Физикалық есептерді шығару әдістемесінің негіздері пәнінің

 

                                      

 

 

Cурет  3 -   Мәтінді   шешудің  синтетикалық  тәсілінің   сызбасы

 

     Мәтінді   шешудің  аналитикалық  тәсілінде   анықталушы  сипаттаудың  (белгісіз  заттық )  орналастырылуы  және  орнығуынан  басталады.  Және  субъект  белгілі  мәтін   сипаттаулар  жағдайында   аралық  сипаттаулар  арасындағы  сипаттаулардың  функциональдық  байланысымен  қозғалады:

Яғни  шешуші  процесі  схема  бойынша  :

    Белгісіз  анықтаушыдан  аралық  сипаттаулар  және  мәтіннің  объектер  сипаттаулар   жағдайынан  басталады. Ал синтетикалық  тісілде  қозғаыс  субъект  ойларында  қарама –қарсы  бағытта  жүреді:объекттің  белгілі  сипаттау  жолдарынан  және  олардың  соңғысының  анықталушымен  синтезделуінен.

       Мәтінді   шешудің  аналитикалық тәсілінен   тағы бір мысал  келтірейік:

      Есеп  №2,  Диаметрі  d  мыс  сымынан   жасалған  катушкадан  u кернеулі  күшпен  ток  өтеді . Мыс   сымның  немесе  проводтың   ұзындығы  қандай?

           Физикалық мәтіндік есептерді  шешудің жолдары.

      Таңдалған  шешу тәсілінің нақты мәтінді  шешу үшін таңдамалы шешу(немесе олпрдың кезектілігінің )жолдарының орындалуы қажет.Осыдан келіп мәтінді шешу жолы – бұл белгілі заттардың езектілігі.Олар таңдалған шешу тәсілімен мәтінді шешу кезінде субъектпен алынады.

      Берілген  шешу жолдарына жіктелу орындалу кезінде оқушының қабылдауының анықталған тәсілінің сипатын көрсетеді.

Құнды мәтіндерді көбіне логикалық жолмен шешеді,яғни бір  нәрсені түсіндіру ,болмаса қарастырылып отырған процесті айқындау үшін басқа  түрдегі мәтіндерді шешу кезінде  шешудің бір жолы субъекттің таңдап алынған тәсілінің орындалуының шешім кезектілігін,тұжырымын және әрекетін анықтайды.                                

       Математикалық жол:

       Математикалық  жол көбіне сандық (көбейтулер) мәтіндерді  шешуде, сонымен қатар графикалық мәтіндерді шешуде кеңінен қолданылады.Берілген мәтіннің объективтік сипатына , яғни математикалық сипатына байланысты , берілген мәтін арифметикалық , алгебралық, геометриялық немесе графикалық орындалуы мүмкін.

        Экспериментальды жол:

       Экспериментальды жол,аты айтып тұрғандай мәтінді шешу процесі кезінде физикалық  эксперимент жүргізу және анықталушы заттың санын анықтау арқылы табу болып табылады.    Бұл шешім жолы анықталушы затты анықтай тұра ,оның физикалық құрылымындағы қарастырылып отырған мәтін жағдайын анық түсіндіруге мүмкіндік береді.   Қазіргі уақытта шаруашылықтың барлық саласында сонымен қатар білім беру сферасында кең ауқымды электронды есептеуші машиналарды қолдана бастауда. Соңғысының соңғы үлгілері өз қолданушысына үлкен мүмкіндіктер береді.Программамен жабдықталған әр түрлі сипаттағы мәтіндерді шешуінің кең болуы сонымен қатар мектепте де болуы кең ауқымды мәтіндік есептерді шешуге мүмкіндік береді.Осыдан келіп біз шешудің жаңа жолын ,яғни шешудің компьютерлік жолын енгізуімізге болады.

         Мәтіндік есепті шешу үшін  тек қана сәйкес келетін шешім  жолын таңдау ғана мәтіннің  дұрыс жауабын (шешімін) анықтауға  мүмкіндік бермейді. Сондықтан да  бұл үшін берілген шешім жолын  анықтауда мәтіннің жағдайларына  сәйкес әрекеттер тізбегін жасау керек .Ол үшін мәтін сипаты және обьекттіні логикалық түрде шығарып, математикалық немесе экспериментальдық процедуралар жасау керек. Осыдан кейін таңдалған шешім жолы кейбір шешім әдістері арқылы ғана орындалуы мүмкін. Мәтіндік есепті шешу үшін тек қана сәйкес келетін шешім жолын таңдау ғана мәтіннің дұрыс жауабын(шешімін) анықтауға мүмкіндік бермейді. Сондықтан да бұл үшін берілген шешім жолын анықтауда мәтіннің жағдайларына сәйкес әрекеттер тізбегін жасау керек. Ол үшін мәтін сипаты және обьекттіні логикалық түрде шығарып, математикалық немесе экспериментальдық процедуралар жасау керек. Осыдан кейін таңдалған шешім жолы кейбір шешім әдістері арқылы ғана орындалады.

       Қазіргі  уақытта  кез-келген физикалық   мәтіндік  есептердің  жалпы қабылданған әдіс-тәсілдерімен  жолдары қабылданған. Қазіргі уақытта физиканың  жеке болімдеріндегі  мәтіндік есептерді шешудің спецификалық  әдіс- тәсілдері мен жолдары жеткілікті түрде зерттеліп , кейбір алгоритмдер  құрылып, олардың шешу жолдары көрсетілген. Мәтіндік  еептердің  нақты түріне  арналған  шешудің әдіс-тәсілдері  мен жолдарын қарастырдық. .    

 

3-4 лекция. Физикалық есептер-оқушы мен студенттің физикалық білімі құрылымының маңызды бір элементі

 

Физикадан есеп шығару —  оқу жұмысының қажетті элементі. Есептер қандай да бір нақты жағдайларда болып өтетін құбылыстарға физикалық заңдарды қолдануды талап ететін жаттығулар үшін материал береді. Сондықтан олардың оқушылардың білімін нақтылауда, жалпы заңдардың түрлі көрінісін көре білуді дарытуда үлкен маңызы бар. Мұндай нақтылаусыз білімдердің практикалық бағасы болмайды, кітап жүзінде қалады.

Есептер шығару физикалық  заңдарды тереңірек және берік меңгеруге, логикалық ойлаудың дамуына, ұғымдылық, инициативалы болуға, ерік және койылған мақсатқа жетудегі табандылыққа себі тиеді, физикаға қызығушылығын оятады, өзіндік жұмыс дағдыларын бойына сіңіруге көмектеседі және өзіндік ой қорытуда бірден-бір құрал болып табылады.

Есептер шығару процесінде кейде сабақта жаңа ұғымдар және формулалар енгізуге, оқып үйренілетін заңдылықтарды түсіндіру, жаңа материалдың мазмұнына жақындата түсуге болады.

Физикалық есептердің мазмұны  оқушылардың табиғат пен техника  жөніндегі білім шеңберін кеңейтеді. Оқушылар есептерді шығарғанда тікелей  физикадан алған білімдерін қолдану  қажеттілігімен кездеседі, теория мен практиканың байланысын тереңірек сезінеді.

Есептер шығару — қайталауды, пысықтауды және оқушылардың білімін  тексерудің маңызды құралы.

Есептің түрлері және  оларды шығару тәсілдері. Физика есептері мазмұны және дидактикалық мақсаттарына сай алуан түрлі. Оларды түрлі мазмұндағы көптеген есептер үшін неғұрлым типтік қасиеттерін бейнелейтін әр түрлі белгілеріне қарай классификациялауға болады. Әдістемелік әдебиетте осы мәселеге байланысты түрлі көзқарастар кездеседі, бұл оның жеткіліксіз зерттелгенін көрсетеді.

Бұл мәселені қарастырғанда  есептерді классификациялау, басқа  да ғылыми ұғымдар сияқты, түрлі  белгілеріне қарай — классификацияның мақсатына байланысты жүзеге асырылатынын ескеру керек. Атап айтқанда, есептер былай классификациялануы мүмкін:

• ондағы қамтылған информацияның берілу тәсілі бойынша;
• шығарудың  негізгі тәсілі — есепте қойылған сұрақтың жауабын алу бойынша;
• мазмұны және басқа белгілері бойынша.

Классификациялау мақсаты  түрліше болуы мүмкін. Егер, мысалы, есептер политехникалық білімді жүзеге асыруға, кәсіптік бағдарлауға қандай мөлшерде себі тиетінін білгіміз келсе, онда барлық есептерді мазмұны бойынша классификациялаймыз да, оқулықтар мен есептер жинағындағы барлық есептің қандай проценті өндірістік-техникалық мазмұнды, ал қандай мөлшерде абстрактілі есептер екендігін санаймыз. Кейбір жағдайларда бірқатар есептерді шығаруды жалпы тұрғыдан айқындау мақсатында немесе шешудің алгоритмін құруда есептерді шығару тәсілдері бойынша классификациялау ыңғайлы.

Есептерді онда қамтылған информация бойынша классификациялай отырып, біз есептер шартының айтылу тәсіліне басты назар аударамыз. Келтірілген классификациялардың кез келгені толық және соңына дейін жүйелі болмайды, өйткені кейде бірдей есептер классификациялау тәсіліне қарай түрліше топтарға жатқызылуы мүмкін. Сөйте тұра, методикалық мақсаттарда есептерді классификациялауды қолдану пайдалы. Есептерді классификациялаудың біріншісіне толығырақ тоқталайық.

Физикалық есептерді  айтылу тәсіліне қарай негізгі төрт түрге бөлуге болады: текстілі, эксперименттік, графиктік және сурет – есеп. Олардың әрқайсысы өз кезегінде сандық (немесе есептеу) және сапалық (немесе сұрақ-есептер) болып бөлінеді. Сонымен бірге есептің негізгі түрлерін қиындық дәрежесіне қарай оңай және қиын, жаттықтыру есептері мен творчестволық есептер және басқа типтерге бөлуге болады.

Физиканы оқу процесінде мәтіндік есептер жиірек пайдала-нылады. Бұл есептер — шартты сөзбен берілген, дәлме-дәл, әрі олардың шартында физикалық константалардан басқа барлық қажетті мәліметтері бар есептер. Шығару тәсілдеріне қарай оларды сұрақ-есептер және есептеу есептері деп бөледі.

Сұрақ-есептер — бұл  шығару кезінде қандай да бір физикалық  кұбылысты түсіндіруді (есептеуді  орыядамай) немесе белгілі бір жағдайларда  құбылыстың қалай болып өтетініне болжам жасауды қажет ететін есептер. Әдеттегіше, мұндай есептердің мазмұнында сан мәліметтер болмайды. Мысалы:

1. Су толтырылған бөтелке суға  батады.   Сынап   толтырылған   бөтелкені ішінде сынабы бар ыдысқа батырғанда, бөтелке қайтеді?
2. Электр лампысының кылы аппақ болып қызғанда,  бойымен дәл сондай ток жүріп тұрған проводтар неліктен салқын қалпында қалады?
3. Сұрақ – есептерді  шығару кезінде есептеулердің болмауы оқу-шылардың назарын физикалық мәніне аударуға мүмкіндік береді. Қойылған сұрақтарға жауаптарды негіздеу қажеттігі оқушыларды пайымдауға, физикалық заңдардың мәнін тереңірек ұғынуға үйретеді.

Сұрак – есептерді  шығару, есептің графиктік материалы  болатын жағдайларынан басқасында, әдеттегідей, ауызша орындалады. Жауаптар суреттермен де берілуі мүмкін. Мысалы, мына есепке жауап тек суретпен берілуі мүмкін: «Тығыздығы шар затының тығыздығынан екі есе артық болатын сұйықтың бетінде жүзіп жүретін шардың суретін салыңдарң.

Сұрақ-есептер мен  сурет – есептер  тығыз жалғасады. Бұларда сұраққа ауызша жауап беру немесе есепке қойылған сұраққа жауап болатын суретті салу талап етіледі. Мұндай есептерді шығару оқушылардың зейінін, бақылағыштығын және графикалық сауаттылығын дамытуға көмектеседі.

Сандық есептер —  бұл есептерде қойылған сүрактардың жауабын есептеулерсіз алуға болмайды. Мұндай есептерді шығарғанда сапалық анализ де қажет, бірақ оны процестегі қандай да бір сандық сипаттамаларды санау арқылы сапалық анализбен де толықтырады. Сандық есептер киындығына қарай жай және күрделі болып бөлінеді. Жай есептер деп күрделі емес анализ бен жай есптеулерді қажет ететін, әдетте бір – екі  амалмен шығарылатын есептер түсініледі. Мұндай есептерді шығару (азғантай мөлшерде) енді ғана оқып үйренілген заңдылықты нақтылау үшін қажет. Олардың неғұрлым оңайларын ауызша шығаруға болады.

Сандық есептерді шығару үшін түрлі: арифметикалык, алгебралық, геометриялық, графиктік тәсілдер қолданылуы мүмкін.

Есеп шығарудың арифметикалық  тәсілінде арифметикалық амалдар  қолданылады және есептеуде де шамамен  арифметикадан есеп шығарғандағыдай. Мектептер қазіргі қолданылып жүрген программаға көшкенше есептерді арифметикалық тәсілмен шығару негізінен VІ-сыныпта, кейде VІІ-сыныпта да болды. Бұл алгебраны оқып үйренуді бұрын тек VІ-сыныптың екінші жарты жылдығында бастауға байланысты еді. Мектептердің қазіргі қолданылып жүрген программаға кешуімен байланысты бұл мәселені шешу өзгерді. Қазіргі математика программасы ІІ сыныптың өзінде-ақ — әріпті белгілеулерді, ал V-сыныпта бірінші дәрежелі теңдеу ұғымын енгізуді кездейді. Бұл есептер шығаруда алгебралық тәсілді қолдануды физиканы оқып үйренудің ең бас кезінде — 7-сыныпта қолдануға қолайлы жағдайлар туғызады.

Есептерді шығарудың  алгебралық тәсілі формулалар мен теңдеулерді  қолданумен шектеледі. Геометриялык тәсілде  — геометриялық теоремалар, ал графиктік тәсілде графиктер пайдаланылады.

Текстілі есептердің қатарына абстрактілі есептерді  жатқызуға болады, бұл күнделікті өмірде бақыланған құбылыстар мен процестер  сөз болатын есептер, өндірістік – техникалык  мазмұнды есептер  және ақырында, тарихи мазмұнды есептер. Кейде текстілі есептердің ерекше тобына «кызықты есептерң делінетіндер жатқызылады.

Техникалық мазмұнды есептерді мұғалім, газеттер мен  жур-налдар, радио мен телевизия  хабарларын пайдалана отырып, өзі  кұрастыра алады. Есептерді құрастыруда ендірістік экскурсиялар материалын пайдалануға болады. Заңдардьң немесе қандай да бір өнертабыстың ашылу тарихынан алынған фактілерді пайдаланады. Олардың үлкен танымдық және тәрбиелік мағынасы бар.

Қызықты есептерде мәселенің  әдеттен тыс қойылуы өзгеше және нәтижелердің кейінгі талқылауы әдетте оқушыларды қатты қызықтырады. Көптеген қызықты есептерді Я.И.Перельманның  "Қызықты физика" кітабынан және — «Знание — сила", «Юный техник", «Квант", «Техника молодежи" т. б. журналдардан табуға болады.

Есептердегі эксперимент  түрліше пайдаланылады. Кейбір жағдайларда  демонстрациялық үстелде жүргізілген  тәжірибеден немесе оқушылардың  өздері орындаған тәжірибелерінен  есептер шығаруға қажетті мәліметтерді тауып алады. Бұл жағдайда есепті тәжірибесіз шығаруға болмайды. Екінші бір жағдайларда есептің шартында керсетілген мәліметтерге сүйеніп, есепті тәжірибесіз де шығаруға болады. Мұндай жағдайларда тәжірибені есепте айтылған құбылыстар мен процестерді иллюстрациялау үшін немесе шешудің дұрыстығын тексеру үшін пайдаланады. Бірақ, егер эксперимент тек қана есепті тексеру үшін колданылса, ондай есепті эксперименттік деп атау дұрыс болмайды.

В. И. Лукашиктің және В. А. Золотовтың есептер жинақтарындағы көптеген есептерді эксперименттік есептер ретінде қоюға болады.

Эксперименттік есептерді  шығару процесінде окушылардың бақылағыштығы  дамытылады,  приборлармен  жұмыс   істеудегі дағдылары жетілдіріледі.    Мұнда   оқушылар физикалық құбылыстар мен заңдардың мәнін тереңірек  танып біледі.      

Графиктік есептерді шығару процесінде графиктерді пайдаланады.

Мысалы: 

График қандай процесті кескіндейді?

Графиктің AB, BC, CD, DE

Бөліктері қандай құбылысты 

сипаттайды? Бақылау қандай

температурада басталған  және