблемы, которые вызывают перегрев телефона, и способы их предотвращения.

Почему мой телефон нагревается?

Прежде чем обвинять «неисправный аккумулятор» в проблемах с перегревом телефона, вы можете рассмотреть следующее:

Вы часами смотрели видео или играли в игры, а теперь задаетесь вопросом: "Почему мой телефон нагревается?" Потоковая передача фильмов или игра в игры в течение длительного времени нагружает процессор вашего телефона. Если телефон заряжается во время игры, он может нагреваться и снижать производительность аккумулятора.

У вас одновременно запущено слишком много приложений. Каждое приложение, работающее в фоновом режиме (или «фоновые приложения»), использует процессор вашего телефона, его память (называемую ОЗУ) и аккумулятор. Чем больше у вас приложений, тем выше потребление энергии. Обновления приложений часто исправляют программные ошибки, которые могут снизить эффективность и производительность вашего телефона, поэтому обязательно обновляйте свои приложения, чтобы этого не произошло.

У вас плохой сигнал. Ваш телефон всегда ищет сигнал, будь то сотовая связь, Wi-Fi или Bluetooth. Если вы находитесь в месте со слабым сигналом сотовой связи или без Wi-Fi, ваш телефон работает сверхурочно, из-за чего мобильная антенна потребляет больше энергии.

Ваш телефон лежал на солнце. Вы положили свой телефон на солнечный подоконник? В горячей машине? На бетонных ступеньках к вашему заднему крыльцу? Возможно, вы не положили его туда специально, но если оставить телефон в очень жарком месте, металлические и стеклянные компоненты могут превратиться в мини-духовку, в которой запекаются хрупкие компьютерные компоненты.

Как охладить телефон

Если вы обнаружите, что ваш телефон начинает перегреваться, попробуйте охладить его, сняв защитный чехол, переключившись в режим пониженного энергопотребления или поместив телефон в затененное место. Уменьшение яркости экрана и немедленное отключение GPS, Bluetooth и Wi-Fi — даже переход в режим полета — поможет снизить энергопотребление устройства, и в большинстве случаев это касается перегрева iPhone или устройства Android.

Что бы вы ни делали, не кладите перегретый телефон в холодильник или морозильник. Хотя и iPhone, и Android предназначены для использования при температурах до 32 градусов по Фаренгейту, резкие перепады температуры и воздействие влаги могут повредить ваш телефон без возможности восстановления.

Как предотвратить перегрев телефона

Профилактика — лучшее лекарство от перегрева телефона. Если перегрев телефона не вызван дефектом программного или аппаратного обеспечения, вы должны быть в состоянии предотвратить его перегрев. Эти простые советы помогут продлить срок службы телефона и аккумулятора, а также предотвратят его перегрев.

Используйте подходящее зарядное устройство. Зарядные устройства и зарядные кабели имеют разную мощность, и многие зарядные устройства для телефонов оптимизированы для определенной марки. Не покупайте дешевые шнуры или кабели сторонних производителей. Выберите те, которые сделаны производителем вашего телефона. Заряжайте телефон на твердой плоской поверхности, например на прилавке, а не на мягкой изолирующей поверхности, например на диване или матрасе. Беспроводное зарядное устройство также может быть хорошим вариантом, так как оно обычно заряжается медленнее и стабильнее.

Проведите уборку в доме. Закройте приложения, которые вы не используете. Удалите те, которые вы больше не используете, и, при необходимости, обновите те, которые хотите сохранить. Отрегулируйте настройки телефона, чтобы уменьшить яркость экрана.

Установите приложения, которые очищают и контролируют ваше устройство. Более чистые приложения, такие как Clean Master и Power Clean, удаляют ненужные файлы с вашего телефона и определяют приложения, которые снижают производительность вашего телефона или его аккумулятора. Рассмотрите возможность загрузки антивирусного программного обеспечения, чтобы предотвратить заражение вашего устройства нежелательными вредоносными программами и потребление энергии без вашего участия, что может привести к повышенному энергопотреблению и перегреву, если не будет диагностировано и устранено.

Избегайте попадания прямых солнечных лучей. Это кажется очевидным, но мы все отвлекаемся. Держите телефон в тени, не оставляйте его в нагретой машине и не кладите на горячую поверхность, например на радиатор или плиту.

Если у вас проблемы с перегревом телефона Android или iPhone, скорее всего, у вас есть простое решение. Смартфоны содержат огромное количество энергии и вычислительной мощности в крошечном корпусе, и, хотя новейшие телефоны созданы для работы в повседневных ситуациях и в определенном диапазоне температур, ни один из них не застрахован от перегрева. Научитесь распознавать причины, по которым ваш телефон нагревается, и предпринимайте простые шаги, чтобы предотвратить это. И если вы все же повредите свой телефон и не сможете его восстановить, например расплавите процессор телефона, ознакомьтесь с нашим выбором мобильных телефонов.

Это похоже на электромагнитные помехи (или EMI), которые возникают, когда радиоволны, излучаемые одним устройством, вызывают нежелательное поведение другого.

Практически каждое электрическое оборудование действует как радиопередатчик, независимо от того, предполагается это или нет. Это потому, что быстро меняющиеся электрические токи, проходящие через эти устройства, естественным образом излучают электромагнитные волны. Это неизбежный побочный продукт использования электричества для выполнения полезных дел, и он аналогичен лязгающим и лязгающим звукам, издаваемым механическими устройствами во время их работы. Компьютеры особенно «шумны», потому что они полагаются на быстро меняющиеся токи, которые действуют как тактовые сигналы, координирующие их вычисления.

Точно так же, как изменяющиеся электрические токи излучают радиоволны, радиоволны индуцируют электрические токи в проводящих материалах. Так радиоприемники обнаруживают сигналы, передаваемые радиостанциями. Тот же эффект используется для нагрева кастрюль и сковородок на индукционных варочных панелях. Однако индуктивная связь также может иметь нежелательные последствия.

Одним из объяснений описываемого вами явления является то, что ваш компьютер непреднамеренно излучает радиоволны в диапазоне частот, зарезервированных для связи по мобильному телефону, обычно около 800 мегагерц (МГц). Если сигнал, исходящий от вашего компьютера, достаточно сильный, ваш телефон может принять его за передачу сотового телефона. Компьютерный шум, однако, не содержит той информации, на которую запрограммирован бортовой компьютер вашего телефона. Таким образом, он реагирует на возникающий каскад сбоев связи, создавая серию звуковых предупреждений.

Еще одно объяснение связано с более глубоким соединением между вашими двумя устройствами. В дополнение к другим компонентам сотовый телефон имеет аудиоусилитель, который приводит в действие его динамик, и радиоволны, излучаемые компьютером, могут индуцировать токи в проводке самого усилителя. Полученный в результате аудиовыход будет отражать то, что делает ваш компьютер в данный момент, но для человека будет звучать как случайный писк и писк.

Невозможно запретить электрическим устройствам генерировать радиоволны. Единственный способ предотвратить электромагнитные помехи — скрывать паразитные радиоволны. Большинство электронных устройств размещены в корпусах, предназначенных для улавливания этих электромагнитных волн; они сделаны из металла или имеют проводящее покрытие. Отверстия в корпусах и тонкие места в покрытии позволяют просачиваться некоторым радиоволнам. Обычно утечка слишком мала, чтобы иметь какое-либо влияние, за исключением непосредственной близости от источника, где она наиболее интенсивна. И именно поэтому ваш мобильный телефон работает только тогда, когда он находится рядом с вашим компьютером.

Подробнее об EMI:

Основа для первого периферийного ПК. В 1975 году Стив Домпьер запрограммировал свой персональный компьютер MITS Altair 8800 на воспроизведение песни Beatles «Дурак на холме». Хитрость заключалась в том, что выходным устройством было соседнее AM-радио. Домпьер запрограммировал свой компьютер так, чтобы электромагнитные помехи, создаваемые примитивным ПК первого поколения, воспроизводили узнаваемые тона радио. На бис была исполнена песня «Daisy», которая также была первой песней, сыгранной на компьютере (в Bell Laboratories в 1957 году), и лебединой песней для HAL в фильме 2001: Космическая одиссея.

Может вызвать помехи в электронике. Токи, вызванные особенно интенсивными радиоволнами, могут быть достаточно большими, чтобы расплавить провода в электрическом оборудовании. Этот эффект обсуждался, по крайней мере, со времен Второй мировой войны, как способ вывести из строя электронное оборудование.

Советы компьютеру: радиоволны, создаваемые компьютерами, далеко не случайны. Злодеи придумали, как обнаруживать и интерпретировать электромагнитные помехи компьютера, чтобы узнать, что делает компьютер. Это включает в себя возможность «читать» последовательность нажатий клавиш на клавиатуре и «видеть» то, что происходит на экране. Страшно!

Кендра Черри, магистр медицины, писательница и консультант по вопросам образования, помогающая учащимся изучать психологию.

Статьи Verywell Mind рецензируются сертифицированными врачами и специалистами в области психического здоровья. Медицинские рецензенты подтверждают, что содержание тщательное и точное, отражающее последние исследования, основанные на фактических данных. Контент проверяется перед публикацией и после существенных обновлений. Узнать больше.

Эми Морин, LCSW, является главным редактором Verywell Mind.Она также психотерапевт, автор бестселлера "13 вещей, которые не делают сильные духом люди" и ведущая подкаста The Verywell Mind.

Очень хорошо / Бейли Маринер

Мобильные телефоны прочно вошли в нашу жизнь. Они служат не только средством общения, но и инструментом социальной сети, персональным органайзером, инструментом онлайн-покупок, календарем, будильником и мобильным банком. Хотя они, без сомнения, являются полезными устройствами, некоторые предполагают, что чрезмерное использование цифровых устройств может быть формой поведенческой зависимости.

На самом деле термин "номофобия" был придуман сравнительно недавно для описания страха остаться без телефона. Это включает в себя не только потерю, забывание или поломку телефона, но и отсутствие контакта с мобильным телефоном. Это становится все более серьезной проблемой в мире, где всегда быть на связи кажется важнее, чем когда-либо прежде. Когда люди теряют свой телефон, когда в их мобильном телефоне садится батарея или они находятся в районе, где нет сотовой связи, это может вызвать чувство стресса и беспокойства или даже чувство страха или паники.

Этот страх остаться без мобильного устройства часто считается признаком проблемного использования цифровых устройств, что, по мнению некоторых экспертов, может иметь пагубное влияние на психическое здоровье и благополучие.

Частое использование мобильного телефона может привести к краткосрочным негативным последствиям, таким как повышенное отвлечение внимания, но также может иметь долгосрочные последствия, например усугубить существующие проблемы с психическим здоровьем или способствовать формированию поведенческих зависимостей.

Что такое номофобия?

Было ли у вас когда-нибудь беспокойство или даже паника, когда вы не могли найти свой телефон? Мысль о том, что вы застряли в изолированном месте без сотовой связи, наполняет вас чувством страха? Если это так, у вас могут быть некоторые симптомы номофобии.

Номофобия – это сокращение от "фобии отказа от мобильного телефона". Этот термин был впервые использован в исследовании 2008 года, проведенном по заказу Почтового ведомства Великобритании. В выборке из более чем 2100 взрослых исследование показало, что 53% участников испытывали номофобию. Это состояние характеризуется чувством беспокойства, когда люди теряют свои телефоны, у них заканчивается заряд батареи или у них нет сотовой связи.

Исследование показало, что этот страх может быть настолько сильным, что многие люди никогда не выключают свои телефоны, даже ночью или в то время, когда они не будут пользоваться своими устройствами. На вопрос, почему они никогда не выключают свои телефоны, 55 % ответили, что им необходимо поддерживать связь с семьей и друзьями, 10 % ответили, что им необходимо быть на связи по работе, а 9 % сообщили, что отключение телефонов вызывает у них тревогу. .

Возможно, страх что-то упустить — это то, что заставляет многих людей сообщать, что они ответят на звонок или сообщение, даже если они заняты чем-то другим. Исследование показало, что люди часто были готовы прервать жизненную деятельность, чтобы ответить на звонок. Большинство людей (80 %) были готовы ответить на звонок во время просмотра телевизора, 40 % ответили бы на звонок во время еды, а 18 % были бы готовы ответить на звонок, находясь в постели с другим человеком. /p>

Насколько это распространено?

Хотя исследования этого явления все еще ограничены, имеющиеся данные свидетельствуют о том, что номофобия встречается довольно часто. Одно исследование студентов в Индии показало, что более 22% участников проявляли признаки тяжелой номофобии. Около 60% участников исследования имели умеренные признаки заболевания.

Симптомы

Фобия – это тип тревожного расстройства, характеризующийся иррациональным страхом перед объектом или ситуацией. В данном случае это страх остаться без телефона или вне зоны действия сотовой связи.

Хотя номофобия не является клиническим диагнозом, некоторые из симптомов, которые обычно определяются как связанные с этим страхом, включают:

  • Невозможность выключить телефон
  • Постоянно проверяйте телефон на предмет пропущенных сообщений, электронных писем или звонков.
  • Зарядка аккумулятора, даже если телефон почти полностью заряжен.
  • Телефон можно брать с собой куда угодно, даже в ванную.
  • Неоднократно проверяйте, есть ли у вас телефон.
  • Страх остаться без Wi-Fi или возможности подключиться к сотовой сети передачи данных.
  • Беспокойство по поводу происходящих негативных событий и невозможность позвать на помощь.
  • Стресс из-за отсутствия связи со своим присутствием в Интернете или личностью.
  • Пропуск действий или запланированных мероприятий, чтобы провести время за мобильным устройством.

Помимо эмоциональных и когнитивных симптомов, люди также могут испытывать физические симптомы. Люди могут дышать чаще, их частота сердечных сокращений может увеличиться, они могут больше потеть, их может трясти или трясти. Они также могут начать чувствовать слабость или головокружение.В тяжелых случаях эти симптомы страха могут перерасти в паническую атаку.

Характеристики номофобии

В исследовании, проведенном в 2015 году, ученые выявили некоторые ключевые аспекты номофобии. Страх остаться без телефона связан с:

  • Невозможность общаться с другими
  • Ощущение полной оторванности
  • Невозможно получить доступ к информации
  • Отказ от удобства

Люди с этой фобией постоянно проверяют свои телефоны, берут их с собой повсюду (включая душ и ванную), проводят много часов в день, используя свои телефоны, и испытывают чувство беспомощности, когда они разлучены со своими телефонами.

Исследования показали, что частое или навязчивое использование мобильного телефона связано с повышенным стрессом, тревогой и депрессией. Чрезмерное использование телефона было связано с рядом негативных последствий, включая снижение успеваемости, повышенную тревожность, снижение удовлетворенности жизнью и снижение общего самочувствия.

Причины

Существует ряд причин, по которым люди испытывают симптомы номофобии.

Полезность для повседневных задач

Полезность мобильных телефонов играет ключевую роль в этом страхе остаться без телефона. Смартфоны способны на многое; люди используют свои телефоны, чтобы оставаться на связи, узнавать что-то интересное, вести бизнес, оставаться организованным, делиться личной информацией и даже управлять деньгами.

Поскольку люди теперь используют свои телефоны для решения стольких важных задач, неудивительно, что люди боятся остаться без своих устройств. Без телефона люди могут чувствовать себя отрезанными и изолированными от важных аспектов своей жизни, включая друзей, семью, работу, финансы и информацию.

Количество использования каждый день

Исследование 2014 года, опубликованное в журнале Journal of Behavioral Addictions, показало, что студенты колледжей проводят до девяти часов в день со своими мобильными телефонами.

Исследователи предполагают, что такое постоянное использование мобильного телефона представляет собой технологический парадокс. Смартфоны могут как освобождать, так и угнетать. Люди могут общаться, собирать информацию и общаться, но в то же время использование мобильного телефона может привести к зависимости, которая одновременно ограничивает и вызывает стресс.

Знакомство с технологией

Национальный институт по борьбе со злоупотреблением наркотиками среди подростков предполагает, что эта тревога из-за разлуки с мобильным телефоном может быть более распространена среди подростков и молодых людей. Молодые люди в этой возрастной группе в основном являются цифровыми аборигенами, то есть они родились и выросли в эпоху цифровых технологий. Поскольку у них уже был опыт работы с компьютерами, Интернетом и мобильными телефонами, эти устройства часто являются неотъемлемой частью повседневной жизни.

Диагностика

Важно отметить, что хотя многие люди сообщают о чувстве беспокойства или страха из-за того, что у них нет телефонов, номофобия официально не признана расстройством в Диагностическом и статистическом руководстве по психическим расстройствам (DSM- 5).

Этот тип страха может соответствовать критериям ситуативной специфической фобии в зависимости от симптомов и проявления. Специфическая фобия характеризуется необоснованным и чрезмерным страхом и преувеличенной реакцией страха, которая несоразмерна реальной угрозе.

Исследователи разработали опросник по номофобии (NMP-Q) для оценки симптомов номофобии, и исследования показывают, что опросник является полезной мерой страха перед отсутствием мобильного телефона.

В анкете респондентов просят оценить, насколько они согласны или не согласны с такими утверждениями, как:

  • "Мне было бы неудобно без постоянного доступа к информации через смартфон"
  • "Я бы испугался, если бы в моем смартфоне разрядился аккумулятор"
  • "Я беспокоился, потому что не мог поддерживать связь с семьей и/или друзьями"

Одно исследование показало, что более высокие уровни номофобии, измеренные с помощью NMP-Q, соответствуют более высоким уровням навязчивых идей, что позволяет предположить, что номофобия может иметь высокий уровень сопутствующей патологии с некоторыми расстройствами. Например, некоторые другие исследования показывают, что люди с тревожными и паническими расстройствами могут быть более склонны к развитию номофобии.

Лечение

Если у вас есть симптомы номофобии или вы чувствуете, что использование мобильного телефона создает проблемы в вашей жизни, вам может помочь консультация со специалистом в области психического здоровья. Хотя специального лечения номофобии не существует, ваш терапевт может порекомендовать экспозиционную терапию, когнитивно-поведенческую терапию или и то, и другое для устранения ваших симптомов. В некоторых случаях ваш врач может также назначить некоторые лекарства для устранения симптомов беспокойства или депрессии, которые вы можете испытывать.

Экспозиционная терапия

Экспозиционная терапия — это поведенческая техника, с помощью которой вы научитесь постепенно сталкиваться со своими страхами.В случае номофобии вы постепенно привыкнете обходиться без телефона. Вы можете начать с очень малого (например, оставить свой телефон в другой комнате на определенное время), а затем постепенно переходить к более длительным периодам времени без телефона (например, оставлять его дома, когда вы идете в магазин, или включать его). выключен, пока вы заняты чем-то другим).

Когнитивно-поведенческая терапия

Когнитивно-поведенческая терапия (КПТ) – это процесс, который включает в себя устранение негативных и иррациональных моделей мышления, способствующих неадекватному поведению. Ваш терапевт поможет вам научиться определять эти способы мышления и заменять эти мысли более реалистичными и рациональными.

Например, вместо того, чтобы думать, что вы пропустите что-то очень важное, если не будете проверять сообщения на телефоне каждые несколько минут, CBT поможет напомнить вам, что вы вряд ли что-то пропустите, поскольку пока вы время от времени проверяете свой телефон.

Лекарства

Хотя для лечения номофобии не существует одобренных FDA лекарств, ваш врач или психиатр могут назначить успокаивающие препараты или антидепрессанты для устранения некоторых ваших симптомов. Селективные ингибиторы обратного захвата серотонина, такие как лексапро, золофт и паксил, часто используются в качестве средств первой линии при тревоге и депрессии.

Преодоление

Если вы считаете, что страдаете номофобией или считаете, что проводите слишком много времени в телефоне, вы можете предпринять некоторые действия, чтобы лучше контролировать использование своего устройства.

  • Установите границы. Установите правила использования вашего личного устройства. Это может означать, что вы избегаете использования мобильного устройства в определенное время дня, например во время еды или перед сном.
  • Найдите баланс. Можно очень легко использовать телефон, чтобы избежать личного контакта с другими людьми. Сосредоточьтесь на личном общении с другими людьми каждый день.
  • Делайте короткие перерывы. Бывает сложно избавиться от привычки пользоваться мобильным телефоном, но, начав с малого, можно облегчить этот переход. Начните с мелочей, например, оставляйте телефон в другой комнате во время еды или когда вы заняты другим делом.
  • Найдите другие способы занять свое время. Если вы обнаружите, что чрезмерно пользуетесь телефоном из-за скуки, попробуйте найти другие занятия, которые отвлекут вас от устройства. Попробуйте почитать книгу, сходить на прогулку, заняться спортом или заняться хобби, которое вам нравится.

Слово от Веривелла

Номофобия становится все более серьезной проблемой наряду с другими страхами и поведенческими зависимостями, связанными с использованием технологий. Учитывая, насколько многие люди используют свои мобильные телефоны для работы, учебы, новостей, развлечений и общения в социальных сетях, решить эту проблему может быть невероятно сложно.

Полный отказ от использования мобильного телефона нереалистичен, но вам может помочь научиться устанавливать границы того, в какой степени вы позволяете телефону контролировать свою жизнь. Время от времени отвлекайтесь от телефона, занимайтесь делами, не связанными с телефоном, и находите отвлекающие факторы, чтобы занять себя, а не бездумно играть на телефоне, — все это хорошие способы для начала.

Подавляющее большинство опрошенных в 11 странах с формирующимся рынком и развивающихся странах либо владеют мобильными телефонами, либо пользуются ими совместно, и в каждой стране намного чаще иметь собственный телефон, чем делиться им с кем-то еще. В семи из этих стран в настоящее время смартфонами пользуется половина или более, причем использование смартфонов особенно распространено среди молодых и более образованных групп.

В то же время доступ к планшетам или компьютерам встречается реже. Только в одной стране — Ливане — большинство (57%) имеют доступ к рабочему настольному компьютеру, ноутбуку или планшету в своей семье, и мобильные устройства играют заметную роль в том, как люди получают доступ к Интернету и своим социальным сетям во многих из этих стран. нации. 6

Большинство взрослых говорят, что у них есть мобильный телефон; относительно немногие делятся одним

Большинство взрослых в каждой из 11 опрошенных стран с формирующимся рынком и развивающихся стран сообщили, что у них есть собственные мобильные телефоны. Уровни владения являются самыми высокими во Вьетнаме, где почти все взрослые (97%) владеют мобильным устройством, хотя примерно девять из десяти или более также владеют им в Иордании, Тунисе, Колумбии, Кении, Ливане и Южной Африке. Самый низкий уровень владения мобильным устройством в Венесуэле, Индии и на Филиппинах, но даже в этих странах примерно семь из десяти взрослых владеют мобильным устройством.

Между тем, в среднем по 11 странам 11 % говорят, что у них нет мобильного телефона, включая в среднем 7 %, которые говорят, что регулярно пользуются чужим телефоном. 7 Но в целом в большинстве стран совместное использование телефона встречается относительно редко — от 1% во Вьетнаме до 17% в Венесуэле.(В этом отчете владельцы телефонов и те, кто пользуется ими, будут объединены в одну группу и называться «пользователями мобильных телефонов».)

Обмен информацией более распространен среди взрослых с более низким уровнем образования. 8 А в Индии, где женщины реже, чем мужчины, владеют собственными мобильными телефонами, значительно больше женщин (20 %), чем мужчин (5 %), сообщают о совместном использовании устройства с кем-то еще.

Владение мобильным телефоном зависит от возраста, пола и образования

В этих 11 странах владение мобильным телефоном (в отличие от общего доступа к телефону) зависит от нескольких демографических характеристик, включая уровень образования, пол и возраст.

Во всех опрошенных странах взрослые со средним или высшим образованием чаще владеют собственным мобильным телефоном, чем люди с образованием ниже среднего. Этот разрыв в уровне владения образованием варьируется от 3 процентов во Вьетнаме до 35 процентов на Филиппинах.

Большинство людей в возрасте от 18 до 29 лет сообщили, что у них есть собственные мобильные телефоны, почти во всех странах, где проводился опрос. Однако немного меньшая доля молодых венесуэльцев — но все же большинство (65%) — говорят, что у них есть мобильный телефон. Большинство из тех, кому 50 лет и старше, также сообщают о наличии мобильного телефона в большинстве из 11 опрошенных стран. Только на Филиппинах менее половины самой старшей возрастной группы имеют телефон (46%). В целом молодые люди чаще, чем пожилые люди, владеют телефоном на Филиппинах (41 процентный пункт), Ливане (27 баллов), Индии (25 баллов) и Мексике (24 балла).

Подробнее о том, как владение телефоном и его использование зависят от возраста, пола или уровня образования, см. в Приложении C.

Пользователи телефонов называют несколько причин для совместного использования мобильного устройства, а не для владения им

В опрошенных странах в среднем 7 % тех, кто пользуется мобильным телефоном, а не владеет им, называют ряд причин, по которым они делятся своими телефонами. Около четырех из десяти пользователей телефонов в Кении (42%), Венесуэле (40%) и Тунисе (38%) говорят, что пользуются общим телефоном в первую очередь потому, что не могут позволить себе собственное устройство. Еще половина венесуэльских участников говорят, что теперь они пользуются общим телефоном, потому что их собственный телефон был потерян, сломан или украден, как и примерно четыре из десяти колумбийцев (41%) и кенийцев (41%). Отсутствие необходимости регулярно пользоваться мобильным телефоном является частой причиной использования общего телефона в Индии (39%) и на Филиппинах (29%).

В Индии значительная часть тех, кто пользуется телефоном, также называют еще одну причину, по которой они предпочитают делиться своим устройством, а не владеть им: они считают, что телефоны слишком сложны в использовании (26%).

Смартфоны – наиболее распространенный тип мобильных устройств

.

Смартфоны или телефоны, которые могут подключаться к Интернету и запускать приложения, являются наиболее распространенным типом мобильных устройств в девяти из 11 опрошенных стран. Большинство взрослых (в среднем 53%) используют смартфоны. Самый высокий уровень использования в Ливане (86%) и Иордании (85%), а самый низкий в Индии (32%).

Некоторые общие функции и возможности могут помочь различать три основных типа мобильных телефонов:

  • Обычные телефоны, как правило, являются наиболее технически ограниченным и наиболее доступным вариантом мобильного телефона. Эти телефоны обычно позволяют совершать голосовые вызовы или отправлять текстовые сообщения, но не имеют доступа к Интернету или загрузки приложений.
  • Функциональные телефоны обычно занимают промежуточное положение между смартфонами и обычными телефонами с точки зрения возможностей подключения и цены. Эти устройства могут иметь доступ к Интернету и могут предлагать некоторые из тех же функций, что и смартфоны, например, возможность доступа к платформам социальных сетей. Однако у них меньше расширенных возможностей, чем у смартфонов, и обычно они не поддерживают приложения.
  • Смартфоны — это самый современный и, как правило, самый дорогой тип мобильных телефонов. Эти устройства могут подключаться к Интернету, запускать различные приложения и предлагают многие из тех же возможностей, что и традиционный компьютер.

Респондентам этого опроса был задан ряд вопросов, чтобы определить тип мобильного устройства, которым они владеют или которым пользуются с кем-то еще. Те, кто указал, что их телефон является смартфоном, классифицируются как пользователи смартфонов. Те, кто сказал, что их мобильный телефон может подключаться к Интернету, но что это не смартфон, относятся к категории пользователей обычных телефонов. А те, кто сказал, что их телефон не смартфон и не может выйти в интернет, считаются обладателями обычного телефона. Ответы на каждый из этих отдельных вопросов можно найти в главной строке, а дополнительную информацию о комбинированных мерах можно найти в Приложении B.

Обычные телефоны и телефоны с функциональными возможностями в целом менее популярны, но некоторые страны выделяются высоким уровнем использования этих телефонов с меньшим цифровым подключением.В Индии почти половина взрослых (47%) говорят, что используют обычный мобильный телефон, который не может подключиться к Интернету. Значительные доли в Кении (40%), Тунисе (37%) и Венесуэле (36%) также сообщили об использовании обычного телефона.

Мобильные телефоны, как правило, являются наименее распространенными устройствами в исследованных странах. Лишь немногие взрослые (в среднем 4%) говорят, что у них есть или совместно используется устройство, которое может подключаться к Интернету, но не является смартфоном. Но мобильные телефоны, которые предлагают некоторые из тех же функций, что и смартфоны, но, как правило, не поддерживают приложения, популярны в Мексике, где треть взрослого населения говорит, что они используют этот тип устройств. Примерно каждый пятый кенийец (21 %) и колумбийец (17 %) также пользуются мобильными телефонами.

Смартфоны гораздо чаще используются молодыми и более образованными взрослыми

Ливан и Иордания, где широко распространены смартфоны, выделяются тем, что являются единственными странами, где большинство взрослых в возрасте 50 лет и старше также сообщили об использовании смартфонов. Тем не менее пожилые жители Ливана и Иордании гораздо реже используют смартфоны, чем их более молодые сверстники.

Люди с более высоким уровнем образования также чаще используют смартфоны. В каждой опрошенной стране большинство людей со средним образованием и выше используют смартфоны. Разрыв в уровне образования наиболее заметен в Индии, где более образованные люди на 41 пункт чаще пользуются смартфонами.

В шести из этих стран мужчины несколько чаще, чем женщины, пользуются смартфонами. Этот разрыв больше всего в Индии, где смартфонами пользуются 40 % мужчин по сравнению с 23 % женщин.

Хотя пользователи смартфонов, как правило, моложе и более образованы, в отношении обычных пользователей телефонов все наоборот: люди, использующие эти более технически ограниченные устройства, как правило, старше и имеют более низкий уровень образования.

Использование обычных телефонов не всегда зависит от возраста или образования. Однако в Мексике, где треть населения пользуется мобильными телефонами, женщины (38%) чаще, чем мужчины (27%), сообщают об использовании таких устройств.

Facebook и WhatsApp — самые популярные социальные платформы

Из семи онлайн-платформ социальных сетей и приложений для обмена сообщениями, о которых шла речь в этом опросе, в среднем 62 % используют Facebook. Facebook наиболее популярен в Иордании и Ливане, где около семи из десяти взрослых говорят, что в настоящее время им пользуются. Несмотря на то, что в Индии самый низкий процент пользователей Facebook (24 %) среди опрошенных стран, в этой стране также самое большое в мире чистое число активных пользователей Facebook.

  • Facebook — социальная сеть, основанная в 2004 году. На момент публикации этого отчета ее интерфейс доступен более чем на 100 языках.
  • WhatsApp — платформа для обмена сообщениями, запущенная в 2009 году. Эта служба позволяет пользователям отправлять текстовые сообщения и другие мультимедийные материалы, а также совершать телефонные и видеозвонки. Интерфейс WhatsApp доступен на 60 языках.
  • Twitter — платформа для социальных сетей и микроблогов, основанная в 2006 году. Интерфейс Twitter доступен на 47 языках.
  • Viber — платформа для обмена сообщениями и голосовой связи, основанная в 2010 году. Интерфейс доступен на 39 языках.
  • Instagram — платформа для обмена фотографиями и видео, основанная в 2010 году. Интерфейс Instagram доступен на 36 языках.
  • Snapchat – платформа для обмена мультимедийными сообщениями, основанная в 2011 году. Интерфейс доступен на 22 языках.
  • Tinder — мобильная платформа для знакомств, основанная в 2012 году. Она доступна более чем на 40 языках.

Для целей данного отчета люди, которые используют любую из этих семи платформ социальных сетей или приложений для обмена сообщениями, классифицируются как «пользователи социальных сетей». Ответы на каждый из этих отдельных вопросов можно найти в главной строке (ссылка), а дополнительную информацию о комбинированных мерах можно найти в Приложении B.

Приложение для обмена сообщениями WhatsApp, которое было приобретено Facebook в 2014 году, также является одной из наиболее широко используемых цифровых платформ: в среднем 47 % опрошенных заявили, что используют его. Как и в случае с Facebook, WhatsApp наиболее популярен в Иордании и Ливане, где примерно восемь из десяти или более говорят, что в настоящее время им пользуются. Приложение для обмена сообщениями наименее популярно на Филиппинах и во Вьетнаме, где им пользуется очень мало взрослых — 4 % и 2 % соответственно.

Использование других платформ, включенных в опрос, менее распространено.В среднем 20% говорят, что они используют приложение для обмена фотографиями Instagram, которое также принадлежит Facebook, в то время как 10% или меньше сообщают об использовании Twitter или приложения для обмена сообщениями и фотографиями Snapchat. Всего 4 % взрослых в этих странах говорят, что используют приложение для обмена сообщениями Viber, и не более 3 % в любой стране используют приложение для знакомств Tinder.

Но некоторые платформы более популярны в определенных странах. Например, около трети взрослых ливанцев (34%) говорят, что в настоящее время используют Instagram. Приложение для обмена сообщениями Viber наиболее популярно в Ливане и Тунисе, где им пользуется каждый пятый взрослый. А иорданцы выделяются тем, что используют приложение для обмена фотографиями Snapchat (24%).

Сравните показатели использования социальных сетей и приложений для обмена сообщениями в 11 странах мира

% взрослых, которые говорят, что в настоящее время используют…

Разрывы в использовании большинства этих сервисов также значительны: люди со средним или высшим образованием чаще их используют. Например, во Вьетнаме подавляющее большинство более образованных взрослых (85 %) используют Facebook, по сравнению с 52 % тех, у кого образование ниже среднего.

Большинство взрослых в большинстве стран используют по крайней мере одну платформу социальных сетей или приложение для обмена сообщениями, но относительно немногие используют три или более

В большинстве из 11 проанализированных стран большинство взрослых сообщили об использовании по крайней мере одной из семи социальных сетей или приложений для обмена сообщениями, включенных в этот опрос. Этот тип онлайн-активности особенно распространен в Ливане, Иордании, Колумбии и Мексике, где около трех четвертей или более используют хотя бы одну из этих услуг.

Кения и Индия — единственные страны, где большинство взрослых не используют хотя бы одну из этих социальных сетей или служб обмена сообщениями.

Хотя использование по крайней мере одной из этих платформ является обычным явлением, относительно небольшое количество взрослых (в среднем 20%) говорят, что в настоящее время они используют три или более социальных сетей или приложений для обмена сообщениями. Этот уровень использования наиболее распространен в Ливане и Иордании, где около четырех из десяти говорят, что используют три или более таких приложений (42% и 38% соответственно). Примерно трое из десяти говорят то же самое в Венесуэле (31%), Колумбии (29%) и Мексике (27%). Жители Индии (9%), Филиппин (9%) и Вьетнама (5%) меньше всего сообщают об использовании трех или более таких приложений.

Среди людей, которые используют только одну социальную сеть или приложение для обмена сообщениями, чаще всего встречаются Facebook и WhatsApp

Для взрослых, которые используют только одну из социальных сетей или приложений для обмена сообщениями, включенных в этот опрос, доминируют две службы: Facebook и WhatsApp. Пользователи одной платформы редко сообщают об использовании какой-либо из пяти других служб, включенных в опрос.

Доминирующая платформа среди этой группы людей, использующих только один сервис, зависит от страны: Facebook наиболее распространен среди пользователей одного сайта на Филиппинах, во Вьетнаме, Тунисе, Венесуэле и Кении. При этом WhatsApp наиболее распространен среди таких пользователей в Мексике, Колумбии, Иордании, ЮАР, Индии и Ливане.

Кения — единственная страна, в которой значительная доля (14 %) пользователей одного сайта использует не Facebook и WhatsApp, а что-то другое, в данном случае в основном Snapchat (8%).

Использование Интернета распространено в большинстве опрошенных стран

В этом опросе под «пользователем Интернета» понимается любой человек, который говорит, что пользуется Интернетом, использует хотя бы одну платформу социальных сетей или приложение для обмена сообщениями, а также владеет или совместно использует многофункциональный телефон или смартфон. Большинство взрослых во всех опрошенных странах, кроме Индии, являются пользователями Интернета.

Пользование Интернетом наиболее широко распространено в Иордании и Ливане, где 87 % взрослого населения в каждой стране пользуются Интернетом. Примерно восемь из десяти взрослых также пользуются Интернетом в странах Латинской Америки, таких как Мексика (81%), Колумбия (80%) и Венесуэла (77%).

В Индии самая маленькая доля интернет-пользователей среди опрошенных стран: только 38% индийцев пользуются Интернетом. Однако большинство индийцев в возрасте от 18 до 29 лет (55 %) выходят в интернет, как и большинство индийцев со средним или средним образованием (67 %).

Определение интернет-пользователя, используемое в этом отчете, направлено на то, чтобы охватить множество способов, которыми люди могут выходить в Интернет. В дополнение к прямому опросу людей, пользуются ли они Интернетом, люди также классифицируются как интернет-пользователи, если они:

  • Используйте любую из семи основных социальных сетей или служб обмена сообщениями, включенных в опрос (Facebook, WhatsApp, Twitter, Instagram, Snapchat, Viber и Tinder).
  • Используйте смартфон или обычный телефон с подключением к Интернету.

Ответы на каждый из этих отдельных вопросов можно найти в главной строке (ссылка), а дополнительную информацию о комбинированных мерах можно найти в Приложении B.

Похожие закономерности в отношении возраста и образования наблюдаются и в других 10 исследованных странах: более молодые и образованные люди чаще выходят в Интернет.

В восьми из этих стран гендерные различия в использовании Интернета либо отсутствуют (в случае Колумбии, Филиппин, Венесуэлы и Вьетнама), либо незначительны (в случае Иордании, Ливана, Мексики и Южной Африки). Эти различия наиболее заметны в Индии, Кении и Тунисе, хотя большинство мужчин и женщин в Тунисе и Кении пользуются Интернетом. В Индии интернетом пользуются 46% мужчин и всего 29% женщин. В какой-то степени эти гендерные различия в использовании Интернета совпадают с различиями в использовании смартфонов, поскольку мужчины в обеих странах чаще используют смартфоны, чем женщины.

Подробнее о том, как использование Интернета, конкретных платформ социальных сетей и приложений для обмена сообщениями зависит от возраста, пола или образования, см. в Приложении C.

Доступ к домашнему компьютеру или планшету относительно редок в большинстве стран

В большинстве участвовавших в опросе стран относительно небольшое количество людей (в среднем 34%) имеют доступ к настольному компьютеру, ноутбуку или планшету в своей семье. Исключением является Ливан, где большинство взрослых (57%) говорят, что имеют доступ к такому устройству. Как и в случае с большинством других показателей технологической подключенности, более молодые и образованные люди, как правило, чаще имеют дома доступ к компьютеру или планшету.

От 28 % (в Индии) до 52 % (в Иордании) взрослых в этих странах так или иначе пользуются Интернетом, но не имеют дома компьютера или планшета. А в среднем 27 % взрослых в этих странах говорят, что у них дома нет планшета или компьютера, но есть смартфон: от 18 % в Венесуэле до 50 % в Иордании.

Использование мобильных телефонов, микроскопов и компьютерных моделей для изучения броуновского движения

Артур Л. Одом и Клэр В. Белл

Это правда, что оказаться в нужном месте в нужное время может привести к новым научным открытиям. Липучки, кукурузные хлопья, суперклей, Большой взрыв и броуновское движение были открыты по счастливой случайности. Тем не менее, оказаться в нужном месте в нужное время недостаточно. Для открытия новых явлений требуется любознательность, творческое мышление и правильные инструменты.

В 1827 году Роберт Браун заметил, что пыльца, взвешенная в воде, беспорядочно подпрыгивает. Лишь в 1905 году Альберт Эйнштейн дал приемлемое объяснение этого явления (Кас, 1947): броуновское движение — это случайное движение частиц (например, пыльцы) в жидкости (жидкости или газе) в результате столкновений с атомами и молекулы. Движение частиц хаотично. Атомы и молекулы движутся и сталкиваются с частицами за счет тепловой энергии, определяемой температурой.

NGSS адресовано

Действия, описанные в этом документе, относятся к NGSS HS-PS3-2 (см. таблицу NGSS, стр. 51). Броуновское движение дает прямое свидетельство молекулярного движения, и его можно непосредственно наблюдать.Однако, поскольку невозможно отследить движение каждого атома или молекулы, вероятностные модели можно использовать для эффективной иллюстрации движения частиц.

Фон

Тепловая энергия броуновского движения необходима для объяснения случайного движения частиц от высокой концентрации к низкой (Вайс, 2017 г.), самопроизвольного движения растворителя через мембрану (Одом, Барроу и Ромин, 2017 г.), природа жидкостей и газов (Wiseman 1979) и движение частиц (например, белков) внутри клеток. Броуновское движение в несвязанной среде (Бресслофф, 2014) заставляет частицы случайным образом двигаться в нескольких направлениях. Окружающая тепловая энергия, подводимая к атомам и молекулам, вызывает движение.

Метаболическая энергия клетки напрямую не вызывает движение (например, частицы входят в клетку и выходят из нее); движение вызвано броуновским выпрямлением. Энергия ячейки используется для исправления броуновского движения путем установления граничных условий. Метаболическая энергия запускает установление граничных условий через вторичную, третичную и четвертичную структуры белка. Метаболическая энергия не вызывает движения напрямую; скорее, преобразование механической энергии вызвано исключительно тепловой энергией броуновского движения, что приводит к одностороннему движению частиц (Fox 1998).

Броуновское движение в классах

Модели броуновского движения были задокументированы за последние четыре десятилетия. Кнапп (1980) описал построение модели молекулярного движения с использованием шариков и ящика. Круглак (1989, 1994) сообщил об использовании телевизионных технологий для проецирования изображения капли белого клея с водой, чтобы весь класс мог наблюдать молекулярное движение. Он также обнаружил, что проецирование лазерного луча на смесь воды с шалфеем, мускатным орехом, тимьяном, специями для яблочного пирога, семенами горчицы или имбирем позволяет классу наблюдать движение молекул. Шульц (1990) случайно обнаружил, что гелий-неоновый лазер мощностью 1 мВт, проходящий через суспензию крахмала, можно использовать для проецирования молекулярного движения на стену его класса.

В этом документе представлена ​​теоретическая основа с четырьмя связанными лабораторными занятиями (Приложение A, лабораторные работы с 1 по 4), предназначенными для формирования знаний о броуновском движении. Лаборатория 1 включает прямое наблюдение за броуновским движением с помощью микроскопа и камеры мобильного телефона. Лабораторная работа 2 помогает учащимся выдвигать гипотезы и строить предварительные модели случайного движения частиц на основе опыта случайного блуждания. Лабораторная работа 3 с использованием компьютерных технологий и программного обеспечения Excel (см. «В Интернете») предоставляет возможности для сравнения нескольких моделей случайного блуждания, а лабораторная работа 4 завершает последовательность инструкций с использованием интерактивной модели броуновского движения.< /p>

Теоретическая основа: построение знаний через социальное взаимодействие

Типы знаний

Понимание броуновского движения может развиваться как декларативное, так и процедурное знание. Декларативное знание относится к «знанию ответа на вопрос», а процедурное — к «знанию, как это сделать» (Gagne 1985). У каждого типа знаний есть соответствующие типы вопросов, которые лучше всего раскрывают эти знания у учащихся.

Декларативные вопросы о знаниях требуют вспомнить конкретную информацию. Обучение исключительно с помощью учебников, лекций и запоминания, независимо от непосредственного наблюдения и переживания явлений, часто дает ограниченное декларативное знание. Это не ведет к концептуальному пониманию, ценному для научной грамотности. Однако декларативные знания, полученные в результате наблюдений, опыта и участия в научном процессе, могут привести к концептуальному пониманию.

Вопросы о процедурных знаниях требуют осмысления. Процедурные знания связаны с двумя типами вопросов: (а) описательные вопросы, которые можно использовать для выявления или описания интересных явлений, и (б) причинно-следственные вопросы, которые можно использовать, чтобы узнать, почему происходит явление. Спрашивая, почему происходит то или иное явление, мы строим гипотезы, дающие предварительные объяснения. Обучение становится более полным, когда процедурные знания используются для создания декларативных знаний (Lawson 2001).

Использование процедурных знаний для ответов на описательные вопросы

Многие описательные вопросы требуют сбора информации и данных, выходящих за рамки предложений традиционных учебников, и требуют процедурных знаний для проведения наблюдений, выводов, разработки экспериментов, контроля переменных, сбора и анализа данных, формулирования выводов и представления результатов. Описательные вопросы отлично подходят для определения и открытия важных научных явлений и являются хорошими начальными исследовательскими вопросами. Они требуют систематических наблюдений, приводящих к выводам, основанным на данных. Например, помогая учащимся наблюдать за цельным молоком, которое состоит из воды, жира, белка и минералов, они могут наблюдать хаотичное движение капель молочного жира (броуновское движение).

Конечно, это явление можно найти и в учебнике. Но чтобы поддерживать участие в научных процессах для понимания интересных явлений, описательные вопросы направляют систематические наблюдения.

Конструктивистские и социокультурные взгляды на обучение лежат в основе лабораторной деятельности, описанной ниже. Эти взгляды на обучение постулируют, что построение знаний происходит посредством рефлексивного мышления (Fosnot, 1996) и что социальное взаимодействие является неотъемлемой частью процесса обучения (Vygotsky, 1978). Кроме того, ряд знаний, которые могут быть недоступны для отдельного учащегося, могут быть доступны при поддержке сверстников и «более осведомленных других» (Выготский, 1978).

Эти лабораторные занятия особенно хорошо подходят для получения знаний с участием различных групп учащихся, поскольку они основаны на опыте, проводятся под руководством «более осведомленного другого» и поощряют рефлексивное мышление. Учащиеся вовлечены как физически, так и социально — они имеют непосредственный опыт работы с научными явлениями и участвуют в научном дискурсе, основанном на этом опыте. Визуальный и физический опыт наряду с научным дискурсом открывают возможности для формулирования объяснений и гипотез, разработки и использования моделей и участия в аргументации.

В лабораторной работе 1 начинается построение знаний о броуновском движении, когда учащиеся наблюдают за движением капель молочного жира (рис. 1). Эта лабораторная работа дает возможность испытать физическое явление и подумать о нем, прежде чем работать с моделью. Следующие вопросы и подсказки используются для направления наблюдений:

  • Что вы видите, когда исследуете цельное молоко под микроскопом? Возможное наблюдение: молоко (жир) подпрыгивает под предметным стеклом.
  • Можете ли вы увидеть, что заставляет молоко подпрыгивать? Вы видели подобные явления? Опишите движение, которое вы видите. Возможное наблюдение: ответы будут разными. Невозможно увидеть, что вызывает движение. Учащиеся могут делиться идеями и/или объяснениями и спорить, основываясь на наблюдениях и опыте, какие идеи или объяснения лучше всего представляют явление.

Дизайн эксперимента не ограничивается лабораторными условиями. Некоторые ученые используют мысленные эксперименты, основанные на научных законах и встроенных теориях. Мысленные эксперименты играют важную роль в научных исследованиях (Gendler 1998) и использовались для объяснения молекулярного движения. Например, Демон Максвелла был создан Джеймсом Клерком Максвеллом в 1867 году. Его эксперимент показал, что быстрые и медленные молекулы, движущиеся в камеру, потенциально могут нарушать второй закон термодинамики. Кроме того, Эйнштейн провел мысленный эксперимент, чтобы объяснить броуновское движение как движение свободной частицы, сталкивающейся с молекулами, что описывается плотностью вероятности.

Лаборатории 2 и 3 — это мысленные эксперименты, дополненные действиями по исследованию движения свободной частицы, описанному Эйнштейном. Во время лабораторной работы 2 учащиеся физически совершают случайную прогулку, подбрасывая монетку, чтобы определить направление своей ходьбы и записать путь ходьбы (рис. 3). Если учащиеся сравнят свое случайное блуждание с результатами других групп в классе, они обнаружат, что их результаты совершенно другие. Затем в лабораторной работе 3 электронная таблица Excel используется для многократного моделирования случайных блужданий с использованием функций Excel для случайной генерации нулей и единиц, определяющих путь (см. рис. 3 в качестве примера). В левой части рисунка 3 показано случайное блуждание из 300 шагов, представляющее броуновское движение. Справа показано случайное блуждание на 10 000 шагов.

Следующие вопросы определяют мысленные эксперименты:

  • Как схема случайного блуждания соотносится с движением частиц жира в лабораторной работе 1? Возможный ответ: Как и в случае случайного блуждания, капли молочного жира в лаборатории 1 перемещались случайным образом. Для случайного блуждания направление определялось случайно (подбрасыванием монеты).
  • Как графические данные смоделированных прогулок в Excel, одна с 300 шагами, а другая с 10 000 шагов, сравниваются с лабораторными работами 1 и 2? Возможный ответ: если линия представляла движение частицы, в обоих случаях казалось, что частица движется хаотично.

Построение предварительных моделей и формулирование гипотез

Научное моделирование является важным инструментом, помогающим учащимся понять, определить, количественно оценить, визуализировать или смоделировать научные явления на основе фактических данных и рассуждений (Treagust et al. 2002). Ему уделяется большое внимание в NGSS научная и инженерная практика и сквозные концепции (NGSS Lead States 2013). Распознавание образов и предложение, пересмотр или защита объяснительных моделей могут происходить после или одновременно со сбором и анализом данных. Модели могут включать рисунки, диаграммы, компьютеры, математические расчеты и прозу.

Используя данные, собранные в лабораторных работах 1, 2 и 3, учащихся просят сформулировать возможное объяснение броуновского движения.Например, студенты наблюдали под микроскопом капельки жира в молоке и заметили, что капли хаотично подпрыгивают. Невозможно увидеть, что вызывает неустойчивое движение капель, поэтому, когда данные наблюдений из лабораторной работы 1 объединяются с информацией из опыта случайного блуждания и моделирования (лабораторные работы 2 и 3), учащиеся получают достаточные данные для разработки правдоподобной модели. движения частиц.

Формирование гипотез — это, пожалуй, самая важная деятельность, связанная с исследованием причинных явлений. Предоставление правдоподобных объяснений явлений является высшей точкой критического мышления и решения проблем и должно быть главной целью обучения естественным наукам. Однако развитие этого навыка может быть затруднено. Исследование, управляемое описательными вопросами, может облегчить учащимся формулировку причинного вопроса. Для объяснения феномена строятся гипотезы, разрабатываются и проводятся эксперименты для проверки гипотез, определяются ожидаемые результаты и делаются выводы. Учащимся следует подчеркнуть, что гипотезы — это не «лучшие предположения», а правдоподобные объяснения, основанные на предшествующих знаниях, логике и наблюдениях.

Выводы, сделанные на основе моделей, разработанных для исследования новых гипотез, всегда следует считать предварительными. Учащихся следует поощрять к рассмотрению переменных, которые не контролировались, потенциальных смешанных переменных и потенциальных ошибок, которые могли произойти во время построения модели. Для подтверждения или опровержения предварительных гипотез могут потребоваться дополнительные исследования — процесс научных исследований бесконечен, а результаты никогда не бывают окончательными.

Модель броуновского движения

Лабораторная работа 4 представляет собой компьютерную модель, иллюстрирующую перемещение мелких частиц (атомов и молекул) и столкновение с более крупными частицами (капли молочного жира, которые затем кажутся движущимися беспорядочно), что является возможной причиной броуновского движения. Компьютерная модель позволяет пользователю скрыть атомы и молекулы, чтобы сравнить более крупные движения частиц со случайным блужданием. Тепловая энергия может регулироваться для изменения скорости частиц. Следующие описательные вопросы помогают выполнить лабораторную работу 4.

Читайте также: