Елементи Ньютонівської Космології В Освіті Учнів Фізико-Математичного Профілю Навчання

Abstract

Базисом сучасної космології є загальна теорія відносності, математичний апарат якої єдоволі складним. Виникає проблема викладення елементів сучасної космології у прийнятному длясприймання учнями вигляді. З одного боку це викладення повинно відповідати математичному апарату, наданому і засвоєному в школі, з іншого – формувати відповідний пізнавально-дослідницький компонент фізико-математичної освіти. На засадах ньютонівської теорії та космологічного принципу запропоновано методику побудови та викладу елементів теоріїкосмологічних моделей еволюції Всесвіту учням старших класів профільного рівня навчання узагальноосвітній середній школі. Використовуються якісні методи класичної механіки на простійматематичній основі. Математичний апарат складають елементарні алгебраїчні операції іперетворення. Виведення і дослідження, що пропонуються, відповідають фізичному іматематичному рівню знань учнів старших класів профільного рівня навчання. Пропонуєтьсяелементарне виведення рівнянь сферично-симетричних моделей у космології на простій основіньютонівської механіки. Детально аналізується космологічний принцип і обґрунтовуєтьсякоректність використання ньютонівського підходу. Будуються рівняння еволюції космологічноїньютонівської моделі та вивчаються закони збереження, розмір і вік Всесвіту. Подано якіснедослідження сферично-симетричної пилової космологічної моделі. Практичне значеннядослідження полягає у розширенні можливостей формування пізнавального компонентупідготовки учнів старших класів профільного рівня навчання з фізики. Викладення матеріалу затемою «Елементи космології» за таким підходом стає наочнішим, сприяє кращому усвідомленнюучнями основ космології, таких базових понять як космологічний принцип, радіус та вік Всесвіту, критична густина Всесвіту, типи еволюції Всесвіту. Даний підхід може бути використаний устарших класах профільної середньої школи, гуртковій роботі та на факультативних заняттях зфізики та астрономії. при вивченні елементів теорії космологічних моделей і розглядунайпростіших наслідків їхньої реалізації. Підвищуються також педагогічна майстерність йметодичні можливості викладача.