Дәріс №4. Тақырып: Физикалық оқу экспериментінің міндеттері мен жүйесі

Дәріс мазмұны:

Физика - эксперименттік ғылым. Сондықтан, физикадан өткізілетін оқу эксперименті оқушылардың физика бойынша алатын білімдерінің көзі және физикалық құбылыстарды зерттеудің әдісі, физика сабақтарындағы басты көрнекілік болып табылады.

Арнаулы приборлардың жәрдемімен физикалық процестерді демонстрацияланап көрсету және оқушылардың өздерінің істеп, зерттеп, бақылауы физикалық оқу эксперименті деп аталады. Ол физиканы оқытудағы ең негізгі көрнекі құрал болып саналады, себебі оны пайдаланудың нәтижесінде физикалық ұғымдар (үдеу, өріс, жарық дисперсиясы) қалыптастырылады, құбылыстар арасындағы өзара байланыстар (күш пен масса, ток күші мен кедергі, жылудың механикалық эквиваленті) тағайындалады, физикалық заңдар (Ньютон, Ом заңдары) тексеріледі.

Физикалық оқу экспериментіні оқушыларды ұқыптылыққа, төзімділікке, қиыншылықты жеңе білуге, ізденушілікке, бақылай білу ебдейлігін дамытуға, политехникалық дағдыларын қалыптастыруға күшті әсер ететіндей тәрбиелік маңызы да зор.

Ұйымдастыру формасына қарай физикадағы оқу экспериментінің жүйесі мынадай 6 түрден құрылады:

1) демонстрациялық эксперимент;

2) лабораториялық эксперимент;

3) физикалық практикум;

4) кластан және мектептен тыс жүргізілетін эксперимент;

5) эксперименттік есептер шығару;

6) қолдан физикалық құралдар мен көрме құралдар жасау.

Оқыту нәтижесi елеулi дәрежеде эксперименттiң оқу материалымен қаншалықты қисынды және тығыз байланысты екендiгiне, оқу экспериментiнiң әр түрлерiнiң өзара қалай байланысты екендiгiне, ең негiзгiсi қандай да болмасын тәжiрибенiң оқу материалын баяндау жүйесiнiң қаншалықты дәл енгiзiлiп отырғандығына байланысты.

1. Демонстрациялық тәжiрибелер. Физикалық эксперименттердiң iшiнен демонстрациялық эксперименттер, эксперименттiк есептер ме виртуальды эксперименттер өте қысқа уақытқа лайықталып жасалған. Сондықтан әр түрлi оқыту мiндеттерiн шешу мақсатында, сабақта мұғалiм, қалаған кезеңдерiнде пайдалануына болады. Олар: жаңа тақырыпты түсiндiру кезiнде, мұғалiм түсiндiрмесiн иллюстрациялауда, оқу материалын қайталауда, жаңа тақырыпты бекiткенде, практикалық дағдыларын қалыптастыруда, т.б. жағдайда қолдануына болады. Ал, зертханалық жұмыстар мен физикалық практикумдар толық бiр сағатқа негiзделген.

2. Зертханалық жұмыстар – оқушыларды жан-жақты етiп тәрбиелейтiн оқытудың әртүрлi формаларының ең маңыздысы.

Орта мектепте физикадан жүргiзiлетiн зертханалық сабақтарды жаппай (фронтальды) өткiзу әдiсiнiң көптеген аса маңызды пайдалы жақтары бар. Бұл әдiс алдымен оқушылардың зертханалық жұмыстарын физика курсымен тығыз байланыстыруға мүмкiндiк бередi. Зертханалық жұмыстар курстың әр тарауын оқуға кiрiспе ретiнде, не мұғалiмнiң сабақты көрнектi түрде түсiндiруiне, немесе өткен материалды қайталау және қорыту ретiнде өткiзiлуi мүмкiн.

Тәжiрибе, оқыту процесiнде дағдылануды бiлiм алудан бөлуге, ажыратуға болмайтындығын көрсетедi. Дағды бiлiм алумен бiрге бiрте-бiрте пайда болады. Сондықтан оқушыларды басынан бастап дұрыс дағдыландырудың зор маңызы бар, себебiдұрыс дағдыландырмау, iстен жақсы нәтиже шығаруға көп кедергi жасайды және ол кейiн де көптеген қиыншылықтармен түзетiледi.

Жаппай орындалатын зертханалық жұмыс кезiнде, сабақта толығымен бүкiл сынып ұжымды түрде жұмыс iстеуi арқылы және мұғалiмнiң үнемi бақылап отыруы арқылы өткiзiледi. Мұндай жағдайда қандай бомасын қателiк тез байқалып, не мұғалiмнiң нұсқауынша немесе жақсы оқитын оқушыға елiктеу арқылы тез түзетiледi.

Зертханалық жұмыстарды орындауға әр жұмыс үшiн бiр сабақ көзделген, яғни 45 мниутқа деп есептелген. Зертханалық жұмыстарды жүргiзуде топтап оқыту әдiсi қолданылады. Мысалы, сыныпта 24 оқушы бар болса, оларды зертханадағы аспап санына байланысты әр топқа, 2-4 аралығында, бөлуге болады. Сонда 2 баладан 12 топ, 3 баладан 8 топ не 4 баладан 6 топ құруға боады.

3. Физикалық практикум. Фронтальды зертханалық жұмыстардан басқа, үлкен бiр тарауды өткеннен кейiн не физиканың жылдық курсын аяқтағаннан кейiн жүргiзiлетiн зертханалық жұмыстардың басқа бiр түрi бар. Ол қайталау практикумы немесе физикалық практикум деп аталады. Мұндай практикумның мақсатына негiзiнен мыналар кiредi: оқушыларды өз беттерiмен жұмыс iстеуге көбiрек үйрету, бұрын алған практикалық дағдыларын дамытып тереңдете түсу, техникада және күнделiктi тұрмыста кездесетiн неғұрлым күрделi құралдармен таныстыру, т.с.с.

Физикалық практикумның құрал-жабдықтарына мынадай талаптарды қойған жөн. Алдымен мектептiк физикалық экстерименттiң құрал-жабдықтарының жалпы талаптарынан шықпау керек. Бұдан басқа келесi жағдайларды ескеру қажет:

а) Барлық құралдар олардың бөлшектерiн оқып бiлуге қолайлы болуы қажет. Мысалы, тоқ көзi, жоғары жиiлiктi генератор, күшейткiштер, т.б.

ә) Құрал-жабдықтар алдын-ала жиналған жеке құрылғылардан тұрмай, үлкен емес құралдар, блоктардың, қосымша детальдардың жиынтығынан тұратын болуы керек. Бұл жердегi басты мақсат - оқушы дайын құрылғыны меңгеру емес, берiлген бөлшектер арқылы өз бетiмен құрылғыны құрастыра алуына жағдай жасау.

б) Құралдар жиынтығының құрамына кiретiн приборлар физика сабағында оқытылған ұстанымдар негiзiнде болуы қажет.

в) Физикалық шамаларды анықтауда, екi әдiс қолданылатын жұмыстарда, жеке құралдар мүмкiндiгiнше тиiмдi пайданылуы керек.

4. Эксперименттiк есептер. Эксперименттiк есептерге тәжiрибесiз немесе өлшеусiз шығаруға болмайтын есептер жатады. Эксперименттiк есептердi шығарудың басты мақсаты оқушылардың аспаптарды танып, олармен жұмыс жасай алуы, сонымен бiрге баланың өлшеу икемдiлiгiн қалыптастыра отырып, оның бақылау қабiлетiн дамыту болып табылады. Олар құбылыстың түпкi мазмұнын өте терең ұғынып, жасаған тәжiрибелерiнен белгiлi бiр гипотеза жасап, немесе ой қорытып, оны практикада тексеруге машықтанады. Эксперименттiк есептердi жүйелi шығару барысында оқушылар физикалық есептердi эксперимент әдiсiмен шығаруға да дағдыланады.

Оқушыларға физика пәнiнен берiлетiн бiлiм мазмұнын тереңдетуге эксперименттiк есептердiң орны бөлек. Эксперименттiк есептер шығару – оқушының бақылаулар жүргiзуде, физикалық аспаптарды пайдалану ережелерiн сақтауға, күрделi емес қондырғыларды құрастыруға, шкала бөлектерiнiң құнын және аспаптардың өлшеу шегiн анықтауға, т.б. үйретедi.

Эксперименттiк есептер мақсаты мен мазмұнына және шығару кезiндегi, эксперименттiк, алатын орыны бойынша келесi топтарға бөлiнедi:

1. Экспериментсiз сұраққа жауап беруге болмайтын есептер.

2. Есептi шығаруға жағдай туғызу үшiн пайдаланылатын эксперимент.

3. Есепте орын алатын құбылысты иллюстрациялау үшiн қолданылатын эксперимент.

4. Есептiң жауабының дұрыстығын тексеру үшiн пайдаланылатын эксперимент.

Эксперименттiк есептердi шығару, алдымен мақсат қоюдан (бiрнеше нұсқада) басталады, кейiн есептiң берiлгенiн қысқаша жазу, гипотезаны құрып, оны тексеру жолын жоспарлау қажет. Соңында алынған жоспар түрлi құралдармен (логикалық, математикалық, эксперименттiк) iске асырылады. Алынған нәтиже тәжiрибе арқылы тексерiледi. Бiз бұл оқулықта 8-сыныпқа арналған эксперименттiк есептер жинағын ұсынып отырмыз.

5. Үйде жасалатын эксперименттiк тапсырма. Физиканы оқыту әдiстемесiн жетiлдiру жолдарының бiрi, оқушылардың үйде жасайтын өлшеу жұмыстарының сан - алуан түрлерiн дамытуымен тығыз байланысты болып келедi.

Оқушылардың үйде жасайтын эксперименттерiн дамыту, сонымен қатар физика курсының алдында тұрған мiндеттердiң бiрi – оқушылардыңөлшеу приборларын және зертханалық құрал – жабдықтарды дұрыс пайдалануы. Ол маңызды практикалық өлшеу машықтарымен қаруландыру мiндетiн – неғұрлым сәттi шешуге мүмкiндiк бередi.

Үйдегi эксперименттiк жұмыстарды негiзгi үш түрге бөлуге болады:

1. Оқушылар үй тұрмысында қолданылатын нәрселердi және ең керектi материалдарды пайдаланып жасайтын жұмыстар.

2. Оқушылар өз қолдарымен жасалған приборларды байқап көретiн жұмыстар.

3. Өндiрiс орындары шығарған өлшеу приборларымен орындалатын жұмыстар.

Жұмыстың бiрiншi түрiн ұйымдастыру мейлiнше қарапайым. Алайда жұмыстың қалған екi түрi әлдеқайда бағалырақ.

Оқушылардың үйде қарапайым физикалық приборлар мен көрнектi құралдарының болуы өте – мөте пайдалы. 7-8- сыныптардағы әр оқушының үйiндегi “үй зертханасында” масштаб сызғыш, мензурка, воронка, таразы, ұсақ кiр тастар, динамометр, магнит, темiр үгiндiлерi, жалғағыш өткiзгiштер (сымдар), резеңке және шыны түтiктер, басқа да қажеттi материалдардың болуы жеткiлiктi. Бұған қоса магнит және конструкторлық арнаулы құрал-жабдықтар болса, үй жұмысы нәтижелi орындалар едi.

Физикалық эксперименттiң басқа түрлерi мен салыстырғанда, үй эксперименттерi маңызды артықшылыққа ие, өйткенi мұнда жұмыстың барлық кезеңдерiн орындағанда да оқушылар өздерiнiң дербес iс – қимылын барынша толық ашып көрсете алады. Бұл жағдай өлшеу машықтарын қалыптастырудың бiрқатар мәселелерiн шешудегi үйде жасалатын өлшеу жұмыстарының құнын ерекше арттыра түседi.

Үйдегi эксперименттiк жұмыстар оқушылардың оқылған физикалық заңдарға сәйкес көрiнiстердi қоршаған ортадан аңғаруына жәрдемдеседi, сонымен бiрге байқағыштық пен зердесiнiң жетiлуiн, өлшеу машықтарының қалыптасуын жақсартады.

6. Виртуальды физикалық эксперимент. Қазiргi кезеңде ғылыми-техникалық прогресстi жеделдетудiң ең маңызды шарттарының бiрi – адам қарекетiнiң барша саласында жетiлдiрiлген әмбебап есептеу техникаларын қолдану басым болып отыр. Қазақстан оқулығының физика және астрономия болып екi пәндi бiрiктiрiп жасалуыныңда мәнi бар. Зерттеу нәтижелерi көрсеткенiндей, орта мектептерде астрономия пәнiн оқытуда жеткiлiктi көңiл бөлiнбейтiндiгi белгiлi. Сонымен қатар, соңғы кезде физика пәнi мектептегi еңқиын пәндер қатарына қосылып, одан берiлетiн бiлiмнiңсапасы мүлдем төмендеп кеттi. Сондықтан оқушылардыңжоғарыда аталған пәндерге деген қызығушылығын ояту үшiн физика мен астрономия пәндерi бiрiктiрiлiп, оларға ортақ эксперименттiк жүйе – “физикалық эксперимент” жалпы атаумен берiлдi. Шындығында да жылулық, электрлiк, электрмагниттiк және жарық құбылыстарына байланысты эксперименттiк жүйесi физика пәнiне де, астрономия пәнiне де ортақ жүйе болып табылады.