Жоо-да жəне мектепте физикалық практикумды ұйымдастыру жəне өткізу əдістері
Орта мектептегі геометриялық оптика бөлімінен зертханалық жұмыстар
жүктеу/скачать 181.13 Kb.
|
| Орта мектептегі геометриялық оптика бөлімінен зертханалық жұмыстар.
Физика пəні бойынша іргелі дайындық жалпы білім берудің басым бағыттарының бірі болып табылады. Іргелі физикалық білім берудің негізгі нəтижесі — оқушылардың теориялық ойлау қабілетін дамыту. Физика пəні көпшілік жағдайда абстрактылы материалдарға ие болатындықтан, оның мазмұнының элементтерін меңгертуде физикалық теория ең қиын теориялардың бірі болып табылады. Сондықтан физиканы жеткілікті жоғары теориялық деңгейде оқытуда кедергі туғызады. Пəнді оқыту кезінде теориялық материалдардың практикалық қолданысын анық жіктеп көрсету қажет. Шынайы физикалық процестер мен құбылыстардың теориялық модельдерін құру физикалық теорияның практикалық қолданысын аясын анықтауды талап етеді. Оқушылар физикалық теорияны меңгеру кезінде тек негізгі теориялық концепцияларын оқып-үйренумен бірге, олардың негізінде құрылған теориялық модельдермен танысып, олардың қолдану облысын білулері қажет. Модельдерді дəстүрлі оқыту кезінде оқушылардың бар назары субъективті қиындыққа ие болатын математикалық аппаратқа аударылады. Бұл кезде зерттелінетін модельдің реті тек ойша экспериментте елестетіледі. Бұл елес мұғалім жағынан бақылауға келмейді. Ойша экспериментті орындау кезінде оқушыларда материалдық іс-əрекеттілікке тірегі болмайды. Сондықтан модельді оқып-үйрену əрекеттілігі жарты жолда үзіліп, оқушыларда теориялық концепцияларымен аяқталған өзара байланысы түзілмейді. Теориялық модельдерді толық түрде оқытып-үйрету үшін ойша эксперименттің дағдыларын жəне онымен байланысты болатын физикалық процестер мен құбылыстардың түсініктерін қалыптастыру қажет. Нақты жағдайда теорияда сипатталынатын идеалды шарттарды келтіруге болмайды, сондықтан əрқашанда бұл ойша эксперименттің дағдыларын қалыптастыру үшін тірек бола алмайды. Ойша экспериментке үйрету мен сыртқы материалмен əрекеттілікте жүретін жəне оны басқаруға болатын тек жалғыз мүмкіндік компьютерлік модель болып табылады [1]. Қазіргі кезде көптеген ТМД елдері мен шетелде физика бойынша компьютерлік зертханалық жұмыстарды өңдеумен айналысады (Мəскеу, Санкт-Петербург, Тверь, Томск, Shoder қоры жəне т.б.). Компьютерлік зертханалық жұмыстардың қазіргі заманғы өңдеулерінің талдауы оларды екі топқа жіктеуге мүмкіндік берді: реалды физикалық экспериментті қайта жаңғыртуға бағытталған жұмыстар — В.В.Ларионов, В.В.Монахов, Д.В.Пичугин, С.К.Стафеев жəне т.б. жəне физикалық теориялық модельдерді зерттеуге бағытталған жұмыстар (компьютерлік модельдейтін зертханалық жұмыстар) — A.A.Бессонов, Е.И.Бутиков, С.М.Козел, В А.Стародубцев [2]. Бұл жуықтауға арналған жұмыстарда жобалау жүргізуде ешқандай айырмашылық байқалмайды, бірақ мұны орынды деп есептеуге болмайды, себебі мұндай жұмыстар табиғаты əр түрлі болатын (реалды жəне идеалды) объектілерді зерттеуге бағытталған. Теориялық модельдерді зерттеуге бағытталған компьютерлік зертханалық жұмыстарды орындау кезінде (сонымен қатар реалды физикалық экспериментті қайта жаңғыратын компьютерлік жұмыстарды орындау кезінде де) негіз ретінде заттай экспериментті өткізу əдістемесі алынады. Теориялық материалды толық ұғыну үшін жұмысқа рұқсат алу шарты қажетті болып табылады. Нəтижесінде компьютерде модельденетін зертханалық жұмыстың орындалуы оқылған теорияға сипаттама болып табылады. Əрине, егер де теорияны компьютерлік модельсіз жеткілікті жақсы оқып-үйренген болса, онда жұмысты компьютерде орындаудан үлкен нəтижені күтуге болмайды. Сондықтан компьютерлік зертханалық жұмыстардың төмен тиімділігі баспада əлденеше рет сыналған (A.A.Гладун, О.Н.Крохин, А.Н.Мансуров). Физикада теориялық модельдерді түсінуге бағытталған компьютерлік зертханалық жұмыстардың тиімділігін арттыру үшін жобалаудың арнайы педагогикалық концепциясын өңдеп шығару қажет. Бұл концепция модельді зерттеу процесінде теориялық материалды біртіндеп ұғынуға, сыртқы материалды іс-əрекеттілікте ойша эксперименттің орындау дағдыларын қалыптастыру мүмкіндіктерін береді. Бұл концепция компьютерлік зертханалық жұмыстарға бұрын қолданылмаған, жəне де ол материалға тізбектеп (сатылап) тереңдету концепциясы болып табылады [3] Танымдық белсенділік дəрежесі бойынша компьютерлік жұмыстар заттай зертханалық жұмыстардан айтарлықтай қалып отырады, себебі теориялық модельдерді оқытып-үйреткен кезде оқушылардың іс-əрекеттілігі əдетте модель параметрлері туралы ақпаратты тіркеуден құрылады, жəне де мұнда бұл параметрлер бастапқы шарттар өзгерген кезде дайын түрде беріледі. Оқушылардың компьютерлік зертханалық жұмыстардан алатын нəтижелерін жетілдіру мынадай түрде іске асырылуы мүмкін. Жүйенің бастапқы параметрлерін өзгерткеннен кейін, ешқандай мəліметтер дайын түрде берілмей, оның орнына виртуалды құралдардың жиынтығы берілсін, оның көмегімен қажетті ақпаратты алуға болады. Оқушылардың іс-əрекеттілігі бұл жағдайда материалды эксперименттегідей белсенді-ізденушілік болады. Қазіргі кезде білім беру мазмұнында келесідей қарама-қайшылық байқалуда. Оған ғылыми зерттеулерді модельдеу рөлінің артуы жəне бұл таным тəсілдің орта білім беруде жеткілікті толық емес қолданысы арасындағы қарама-қайшылықтарды жатқызуға болады. Сондықтан орта мектепте физика курсын оқытуда физикалық құбылыстар мен процестердің теориялық модельдерін зерттеу бойынша компьютерлік зертханалық жұмыстардың тиімділігін арттыру мəселесі туып отыр. Ғылымда компьютерлік эксперимент шын модельдерді қолданатын физикалық процестерді үлгілеу болып табылады. Басқа жағынан, компьютерлік экспериментті реал жағдайда іске асырыла алмайтын, зерттелінетін жүйе параметрлерінің экстремалды мəндеріне жете алмайтын жағдайда жүргізуге болады. Сондықтан есептеуіш эксперимент қатты дене физикасында, плазма, беттік құбылыстар, фазалық ауысулар мен тағы басқалар физикада кең қолданылады. Машиналық мультипликация «киноны» басқара алатындай етіп жасайды: модельдеу əдістері əр түрлі параметрлері кезінде физикалық процестердің бейнесін көруге мүмкіндік береді, мұнда оқушыларда параметрлер мəндерін өз бетімен өзгерте алу мүмкіндігі пайда болды. Сонымен, бұл тек демонстрациялық тəжірибені ғана емес, белсенді орындалатын, көрнекі «экспериментті» құруға да мүмкіндік берді. Мұндай экспериментті компьютерлік зертханалық жұмыс деп атауға болады. Компьютерлік зертханалық жұмыс есептеуіш эксперимент немесе реал эксперименттің имитациясы болып табылады, ол оқушының белсенді іс-əрекеттілігін талап етеді. Компьютерлік зертханалық эксперимент физиканы оқытудағы бар əдістемелерге қосымша жаңа əдістеме болып табылады. Компьютерлік зертханалық жұмыстар оқушыларды неге үйретеді? Жауап қандай жұмыс орындалғандығына тəуелді: зерттелінетін физикалық процесс модельденетін компьютерлік эксперимент немесе реал экспериментті имитациялауға мүмкіндік беретіндей болу керек. Ал соңғысының рөлі шектелген болып табылады. Егер аналогиялы «реал» жұмыс бар болса, онда компьютерлік имитация тек реал жұмысты орындаудың алдында жаттықтырушы ретінде пайдаланған жөн. Ол оқушыларға ешқандай жаңа білімді бермейді. Компьютерлік жұмыстың шығармашылығы əдеттегі заттай зертханалық жұмыстағыдан азырақ болып табылмайды. Материалды жұмыста оқушылар «реал» экспериментпен қарым-қатынаста болады, ал «виртуалды» жұмыста олар құбылыстың моделімен жұмыс істейді. Компьютерлік жұмысты орындау кезіндегі өз бетімен жұмыс дəрежесі реал жұмысты орындаудағыдан артық болуы мүмкін, себебі қауіпсіздік техникасы мен эксперименттік қондырғыны істен шығаруымен ешқандай шектеулер болмайды. Компьютерлік зертханалық жұмыстар барысында «оқушының зерттеушілермен жасалған бағытта немесе оның өзі жасаған виртуалды құрылғысында «тəжірибе» жасап, талап етілетін шамаларды өлшеп, содан соң жауаптың компьютерлік тексеруден өтуі» виртуалды ақпараттық-оқыту зертханалары білім берудің басқа да жолдарымен кешенді түрде пайдаланылуының типтік үлгісі болып табылады. Компьютерлік зертханалардың негізгі құндылығы оның мазмұндылығында жатыр. Тамаша навигация, бояу түстері, жылдам жүктелуі мен виртуалды тəжірибелердің сенімділігі білім алу мен игерудің қосымша элементтері ғана болып табылады. Компьютерлік зертханалар «бос үстел» секілді, оған оқушылар арнайы құралдардың көмегімен зертханалық объектілерін жасай алады, оларды бір-біріне қатысты қажетті түрде орналастырады, объектілер арасында байланыстар орнатып, олардың бастапқы мəнін қояды. Негізінен виртуалды зертханалар бір зертханалық модуль негізінде əр түрлі интерактивті модельдер жасауға мүмкіндік береді. Компьютерлік зертханалық жұмыс физикалық эксперименттің барлық талаптарын қанағаттандырады, бірақ нақты аспаптарды ұстап көруге мүмкіндік бермейді. Компьютерлік зертханалық жұмыстарды физиканың дамуында маңызды роль алған тарихи эксперименттерді демонстрациялау үшін қолдануға болады. Сонымен қатар оларды қашықтықта оқытуда қолдануға болады. Компьютерлік зертханалық жұмыстарды нақты физикалық эксперимент мүмкін болмаған жағдайда қолданады. Мысалы, физиканың дамуында маңызды роль атқаратын ойша экспериментті нақтылауда қолдануға болады. Егер беретін материал өте қиын жəне оны оқыту кезінде көптеген көрнекілік қажет болса, компьютерлік зертханалық жұмыстарды қолдануға болады. Компьютерлік зертханалық жұмыстардың көрнекілігі өте жоғары болады. Компьютерлік экспериментті оқыту, қорытындылай «виртуалдық» құрамын оқыту физикалық объектілердің модельдеу əдісінің көмегімен жүргізіледі. Компьютерлік эксперимент жоғары демонстрациялық көрнекілікке ие, сондықтан ол «көзге көрінбейтін нəрселерді көруге», заттың құрылымын түсінуге мүмкіндік береді, бұл кезде шынайы эксперименттің дидактикалық белгілердің көпшілігі сақталады. Оқушылар үшін жылдам орындалады, олардың оқытылуы эксперименттің негізгі дағдыларын меңгеруге көмектеседі. Геометриялық оптика тақырыптарын оқыту кезінде сабақтарда компьютерлік зертханалық сабақтардың мүмкіншіліктерін қарастырайық. Жарық құбылыстары тақырыбына сəйкесті «Жинағыш линзаның қасиеттерін оқып-үйрену», «Жарықтың сыну заңдарын оқып-үйрену», «Жинағыш линзада кескіндер құру», «Шашыратқыш линзада үшбұрыштың кескінін алу», «Ферманың ең аз уақыт принципі», «Жазық параллель пластинада сəулелердің жүрісі» компьютерлік зертханалық сабақтарға əдістемелік нұсқаулар ұсынылады. «Жинағыш линзаның қасиеттерін оқып-үйрену» атты компьютерлік зертханалық жұмыстың əдістемелік нұсқаулары «Лабораторные работы по физике» компьютерлік эксперимент жинағын пайдаланып, жасалынды [4]. Қалған бес компьютерлік зертханалық жұмыстар «Физика в школе и дома» Интернет сайтындағы «Виртуальный практикум по физике» бөліміндегі П.М.Анухин авторының оптика бойынша интерактивтік модельдері қолданылды [5]. Геометриялық оптика бойынша компьютерлік зертханалық жұмыстардың өңделген əдістемелік нұсқауларында зертханалық жұмыстың мақсаты, қысқаша теория, жұмыстың орындау реті, тапсырмалар, бақылау сұрақтар берілген. жүктеу/скачать 181.13 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|