Физикадағы компьютерлік эксперимент

Физикадағы компьютерлік эксперимент. Физиканы оқыту процесінде эксперименттің толып жатқан түріне орын берілуі керек. Өйткені, эксперимент физикалық құбылыстардың сырын ашудың негізгі құралы. Оқушылар бақылау мен тәжірибе арқылы табиғаттағы процестердің және онда болатын өзгерістердің мәнін біледі, салыстыруға және талдап қорытындылауға қажетті фактілер жинайды. Эксперимент арқылы оқудың бірнеше жүйесінің өзара әрекеті мен байланысы іс жүзіне асырылады. Эксперимент – физикалық құбылысты тану жолы болумен қатар, жалпы дүние жүззіндегі ғылыми білімнің шынай екендігінің, адамның дүние тануының және табиғатқа ықпал жасай алатындығының дәлелі. Физикалық тәжірибені тікелей жасаған, түрлі физикалық құбылыстарды бақылаған, оның жүруіне тікелей ат салысқан оқушының күрделі физикалық құбылыстарды бақылауға, ал өзгерістерді қажетті мақсатқа сәйкес басқаруға болатынына, олардың табиғи заңға бағынатынына, ол заңдарды білу физикалық өзгерістерді адамның өмірлік іс-әрекетінде кең пайдалануына мүмкіндік туғызатына көзі жетеді. Эксперимент – оқыту процесінде теорияның өмірмен өзара байланысын іс жүзіне асыратын, білімді сенімге айналдыратын өте маңызды жол. Демек, дұрыс жасалған эксперимент пен одан шығарылған айқын қорытынды – физиканы оқыту процесінде оқушылардың дұрыс дүниетанымдық көзқарасын қалыптастырудың маңызды құралы деп есептеу керек.

-физикалық, яғни табиғи құбылыстарды танудағы бастапқы қадам;

-айтылған болжаудың, сол сияқты мұғалім айтқан немесе оқушылардың оқулықтан оқыған физикалық ғылыми ережелерінің дұрыстығын анықтаудағы бірден-бір негізгі дәлел;

-лаборатория – құрал-жабдықтарды, жеке аспаптарды қолдана білу, физикалық құбылыстарды тудыру және бір-бірінен ажырата білу жөнінде практикалық дағдыларды қалыптастырып, жетілдіре түсетін бірден-бір тиімді орын;

-эксперимент – теориялық білмді дамытудың, жетілдіре берудің және алған білімінің тиянақты болуының бірден-бір кепілі;

-эксперимент – оқушылардың білімін, іскерлігін және алған дағдыларын тексерудің әдісі;

-оқушыларға талап қоюшы; оқушылардың бақылаушылық, ізденушілік қабілетін дамытушы; білімді өз бетінше алуға, оны жетілдіре түсуге және алған білімдерін іс жүзінде қолдануға машықтаушы.

Оқушыларға физикалық құбылыстар жөнінде түсінік беру алдында, оларға эксперименттік есеп пен сұрақ ұсынуға болады. Әрине, ол сұрақтарға тек тәжірибе жүзінде жауап беріледі. Оқушылардың әлі қажетті білімі болмағандықтан бұл жерде мұғалімнің көмегі қажет, ол оқулықтағы аспап құрылысымен таныстырады, шәкірттерге тәжірибе жүргізіп, қорытынды жасатады. Кей жағдайда тәжірибе нәтижесінде алынатын мәліметтерді оқушылар алдын ала болжап айтуы мүмкін. Мұндай жағдайда, эксперимент дәлелдеу, не тексеру міндетін атқарады. Ол оқушылардың физикалық заңдарды неғұрлым тереңірек меңгеруіне, физика пәнін оқып үйренуге деген қызығуын арттыруға үлкен себеін тигізеді.

Эксперименттің негізгі төрт түрі қолданылады: 1) көрсетілмдік эксперимент; 2)лабораториялық эксперимент; 3) практикалық эксперимент; 4) аралас типті эксперимент.

Қазіргі таңда республикадағы халықтар жағдайының жақсаруы, экномиканың, жалпы өнімнің өсуі, Қазақстанды бүкіл әлем мойындауы сияқты фактілер Қазақстандағы білім беруді жаңарту керектігін көрсетіп отыр. Сол еебептен Республикамызда 12 жылдық білім беруге көшу дайындық жұмыстары жан-жақты қалануда. 11 және 12 сыныпта оқушылар таңдаған салалар бойынша бейімделеді. Осыған сәйкес мектепте физика курсын оқыту бағдарламаларына да біршама өзгертулер енгізіледі. Бұл -заман талабы. Ендігі білім беру жолдары жеке тұлғаға бағытталады және алған білім оқушының бүкіл өміріне азық болуы тиіс. Олай болса, оқушыға әр жаңа мағлұматты игерту кезінде ол көзімен көріп, қолымен ұстайтындай тәжірибелерді енгізіп, сабақты жоспарлай білу керек. Ендеше, сабақтағы тәжірибелер мен демонстрациялык эксперименттердің маңызы өте зор. Белгілі философ Ф.Бэконның тұжырымдамасы бойынша: «Оқытудың ақиқатты мақсаты білім емес, іс - әрекет». Сол ссбептен сапалы білім беру физика сабағында міндетті түрде тәжірибе мен демонстрациялық эксперименттің көмектерімен жүзеге асуы керек.

Тәжірибе - физикадағы білімнің көзі, қайнар бұлағы болып саналатындығын үнемі есте ұстау керек.

Мұғалім жаңа материалдың тақырыбын бастағаннан сол сабақты қорытындылағанға дейін үнемі тәжірибеге сүйентені жөн. Осылай жоспарланған сабақ қана оң нәтиже береді.

Қазіргі мектеп физикасы басқыштық принципке сүйеніп құрылған. Осы бағдарлама бойынша онжылдық мектепті бітірушілер физиканың барлық бөлімдерімен танысып, орта арнаулы мамандықтарды игеруге мүмкіндік алады. Әрине, оқушының портфолиосына (оқушының оку және шығармашылық жетістіктерінен, мұғалімдердің, психологтің мінездемелерінен және т.б. тұратын папка) осы пән бойынша қатысқан олимпиада жетістіктері және басқа да сайыстық жұмыстары міндетті түрде жинақталғаны дұрыс.

Физикалық эксперимент оқушылардың ойын жинақтауға, ұқыптылықка, төзімділікке, ізденушілікке, жан - жақты бақылай білуіне, сол алған білімдерін дамытуға және күнделікті өмірде дағдылану құзыреттілігін қалыптастырады.

Мысалы, айнымалы тоқ тақырыбын қорытындылауда, оқушыларды электр құралдарының негізгі кұжатында көрсетілген кейбір жайттарын қарастырып кетуге болады. Оны мынандай сұрақтармен жүзеге асырамыз:

- Неліктен айнымалы тоққа арналған құралды тұрақты тоқ желісіне жалғауға болмайды?

- Аккумуляторды айнымалы токпен зарядтауға бола ма? Неге?

- Электромагнит тұрақты тоқпен жұмыс істегені сияқты, айнымалы токпен жұмыс істей ала ма?

- Тұрмыста қолданатын тоқ айнымалы ма, әлде тұрақты ма? Оны қайдан білеміз? Осы тектес бірнеше сұрақтарды қоя отырып, оқушының айнымалы ток туралы мағлұматын тереңдетеміз және тәжірибе жасауға ынталандырамыз. Бұл тақырыпқа мынандай жай тәжірибе жасасақ та артық болмайды:

Бір жылтыр зат – қайшы, пышақ, тоқыма біз немесе тегістеліп жасалған таяқшааны алып, жанып тұрған электр шамына арқаларынды беріп, жаңаағы заты көздеріңнен 50 см қашықтыққа ұстап тұрыңдар. Содан кейін қолдарыңмен тез тербелте қозғалтып, осы заттан шағылған сәулені бақылаңдар.

Егер осы жағдайда біркелкі жарқырайтын жолақ байқалса, онда шам арқылы өтетін тоқ тұрақты тоқ. Ал егер жолақ алмасып отыратын ақ және қара бөліктерге бөлінсе, онда желідегі тоқ айнымалы тоқ. Осылайша, тез қозғалатын жалтыраған затты бақылау заттың әр түрлі жағдайында әр түрлі моменттегі жарықталынуның өзгеруін аңғаруға мүмкіндік береді.

Электр тоғына тән қасиеттің бірі - оның маңайында магнит өрісінің болуы. Магнит өрісінің бағыты токтың бағытына байланысты. Тоқ өткізетін сым бойымен айнымалы тоқ өткен кезде, соған сәйкес, магнит күш сызықтарьның бағыты өзгереді. Егер темір стерженьді изоляцияланған сыммен орап, ол сым арқылы айнымалы тоқ жіберсек, полюстері ток жиілігіне сәйкес өзгеріп отыратын электромагнит шығады. Осындай электромагнит темір сынықтарын өзіне тарта ала ма? Оны оқушыларға тәжірибе жасап тексеріп көрсетіп, оның темір сынықтарын тарта алатынына көз жеткізуге болады. Бұл үшін тоқты аз вольтті трансформатордан алады, оның кернеуі 8-12 вольт болсын. Электромагнитке тартылған якорь (темір сынығы) біраз дірілдегенімен, түсіп қалмайды. Бойымен тоқ жүретін катушканың жұмсақ темірді ішіне қарай тартуына негізделген электр өлшегіш құралдар да (амперметрлер жоне вольтметрлер) бар. Олар тұрақты тоқка да, айнымалы тоққа да бірдей жарайды. Физикалық құралдарды айнымалы тоққа ма, әлде тұрақты тоққа арналып жасалғанын негізінде айырықша белгілерінен айыруы болады. Бірақ дәлдігі жоғары топқа жататын физикалық құралдарды тұрақты тоқтың шкаласы айнымалы тоқтың шкаласы толық сәйкес келмейді. Бұл жағдайда «~» немесе «-» белгісі олардың қандай тоққа арналғандығын көрсетеді.

Катушка арқылы айнымалы тоқтың өтуі. Оқушыларға үй жағдайында ең ынғайлысы, тәжірибені картон немесе ағаш каркаска изоляцияланған сым (0,5 0,8 мм) оралған 400-500 орамы бар катушкамен жасаған дұрыс. Катушкаға темір сымнан құрастырылып жасалған темір өзекше енгізу керек: Бұл жағдайда тоқ қуаты кішкентай төмендеткіш трансформатордан алынады. Ол желідегі 220 немесе 127 В кернеуді 2,4,6, т.с.с, 24 вольтке дейінгі төмен вольтты кернеуге төмендете алады (36 волътке дейінгі кернеу «аз кернеуге» жататынын және ол эксперимент жасауға қауіпті болмайтынын ескерте кету керек). Оқушылардың өздері дайындаған катушканы тізбектей аз вольтты 6—12 В шаммен қосады. Трансформатордан алынатын кернеу шамның құжатында көрсетілген кернеуден аз болуы керек. Шам бәсең жанса тәжірибе кезіндегі оның жарықтылығының тербелісі жақсырақ байқалады.

Егер тәжірибе мектепте үйірме жұмысында немесе қызықты физика кештерінде жасалса, онда мұғалімнің басшылығы мен үлкен аудитория үшін жасауға болады. Бұл жағдайда мектептің физика кабинетінде болатын трансфюрматор жасауға қолданылатын бөлшектерді пайдалануға болады.

Кейбір жағдайда айнымалы тоққа арналған құралдарды сондай кернеудегі тұрақты тоққа қосса, өте күшті тоқтың әсеріиен физикалық құрал жанып кетеді.

Бейінделген мектептерде осы тақырыпты өткенде мағлұматты тереңдетіп, кейбір заттардың электр тоғын өткізу қабылеттерін қарастыруға болады. Мысалға, шынының электр тоғын өткізуін зерттейміз. Оған мынандай тәжірибе көрсетіп, сұраққа жауап беруге болады.

Оқушыларға әуелі, «шыны электр тоғын өткізе ме?» деп сұрақ қойылады. Сұраққа жауап тәжірибемен беріледі.

Тәжірибе жасау үшіп, суретте корсетілгендей, диаметрі 3-4 мм болатын шыны түтіктің немссе таяқшаның кішкене кесіндісін алъш, оны суретте көрсетілгендей етіп, арасынан 10 мм шамасында ашық орын қалдырып, сырты тазартылған мыс сыммен бірнеше қайтара ораймыз.

Қолға ұстауға ыңғайлы және кауіпсіз болуы үшін таяқшаның бір ұшынан 10 сантиметрдей жерін бос қалдырамыз. Дайын болған құралды 60-100 ваттық шаммен тізбектей жалғап, оны жарық желісіне қосамыз. Әрине шыныдан тоқ өтпейді, сондықтан да шам жанбайды. Енді өткізгіштердің арасындағы шыны түтікті спирт шамының жалыына үстап қыздырамыз. Біраз уақыттан кейін тутік қызарады да, электр шамы біртіндеп жана бастайды. Енді спиртовканы алып тастаймыз. Оған қарамастан электр шамы жанып тұра береді, ал шыны ең ақыры аяғында балқып кетіп тізбек үзілгенге дейін бірте-бірте күшейе береді. Мұндай тәжірибені түсіндіру де оңай емес. Осы тәжірибе арқылы шынының бұл өткізгіштігі металдардың өткізгіштігі сияқты емес екендігін ғана көрсете аламыз. Шынының электр өткізгіштігі сұйықтардың (электролиттердің) электр өткізгіштігі сияқты. Осы тәжірибедегі болған процесс электролиз құбылыстарымен байланысты.

Қорыта келгенде, ғалымдар да білімді, заңдылықтарды осы тәжірибеге сүйеніп дәлелдейді. Бірақ ғалымдар тәжірибесінің біздің қүнделікті тәжірибемізден айырмашылығы бар - ғалымдар тәжірибені алдын ала ойлап, белгілі бір мақсатпен жасайды. Бұдан мектепте физикалык тәжірибелер жасағанда мақсатсыз жасайды деп ұғуға болмайды. Оқушыларға физикалық тәжірибелер туралы айтқанда осы тәжірибелерді жасау үшін арнаулы кұрылғылар қажет болатынына назар аудару керек.

Қайткенде де білім берудің оң нәтижелерін көрсете отырып, оқушылардың физика сабағына деген ықылассыздығын, кертартпалық ұмтылысын жоюға тиіспіз.

Мұғалімдер корпусы өз ісінің шеберлері, жоғарғы кәсіп иелері бұл. мәселені дұрыс түсінеді және нарықтық талаптарға сай дұрыс шешім қабылдап келеді.

1. 
   Каталогтарды, файлдарды құру (создать), ашу (открыть), атын өзгерту;
   
2. 
   Компьютер дискілері немесе бір дискі каталогтары арасында файлдарды тасмалдау, көшірмесін жасау және өшіру;
   
3. 
   Қажет каталогқа немесе файлға жету мақсатында файлдық құрылым бойынша жылжу;
   

Кез келген ОС кем дегенде 3 бөліктен тұрады:

1. Ядро – командалық интерпретатор, ол ОС командаларын машина кодтарына айналдырады.

2. Драйверлер – құрылғыларды басқаратын программалар.

3. Интерфейс – тұтынушыны компьютермен сұхбаттастыратын ыңғайлы орта.

Графикалық интерфейс – шағын суреттермен көмкерілген көзге жылы орта.

ОС түрлері

Атқаратын жұмыстарына қарай екіге бөлінеді:

1. Біртапсырмалы (однозадачная) - DOS

2. Көптапсырмалы (многозадачная) - Windows

Тұтынушы санына қарай екіге бөлінеді:

1. Біртұтынушылы (однопользовательский) - DOS

2. Көптұтынушылы (многопользовательский) - Windows

Разрядтылығына қарай:

1. 16-разрядты (DOS, Windows 3.1)

2. 32-разрядты (Windows 98/ME)

Операциялық жүйелер: (Windows; Novell NetWare; Unix).
Өзін өзі бақылау сұрақтары:

1. 
   Есептеу техникасының даму тарихы.
   
2. 
   Эксперименттік тапсырмалар, оларды орындау.
   
3. 
   Физикалық эксперименттің түрлері, міндеттері.
   

Жоспар:

1. 
   Операциялық жүйе
   
2. 
   ОЖ эволюциясы
   
3. 
   Пайдаланушы интерфейсі
   
4. 
   Файл түсінігі
   
5. 
   Операциялық жүйенің файлдық құрылымы
   

Жүйелік және қызметтік программалар көп болғандықтан оларды бір пакетке жинап, операциялық жүйе деп атаған. Сонымен операциялық жүйе – жүйелік және қызметтік құралдар комплексі. ОЖ-нің негізгі функциялары:

1. 
   Пайдаланушы мен компьютердің программалық-аппараттық құралдарының арасында интерфейс орнату;
   
2. 
   Аппараттық қамсыздандыру мен программалық қамсыздандыру арасындағы интерфейс орнату;
   
3. 
   Программалық қамсыздандырудың әртүрінің арасында интерфейс орнату.
   

Ескерту, командалар жұмысы кезінде жедел жадыда міндетті түрде командалық процессор және ОЖ базалық модулі болуы тиіс. Сондықтан ОЖ файлдарын жедел жадыға бір уақытта жүктемелеу қажеттілігі жоқ. Құрылғылар драйвері мен утилиттер ЖСҚ-ға керек болған жағдайда ғана жүктемеленеді. Бұның арқасында жүйелік программалық қамтамаға бөлінетін жедел жадының міндетті көлемін қысқартуға болады.

• 
  каталогтардың иерархиялық құрылымына негізделген иілгіш файлдық жүйелердің жұмысы және құрылуы;
  
• 
  компьютер құрылымының модулдік принциптік қолдану әртүрлі сыртқы құрылымының көптеген санына әкеп тіреледі (принтерлер, плот­терлер, модемдер және т.б.);
  
• 
  пайдаланушының ыңғайлы интерфейсі.
  

.com, .exe – орындалуға дайын программалар;

.bat – командалық файлдар (Batch);

.pas – Паскаль тіліндегі программалар;

.for – Фортран тіліндегі программалар;

.c – Си тіліндегі программалар;

.asm – Ассемблер тіліндегі программалар.

Операциялық жүйе дегеніміз тұтынұшы мен диалог құратын, компьютерді және оның ресурстарын басқаруды қамтамасыз ететін, әр түрлі қолданбалы программаларды орнататын программа.

Операциялық жүйенің негізгі командамалары:

DIR (Directory) – каталогтар мен файлдардың толық аттарының, көлемінің және құрылған уақыты мен мерзімінің тізімін береді;

MD (MakeDirectory) - ағымдағы каталог ішінен жаңа каталог ашу мүмкіндігін береді;

CD (ChangeDirectory) – бір каталогтан екінші каталогқа көшу, яғни ағымдағы каталогты өзгерту командасы;

RD (RemoveDirectory) – ішінде файлдары жоқ бос каталогті жою командасы;

COPY CON – мәтіндік файл құру;

COPY – файлдарды көшіру командасы;

REN (ReName) – файлдардың аттарын өзгерту командасы;

DEL (Delete) – ағымдағы каталогтан белгігі бір файлды немесе файлдар тобын өшіру командасы;

TYPE – ішінде мәтін жазылған файлдарды экранға шығарып, мәтінді оқұ мүмкіндігін беретін команда;

CLS – экранды тазалау мүмкіндігін беретін команда;

DATE – ағымдағы ай, күн және жыл мерзімін экранға шығару және оны өзгерту командасы;

TIME – ағымдағы уақытты экранға шығару және өзгерту командасы;