СИСТЕМА ФВ В ЭЛЕКТРОННОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ
Система физических величин (ФВ) в электронном представлении примечательна тем, что в ней осуществлены возможности многослойного представления всей системы ФВ и показа каждой закономерной взаимосвязи между ними с их математическим представлением. Ранее это изображалось автором на нескольких бумажных рисунках с показом только нескольких системных закономерностей и, естественно, без их математического представления.
Для визуального различения ФВ разных системных уровней, ячейки с ФВ, принадлежащие разным системным уровням окрашиваются в разные цвета. Наряду с выделением цветом ячейки с ФВ содержат информацию о дополнительных размерностных коэффициентах. Все это служит хорошим ориентиром для выделения и обнаружения в системе ее структуры (системных блоков) и закономерных размерностных взаимосвязей, существующих между ФВ.
В качестве основных компонентов в системе ФВ объективно (исходя из размерностных соотношений двух систем) обнаруживаются и выделяются два уровня общих базовых величин (кинематические и динамические ФВ) и три уровня электромагнитных величин (базовые электромагнитные, полевые и структуро-средовые ФВ).
Компьютер программно позволяет легко обнаруживать и визуализировать размерностные закономерные взаимосвязи, существующие между ФВ, в том числе, и межуровневые, если они правильно определены пользователем.
Основные возможности системы ФВ в электронном исполнении следующие. Имеются два режима ее использования. Первый режим – иллюстративный, который в различных вариантах можно использовать как учебный. Возможности этого режима следующие:
- на экран компьютера вместе с системой ФВ, имеющей возможность масштабного регулирования, вызывается список закономерностей, ранее введенных в программную базу знаний;
- производя поочередное выделение в указанном списке названия любой закономерности, можно визуально наблюдать на изображении системы ФВ выделенный параллелограмм или выделенную линию, соответствующую данной закономерности. При этом, в системных элементах, автоматически появляются ячейки с нужными ФВ, если они отсутствовали в элементах на момент выделения названия закономерности;
- на экране компьютера в дополнительном окне показывается математическая формула, соответствующая выделенной из списка закономерности;
- в экранном окне со списком физических закономерностей имеется клавиша вызова еще одного всплывающего окна с более полной информацией о выделенной закономерности.
В учебных целях можно использоваться как все, так и ограниченную часть указанных возможностей.
Второй режим использования системы ФВ в электронном исполнении - поисковый или исследовательский:
- в системе отыскиваются три или четыре ячейки с ФВ, которые соответствуют правилу «выделенного параллелограмма» или «выделенной линии»: когда при перемножении и сравнении содержимого выделенных ячеек с ФВ, расположенных на противоположных вершинах выделяемого (вначале лишь мысленно) параллелограмма, имеет место взаимное уничтожение дополнительных размерностных коэффициентов, присутствующих в ячейках с ФВ. (То же имеет место при делении и сравнении содержимого ячеек, расположенных на смежных вершинах выделенного параллелограмма);
- в случае правильного (по указанному правилу) выделения трех или четырех ячеек с ФВ, на экранном изображении системы появляется визуальное системное отображение найденной законности в виде параллелограмма или линии с точками, расположенными по центру системных ячеек с выделенными ФВ. Одновременно на экране компьютера появляется всплывающее информационное окно;
- если обнаруженная закономерность имеется в базе знаний, то указанное всплывающее окно содержит всю полную информацию об этой закономерности. В этом случае появление информационного всплывающего окна служит (наряду с появляющимся параллелограммом или линией) дополнительным сигналом о правильности системного поиска и выделения какой-либо физической закономерности. Остается лишь прочесть наименование этой закономерности и дополнительную информацию о ней;
- если в базе знаний нет информации об обнаруженной закономерности, то всплывающее окно содержит пустые разделы, в которые можно внести всю необходимую информацию об этой закономерности и затем, при желании, внести ее в базу знаний. Разделы предусматривают: название закономерности, возможное ее дополнительное описание, формульное выражение и название группы физических закономерностей к которой она (найденная) относится.
Второй режим использования системы ФВ можно применять и в учебных целях, используя поисковый режим по имеющимся в базе знаний закономерностям или искусственно удаляя их из базы знаний. Для этого в программе предусмотрено сохранение нескольких пользовательских вариантов системы ФВ. Кроме того, для удобства пользования, вся база знаний обычно разбивается на три-четыре блока содержащие ФВ и закономерности отдельных областей: механики, теплоты и излучений, электромагнетизма и квантовой механики.
В электронном варианте представления системы в низу экрана имеется информационная строка, содержащая информацию об элементе системы и ФВ, на которой оказывается курсор мышки. В дополнение к названию и буквенному обозначению ФВ, которые имеются на изображении ячейки с ФВ, здесь отражаются: обозначение системного элемента в LT- координатах, размерность ФВ в системе СИ, значение дополнительного размерностного коэффициента при ФВ и ее наименование, а также единица измерения ФВ в СИ по наименованию и условному обозначению.
Для облегчения пользования системой ФВ в режиме поиска неизвестных (пользователю или вообще) физических закономерностей, ячейки с ФВ, имеющие одинаковый набор дополнительных размерностных коэффициентов, имеют одинаковую цветовую окраску. Назначение своего особого цвета для ячеек с ФВ, принадлежащих к определенному системному уровню, хорошо иллюстрирует объективное (системно-топологическое) разделение элементов системы на группы (по их функциональному признаку) и помогает в поиске новых природных закономерностей.
Электронный вариант системы ФВ с визуализацией их основных характеристик, групп и закономерных взаимосвязей между ФВ и, при желании, с формульным представлением этих взаимосвязей, имеет потенциал хорошего учебного пособия. Система ФВ обладает: наглядностью в представлении изучаемого материала, целостностью это представления для большой совокупности ФВ, возможностью творческого участия обучаемых в поиске как известных, так и новых природных закономерностей.
Рисунки, иллюстрирующие текст настоящего сообщения, размещены на сайте
http://foto.mail.ru/bk/tchuev/1/ .
