Физика есептерінің маңызы және классификациясы

Физика есептерін шығарудың тәсілдері мен әдістемесі.

1. Физика есептерінің маңызы және классификациясы.

Есеп шығару – оқу үрдісінің бөліп алуға болмайтын бір бөлігі болып табылады, себебі ол оқушыларға физикалық ұғымдарды қалыптастыруда, физикалық құбылыстарды игертуде, олардың ойлау қабілетін дамытуда септігі мол. Есептер шығаруды мынадай жағдайларда қолданады:

- мәселелік жағдайлар туғызғанда;

- жаңа мәлімет беруде;

- практикалық іскерлік пен дағдыларды қалыптастыруда;

- оқушылардың білімін (нақтылығын, тереңдігін) тексеруде;

- оқушылардың алған білімін бекітуде, материалды қайталауда;

- техникалық құралдардың жұмыс істеу принциптерін түсіндіруде;

- оқушылардың шығармашылық қабілеттерін жетілдіруде және т.б.

Есептерді шығарудың басты шарты – оқушылардың бойында физикалық заңдылықтар жайында білім қорының болуы, физикалық шамаларды дұрыс түсінуі, сондай-ақ оларды өлшеу тәсілі мен өлшем бірлігін білуі болып табылады. Есептерді шығарудың міндетті шартына оқушылардың математикалық дайындығы да жатады.

Есептерді шығару физикалық құбылыстарды бақылауды және эксперименттерді жүргізуді қажет ететін белсенді танымдық үрдіс. Эксперимент пен бақылау есептердің шартын анықтауға, жетіспейтін мәліметтерді алуға, шамалар арасындағы байланыстылықты тағайындауға мүмкіндік береді. Мұндай мақсаттарға суреттердің, графиктердің де септігі бар. Есептерді шығару ойлау үрдісі болғандықтан – бұл талдау мен салыстыру үрдісі.

Есеп шартын талдау – есепте берілген құбылыстың жалпы суреттемесін көзге елестетуге мүмкіндік береді, осының салдарынан қарастырылып отырған есепте қандай жағдайлар маңызды, қандай мәліметтер арасында байланыс орнату керектігі анықталады. Берілген құбылысты түсіну үшін есеп шартына байланысты кейбір мәселелерді қысқартуға болады. Мысалы, механикада көбіне үйкеліс, геометриялық оптикада «жұқа» линзаның қалыңдығы ескерілмейді және т.с.с.

Оқушыларда есеп шығару дағдысын қалыптастыруда есептің шартын жазу техникасына қойылатын талаптың маңызы зор. Есеп шығару үрдісі күрделі, оны мынадай кезеңдерге бөлуге болады:

1) есептің берілгенін оқып, жаңа терминдердің, қиын ұғымдардың мағынасын түсіну;

2) есептің шартын қысқаша жазу, суреті болса салу;

3) есепті талдау, берілген есепте қарастырылатын физикалық процестер мен заңдылықтарды түсіну, физикалық шамалардың арасындағы тәуелділіктерді қарастыру, физикалық мағынасына көңіл аудару;

4) есеп шығарудың жоспарын құру (тәжірибе жасау), есепке керекті тұрақтыларды және кестелік мәндерді жазу;

5) физикалық шамаларды СИ жүйесінде жазу;

6) ізделініп отырған физикалық шамамен берілген шамалардың арасындағы заңдылықты тауып, оны жазу;

7) теңдеулерді құру және оларды шешу;

8) ізделініп отырған шаманы есептеу;

9) алынған жауапты талдау.

Физикада есептерді көптеген белгілері бойынша классификациялайды (10 сурет) : мазмұнына, қойылуына, сұрақты зеттеу тереңдігіне, шығару тәсіліне, қиындық дәрежесіне байланысты және т.б.

Мазмұны бойынша ең алдымен есептерді оның физикалық материалына байланысты ажыратады. Мысалы: механика, молекулалық физика, электродинамика т. б. Есептің бұлай ажыратылуы шартты нәрсе, көбінесе есептер физиканың бірнеше бөлімдерін қамтиды. Техника, өндірістік, ауылшаруашылық, транспорт және байланыс жайындағы материалдарды қамтитын есептерді политехникалық мазмұнды есептер деп атайды.

10- сурет

Сұрақтарды зерттеу әдісіне және сипатына байланысты есептерді сапалық және есептеу (сандық) есептері деп ажыратады. Сапалық есептер деп есепті шығару барысында физикалық шамалардың арасында тек сапалық тәуелділігі ғана тағайындалатын есептерді айтады. Заң бойынша мұндай есептерді шығару барысында есептеулер жүргізбейді. Кейде есептің мұндай түрін әдістемелік әдебиеттерде сұрақ –есептер, логикалық есептер, сапалық сұрақтар деп атайды. Сандық есептер деп есепті шығару барысында физикалық шаманың арасындағы сандық тәуелділік тағайындалатын есептерді айтады.

Шығарылу тәсілдеріне байланысты есептерді ауызша, экспериментті, есептеу және графикалық есептер деп ажыратады. Бұлай ажыратудың өзі шартты түрде ғана, өйткені есепті шығару кезінде көбінесе бірнеше тәсілді қолданады.

Сапалық есептерді әдетте меңгерілген материалды бекіту құралы ретінде қолданады. Мектеп физика курсының көптеген тақырыптары үшін сапалық есептер негізгі бөлім болып табылады. Есептің мұндай түрі қарастырылған мәселенің физикалық мәнін қалай меңгергенін қысқа уақытта анықтауға мүмкіндік береді. Сапалық есептерді логикалық ой қорыту негізінде шешеді. Сапалық есептерді шығаруда талдау мен салыстыру (анализ және синтез) өзара тығыз байланыста болады, оларды кейде бір-бірінен ажырату мүмкін емес.

2. Физика есептерін шығарудың тәсілдері мен әдістемесі.

Физикалық есептерді шығару тәсілдерінің мынадай түрлері кездеседі:

Сапалық есептерді шығарудың схемасы мынадай:

Есептердің шартын оқу, оның шартындағы барлық терминдерді анықтау (мағынасын түсіну);

Есептің шартын талдау, физикалық құбылысты анықтау, түсіну;

Талдаудың аналитика-синтетикалық тізбегін құру;

Алынған жауапты оның физикалық мағынасымен түсіндіру.

Сапалық есептерді шығару әдістеріне қарай оларды екі негізгі топқа ажыратамыз:

1.Қарапайым сапалық есептер: оларды шешу бір физикалық заңдылыққа негізделеді, мұнда ой-қорыту тізбегі қарапайым.

2.Күрделі сапалық есептер: бұл бірнеше қарапайым есептердің комбинациясы немесе жиынтығы болып келеді. Оларды шешуде біршама күрделі ой-қорыту тізбегін құруға тура келеді және бірнеше физикалық заңдылықтар талданады.

Мысалы сұрақ есептерін қарастырайық:

Бұл есептегі басты мәселе инерция құбылысы болып табылады. Сондықтан бұл есепті шешуде ой қорыту тізбегі инерция құбылысын сипаттайтын физикалық заң негізінде құрылады. Қарастырылған жағдайда бұл - Ньютонның бірінші - иерция заңы. Есепті шығару барысында оқушылар заңның негізгі тұжырымдамасын еске түсіреді. Инерция заңын есепке қолдана отырып, мынадай қорытынды жасайды: сүрінген кезде адамның алға қарай құлау себебі қандай да бір кедергінің салдарынан сүрінген аяғы тоқтайды, ал дененің басқа бөлігі инерция бойынша алға қарай қозғалуын жалғастырады. Сұрақ есептерде физикалық формулалармен өрнектелетін әртүрлі тәуелділіктер де қолданылуы мүмкін.

Алдымен физикалық мәнін талдайық. Есепте қысым жайында сұралып тұр. Қысым – қысым күшінің модулінің ауданға қатынасымен анықталады. Р=F/S. Ендеше қысым қысым күші сияқты ауданға да тәуелді. Сондықтан, біріншіден дәл сол ауданға түсіретін қысым күшін екі есе арттырып қысымды екі есе арттыру. Мұны мынадай тәсілмен жүзеге асыруға болады. Адам қолына өз салмағына тең қосымша жүк алып тұруы керек.

Сондай-ақ сапалық есептер график түрінде де берілуі мүмкін. Мұнда зерттеу объектісі физикалық шамалардың графиктік тәуелділігі болып табылады. Кейбір жағдайларда есептің шарты гафикпен берілуі, ал кейбірінде есептің шарты бойынша график тұрғызылуы мүмкін.

Есептерді шығаруда қолданылатын математикалық амалдарға байланысты алгебралық, геометриялық, тригонометриялық және графиктік тәсілдерге ажыратады.

Физикалық есептерді алгебралық тәілмен шығаруды қарастырайық. Физика есептерін бұл тәсілмен шығаруда формулаларды пайдаланады, оларды құрады және алгебралық теңдеулерді шешеді. Алгебралық тәсілді қолданудың қарапайым жағдайы – есепті дайын формула бойынша шығару. Күрделірек есептерді шығаруда бірнеше формулаларды немесе теңдеулер жүйесін қолданып шығарады. Қарапайым есепті алгебралық әдіспен шығарудың мысалын қарастырайық (дайын формула бойынша).

Мысалы: Ұзындығы 1 км көлденең қимасының ауданы 10 мыс өткізгіштің кедергісін анықта.

Бер:	Талдауы:	Шешуі: