) Влияние открытия Х-лучей на дальнейшее развитие физики

Это влияние можно проследить по анализу перечня лауреатов Нобелевской премии, которой отмечаются наиболее значимые достижения в науке. В тексте, которым комитет по Нобелевским премиям указывает заслуги перед наукой, у ряда лауреатов есть слова «рентгеновское излу-чение». По тексту формулировки вклада в науку награжденных можно видеть роль рентгеновского излучения для дальнейшего её развития и более глубоко исследовать вклад в науку новых лауреатов. Открытие В.К. Рентгеном в 1895 году Х-лучей принесло ему в 1901 году Нобелевскую премию. Значение работы Рентгена оказалось настолько велико, что повлекло за собой сотни новых открытий, связанных с рентгеновскими лучами. А 12 из них тоже получили Нобелевские премии – такого в истории науки пока больше не было. [3]

Первым достойным Нобелевской премии было открытие Генри Мозли. В 1913 году он установил связь линий характеристического рентгеновского излучения с атомным номером облучаемого элемента и предсказал существование трёх новых химических элементов. Работы Г. Мозли легли в основу физического обоснования Периодического закона химических элементов. К сожалению, Г. Мозли погиб 10 августа 1915 года на фронте, а Нобелевские премии присуждаются только при жизни учёных.

В 1914 году Нобелевская премия была присуждена Максу фон Лауэ за открытие дифракции рентгеновских лучей. Он сначала предсказал явление, затем экспериментально установил, а потом вывел уравнения, позволяющие по рентгеновским спектрам изучать структуру кристаллов. Это открытие способст-вовало дальнейшему развитию спектроскопии и физики твердого тела.

В 1915 году Нобелевская премия присуждена отцу и сыну Уильяму Генри и Уильяму Лоренс Брэггам, которые заложили практические основы рентгеноструктурного анализа, используя открытие Макса фон Лауэ.

В 1917 году Нобелевскую премию получил Чарлз Баркли за открытие характеристического рентгеновского излучения. Баркли продолжил работы Г. Мозли и создал предпосылки еще одного важнейшего практического применения рентгеновских лучей – рентгеноспектрального анализа, позволяющего определять химический состав вещества.

В 1922 году Нобелевская премия за разработку теории периодической системы элементов, на основе изучения закономерностей изменения рентгеновских спектров присуждена Нильсу Бору. Эта теория внесла существенный вклад в дальнейшее изучение структуры атома.

В 1924 году Нобелевская премия за исследования спектров в диапазоне рентгеновских лучей присуждается Карлу Сигбану. Его работы не только подтвердили электромагнитный характер рентгеновских лучей, но и показали, что испускание рентгеновских квантов связано с энергетическими переходами внутренних электронов в атомах. Это подтвердило теорети-ческую модель атома, разработанную Бором.

В 1927 году Нобелевскую премию получает Артур Комптон. Он открыл рассеяние рентгеновских лучей на свободных электронах вещества. Эффект Комптона сыграл важную роль в подтверждении и развитии квантовой теории.
2) Влияние открытия рентгеновских лучей на другие области науки

В 1936 году Нобелевская премия по химии за вклад в изучение сложных молекулярных структур с методом дифракции рентгеновских лучей присуждается Петеру Дебаю.

В 1946 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине получает Герман Меллер. Он обнаружил и изучил мутации, возникающие под действием рентгеновских лучей.

В 1962 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине за открытие структуры ДНК методом рентгеноструктурного анализа получают Уотсон, Крик и Уилкинс.

В 1964 году Нобелевским лауреатом по химии стала Дороти Кроуфут-Ходжкин – определила структуру белков и некоторых биологически активных соединений с помощью рентгеноструктурного анализа.

В 1979 году Нобелевская премия присуждена А.Кормаку и Г.Хаунсфилду. Они разработали метод осевой рентгеновской томографии.

В 1981 году получил Нобелевскую премию по физике Кай Сигбан (сын Карла Сигбана) за разработку рентгеновской электронной спектрометрии. Этот метод исследований сейчас широко применяется в химических исследованиях.

3) Роль рентгеновского излучения в астрономии

Астрономия – одна из древнейших наук. Длительное время единст-венным источником информации о небесных объектах был свет, то есть видимый глазом диапазон электромагнитных волн. Всеволновой астрономия стала во второй половине ХХ века. Возрастающая роль исследований в различных диапазонах привели к выделению особых отраслей астрономии, в том числе рентгеновской астрономии. Это направление астрономии дает большие возможности реализации целей обучения физике и астрономии. Перед обучаемыми можно поставить следующие вопросы исследования, сформулированные авторами Физики Космоса: маленькая энциклопедия: [4]

- История обнаружения космического рентгеновского излучения. Первые исследования, причины, вызывающие необходимость использования высотных ракет, ИСЗ и других космических аппаратов.

- Механизмы генерации рентгеновского излучения. Исследование этого вопроса требует использования знаний классической электродинамики Максвелла, внимания к различению понятий «тормозного», «магнито-тормозного» и «синхротронного» излучений. В курсе общей физики изучается эффект Комптона. Среди механизмов генерации рентгеновского излучения, рассматривается «обратный Комптон-эффект» и условия генера-ции сплошного и дискретного спектров рентгеновского излучения.

- Методы и приборы для регистрации космического рентге-новского излучения. Они опираются на два известных обучаемым явления: фотоэффект и сцинтилляции. Изучение используемого оборудования спо-собствует углублению понимания сущности физических явлений, лежащих в основе этих двух типов приборов.

- Источники космического рентгеновского излучения. Первыми были обнаружены дискретные источники излучения, затем диффузные, то есть распространенный по всему небу рентгеновский космический фон. Рентгеновская астрономия открыла новые небесные тела (рентгеновские звезды и рентгеновские галактики), поставила перед наукой ряд вопросов, которые стимулировали выдвижение гипотез, их обоснование или замену. Рентгеновские обсерватории в космосе дают новую информацию и ставят новые вопросы, относящиеся как к дискретным источникам, так и к фоновому излучению.

С самого начала открытия В.К. Рентгена была отмечена возможность использования Х-лучей для проведения исследований внутренних органов человека. Известно, например, что Мария Склодовская - Кюри в период первой мировой войны создала передвижной «радиологический автомобиль», оборудованный рентгеновской установкой. Это позволило объезжать многие полевые госпитали с целью проведения рентгеновского обследования раненых. [5] В настоящее время рентгеновская диагностика широко применяется в медицине. Рентгеновское излучение нашло также применение в лечении различного рода заболеваний. Возникло особое направление в медицине - рентгенотерапия, в котором в практике лечения применяются рентгеновские лучи, генерируемые при напряжении на рентгеновской трубке 20-60 кв (короткодистанционная рентгенотерапия) или при напряжении 180-400 кв (дистанционная рентгенотерапия). [6]

Рентгено-структурный и рентгено-спектральный анализы являются эффективными способами изучения атомной структуры и химического состава вещества, особенно в тех случаях, когда неприменимы другие физико-химические методы. Так, например, только благодаря применению рентгенографии удалось открыть структурные формулы кремнекислородных соединений, лежащих в основе силикатов.

1. 
   Загрекова Л.И., Николина В.В., Дидактика. - Москва: изд. Высшая школа, 2007. - с. 384.
   
2. 
   Каменецкий С.Е., Иванова Л.А., Методика преподавания физики в средней школе. – Москва: Просвещение, 1987. –с. 336.
   
3. 
   Валерий Яковлев. Сколько Нобелевских премий «высветили» рентгеновские лучи? shkolazhizni.ru/archive/0/n-15081/ - с. 2.
   
4. 
   Физика Космоса: маленькая энциклопедия. под ред. Р.А. Сюняева, изд. «Советская энциклопедия», - Москва. 1986. - с. 784.
   
5. 
   Кюри Е. Мария Кюри пер. с фран. Е.Ф. Корша. - Москва: изд. Атомиздат, 1967. – с. 352.
   

6. 
   Доктор физико-математических наук, профессор Д. Б. Гогоберидзе. Рентгеновские лучи в технике http://w-rabbit.narod.ru/physic/rentgen.htm - с. 4.
   
7. 
   Физический энциклопедический словарь под ред. Прохорова А.М. –Москва: изд. Советская энциклопедия. 1983. – с. 928.
   

Мақалада оқу үрдісінде қолданылатын рентгендік сәуле шығаруға байланысты ғылыми ашылымдар топтамасы қарастырылады.

УДК 372.853:002

Білім беру саласында ақпараттық технологияларды қолдану мәсе-лелерін қарастырған ғылыми еңбектерді (И.Г. Захарова, Э.И. Кузнецов, В.М. Монахов, В.И. Пугач, И.В. Роберт және т.б.) саралау жұмыстары көрсеткедей компьютерлік технологиялар арқасында, оқып-үйрену үдірісін басқару өзгеруге бейімділік танытуға ықпал ету - жоғары оқу орындарының пәндерінің мазмұны, оқытудың формалары мен әдістері жаңаша құрылым, міндет, психологиялық және педагогикалық сипатқа икемдеуді көздейді. Жалпы физиканы оқыту үдерістерінде ақпарттық технологияларды қосу білім беруді ақпараттандыру үдерісінде белгілі рөл атқарады. Жалпы физиканы оқытуда мультимедиялық дәрістер, виртуальды тәжірибелер мен студент-тердің оқу қызметінің нәтижесін уақытылы бақылау және тестілеудің компьютерлік әдістер арқылы ақпараттық технологияларды пайдалану кең орын алуда.

Қазіргі қоғамды ақпараттандыру үдерісінің басым бағыттарының бірі білімді ақпараттандыру – білім беру сферасын әдістемелік және техникалық жабдықтармен қамтамасыз ету, оқыту мен тәрбие берудің психологиялық-педагогикалық мақсаттарына негізделген заманауи технологияларды оңтай-лы пайдалану болып табылады. Бұл үдеріс төмендегі әрекеттерді іске асырады:

- білім беру жүйесін басқару механизмдерін автоматтандырылған ғылыми-педагогикалық қорларды, коммуникациялық желілерді пайдалану негізінде жетілдіру;

- қазіргі заманғы қоғамды ақпараттандыру шартында тұлғаны дамыту міндеттеріне сәйкес оқыту, тәрбиелеудің ұйымдастырылған формаларын әдістерін, сұрыптау стратегиялары мен әдістемесін жетілдіру;

- студенттердің интеллектуалдық дамуына, өз бетінше білім алу дағдыларын қалыптастыруға, ақпараттық-оқу, тәжірибелік-зерттеу әрекетте-рін іске асыруға, ақпараттарды өңдеу бойынша өзіндік жұмыстардың әртүрлілігіне бағдарланған оқытудың әдістемелік жүйелерін құру;

- студенттердің білім деңгейін бағалау мен бақылауды айқындаушы компьютерлік тестілік бағдарлама жасау әдістемесін құру және қолдану.

Жоғары оқу орындарында ақпараттық-коммуникативтік технология-ларды пайдаланудың негізгі бағыттарын төмендегідей етіп бөлуге болады:

- практикалық, семинар және дәріс сабақтарында автоматтандырылған оқу жүйесін қолдану;

- студенттер мен оқытушылардың қашықтықтан қарым-қатынас жа-сауында, жоғары оқу орындарында білім беруде ақпараттық технологияларды пайдалану;

- білім беруде ақпараттық білім ортасын мамандыққа байланысты қолдану ерекшеліктерін пайдаланып оқыту;

- психологиялық-педагогикалық зерттеулерде ақпараттық білім ортасын қолдану.

Ақпараттық-коммуникативтік технологиялардың ендірілуі болашақ мұғалімдерді кәсіби даярлаудың мазмұнын, әдісін және ұйымдастыру түрлерін сапалы өзгертуге мүмкіндік береді. Педагогикалық бағыттағы мамандарды оқыту жүйесінде ақпараттық-компьютерлік технологияны пайдаланудың мақсаты жаңа ақпараттық қоғамдағы оқып үйренушінің кәсіби даярлықтарын арттыру мүмкіндіктерін кеңейтеді. Сондай-ақ, білім беру жүйесі буындарындағы оқу үдерісін жекелеу, қарқындату мен оқытудың сапасын арттыру әрекеттерін іске асырады. И.Роберттің [3, б.13] ғылыми-зерттеу еңбектерінде жаңа ақпараттық технология құралдарын педагоги-калық мақсатта қолданудың келесі негіздері белгіленген:

1. Ақпараттық технологиялардың негізінде оқу-әрбие үдерісінің барлық деңгейін қарқындату бағытында, яғни

- оқыту үдерісі сапасы мен тиімділігін көтеру;

- танымдық іс-әрекет белсенділігін көтеру;

- пәнаралық байланыстарды тереңдету;

- қажет ақпаратты іздеу тиімділігі мен көлемін кеңейту.

2. Оқып үйренушінің жеке тұлғасын дамыту, ақпаратық қоғам жағдайындағы өмірге өзіндік дайындықтар, яғни

- түрлі ойлау қабілеттерін дамыту;

- байланыс жолдары қабылеттілігін дамыту;

- күрделі жағдайлардағы шешім нұсқаларын ұсыну;

- компьютерлік және мультимедиа технологиаларын пайдаланып, эстетикалық тәрбиелеу;

- ақпаратты өңдеу және ақпараттық мәдениетті қалыптастыру;

- жағдай немесе мәселені моделдей білуді дамыту;

- тәжірибелі-зерттеу іс-әрекетін жүзеге асыра білуді қамтамасыз ету.

3. Қоғамның әлеуметтік тапсырыстарын орындау жұмыстары, яғни

- ақпаратты сауатты тұлғаны даярлау;

- тұтынушыны компьютер құралдарымен дайындау;

- информатика аймағында кәсіптік бағдар беру жұмысын жүзеге асыру.

Қазіргі кезде ақпараттық және педагогикалық технологиялардың интег-рацисы негізгі бағыт болып оқу материалын визуалдау технолгиясында электрондық аудиовизуалды құралдарды пайдалану есептеледі. Бұл технология білім қорын ұсынушы тірек конспект, схема-конспект, сөздік-логикалық схемалар, жады картасы, әрекеттер орындаушы жедел схемалар, схемалы-таңбалы модельдерді дайындауда кеңінен пайдаланылады. Мұны танымал педагог Г.К. Селевко оқу материалының мазмұнын схема мен таңба негізінде студенттердің қызметін белсенділендіру және қарқындату тобына жатқызды. Бірақ дәріс-презентациялар үшін когнитивті графиканы пайдалану мен құру өзекті мәселе, соған қарамастан аудиторлық пәндерге ақпаратты ұйымдастыру үшін оны пайдалану жүзеге асырылмауда.

Баспа және табиғи сөзді оңтайлы пайдалану үшін презентациялық техниканы пайдалану арқылы дәріс үдерісін модификациялау қажеттігі туындайды. Ол үшін оқытушы анықтаған дәрісте немесе дәріс деңгейлерінде студент жұмыстану үшін баспа таратылым материалын пайдалану ұсынылады.

Тірек конспектісі оқу ақпараттың бәріне танымал символдар мен пиктограммаларға айналдыру үшін қажет. Олар оқылатын сабақ материалы-ның құрылымын және оны есте сақтаудың логикалық реттілігін көрсету үшін пайдаланылады. ЖОО-ы үшін жұмыс дәптері ұтымды болып табылады. Себебі ол әрбір дәрістің мәселелілігімен алдын ала танысу үшін, дәрстегі негізгі ұғымдар мен анықтамалармен танысу үшін, дәрісті синхронды конс-пектілеу үшін және асинхронды режимде оқулық материалдары бойынша дәріске қосымша қосуға арналған.
Кесте-1

Электрондық дәріс конспектісі (ЭДК) мен жұмыс дәптерін (ЖД) құрудың жалпы және жекелеген дидактикалық принциптары

Жоғарыдағы кестеде (1-кесте) көрсетілген жалпы және жекелеген дидактикалық принциптер электрондық дәріс конспектісі (ЭДК) мен таратылатын материалы пәннің жұмыс дәптері (ЖД) түрінде жобаланып және ортақ қолданылуы үшін қажет. Жалпы принциптерге дәріс дисплейінде әрі жұмыс дәптерінде де визуалды ақпарат мазмұны мен құрылымын ұйымдастыру жатады. Жекелеген принциптер ЭДК-ні оқытушы қызметіннің құралы ретінде, ал ЖД аудиторияда және өзіндік жұмыс кезіндегі студенттердің оқу-танымдық іс-әрекетін ұйымдастыру құралы ретіндегі рөл ерекшелігін ескереді. Осы дидактикалық принциптер ескеріле отырып таратылатын материалдарды қолданып дәріс-презентацияның ақпараттық-коммуникациялық модельі дайындалып, 1- суретте бейнеленген

Студенттерге дәріс уақытында және одан соңында пайдалануға берілетін таратылатын материалдарды оқытушы алдын-ала 1-кестеде көрсетілген дидактикалық принциптерге сүйеніп дайындайды. Студенттердің тыңдалған дәріс материалымен, оқулықпен, Интернет ресурсымен және электронды оқу құралымен (ЭОҚ 1-суретте) өзіндік жұмысын ынталандыру үшін келесі дәріс басында немесе практикалық сабақта жүргізілетін аралық жедел бақылаудан құралған оқу-танымдық іс-әрекетті бақылау жүйесі қажет.

Электрондық дәрісі құруда келесідей компьютерлік бағдарламалар қолданылады:

- презентация құруда Microsoft Power Point;

- анимация, демонстраци құруда Macromedia Fash 8.

Microsoft PowerPoint – Microsoft Office-тің құрамындағы, презента-циялық материалдар дайындауға арналған программа. Бұл программа компьютер экранында анимациялық көріністерді бейнелей алатын презента-циялар дайындау мүмкіндігін береді. Micrisoft PowerPoint программасында баяндама немесе дәріс т.с.с әртүрлі материалдарды оның дыбыстық және мультемедиалық мүмкіндіктерін пайдаланып жандандырып жіберуге болады.

Қазір Macromedia Flash-технологиясы ең жаңа және кең қолданылып жатқан технология болып табылады. Macromedia Flash технологиясы анимация жасаушылар үшін өте қолайлы программа, өйткені ол төмендегі сапаларға ие:

1. Жинақтылық (компьютерде тез жүктеледі) – векторлық графиканы пайдалану есебінде;

2. Интерактивтілік – пайдаланушы Flash-фильмдегі іс әрекеттерді тікелей басқара алады;

3. Мультимедиялық – фильм және Internet-ке информацияны визуал-даудың стандартты құралдары үшін қол жетпес видео, аудио эффектілер;

4. Көпсалалығы – Macromedia Flash-те қарапайым үй парақтары сияқ-ты арнаулы серверлер де (пошталық, виртуальді дүкендер) орындалуы мүмкін;

5. Қолайлылық – Macromedia Flash технологиясының негізі, компьютермен жұмыс істеудің минимальді дағдысы бар кез-келген адамға түсінікті. Сондай-ақ компьютер жадында өте аз орын алуы мен тез жүктелетіндігі Macromedia Flash пайдаланушылары үшін үлкен мүмкіндіктер туғызады.

3-сурет. Macromedia Flash программасының көмегімен

дайындалған анимация
М.Өтемісов атындағы Батыс Қазақстан мемлекеттік университетінің 5В011000 «Физика» мамандығының студенттеріне «Механика» курсы өткізілген болатын. 04103 топ студенттеріне тәжірибе ретінде «Механика» бөлімінің «Кинематика» тарауы бойынша дәріс сабақ дәріс-презентация ретінде өткізілді. Дәріс кезінде қолданылған дәріс-презентацияның мысалы келесі суреттерде бейнеленген.

4-сурет. «Механика» бөлімі бойынша «Кинематика» тарауынан кіріспе дәріс-презентацияның мысалы

5-сурет. «Механика» бөлімі бойынша дәріс-презентацияның мысалы
«Кинематика» тарауы бойынша дәріс презентация теориялық материал-дарды ықшамдауға, математикалық модельдерді айқын көрсетуге, олардың физикалық мәнін ашуға мүмкіндік береді

ХХІ ғасырда ақпараттанған қоғам қажеттілігін қанағаттандыру үшін білім беру саласында төмендегідей міндеттерді шешу көзделіп отыр: компьютерлік техниканы, интернет, компьютерлік желі, электорондық және телекомму-никациялық құралдарды, интерактивті құралдарды, электрондық оқулықтарды оқу үрдісіне тиімді пайдалану арқылы білім сапасын көтеру.[6, б. 172]

Ғылым мен техниканың даму қарқыны оқу-ағарту саласының оқыту үрдісіне жаңа технолгиялық әдістер оның ішінде ақпараттық-коммуника-тивтік технологияларды кең көлемде қолдануды қажет етіп отыр.