Дененің тепе - теңдік шарты
Оқушыларды физика есептерін шығаруға үйрету әдістемесі
Қазіргі кезеңде оқушының ой-өрісін көтеру, шығармашылық қабілетін дамыту, алған білімін практикада қолдана білуге баулу, әртүрлі ғылыми әдебиеттерді пайдаланып өз білімін тереңдетуге үйрету мәселелеріне айрықша мән берілуде. Мемлекеттік стандартта орта білім беретін мектептерде әрбір оқушыны жеке тұлға ретінде қарастырып, олардың сұранысы мен мүддесіне сай оқыту мен тәрбиелеудің сан алуан үлгілерін қолдану қажеттігі көрсетілген.
Бұл талаптар оқыту технологиясын жаңартуды, оқушыларды өз бетінше білім алуға, өзін-өзі дамытуға және ұйымдастыруға үйретуді көздейді. Осы міндеттерді жүзеге асыруда физика пәнінің орны ерекше: физика — жаратылыстану ғылымдарының тірегі, ал оның зерттеу әдістері қазіргі заманғы ғылыми танымның негізін құрайды.
Өзекті мәселе
Қазіргі уақытта мектептегі физика пәніне бөлінген сағат саны жеткіліксіз. Соның салдарынан лабораториялық жұмыстар азаяды, есеп шығаруға уақыт жетіспейді. Осы жағдайда оқушылардың қызығушылығын және оқыту сапасын қалай арттыруға болады?
Менің ойымша, бұл тығырықтан шығудың тиімді жолы — физиканы оқыту әдістемесінің ең ұтымды тәсілдерін қолдану: берілген мағлұматтарды оқушының қысқа уақыт ішінде терең әрі жан-жақты меңгеруін қамтамасыз ету және оқытуды жандандыратын әдістерді жүйелі пайдалану.
Физика есептерін жіктеу
Физика есептерін мазмұнына, берілу шартына және шығару тәсілдеріне қарай бірнеше топқа бөлуге болады.
Мазмұны бойынша
Механика, электродинамика, оптика және басқа бөлімдерге арналған есептер.
Берілу шарты бойынша
- Сапалық: жаңа сабақ мазмұнын түсіндіруге пайдалы.
- Сандық: шамалар байланысын формулалар арқылы анықтауға қажет.
- Графиктік: ақпаратты график арқылы алу және қолдану.
- Эксперименттік: құбылысты тәжірибе арқылы түсіндіруге бағытталады.
Шығару тәсілі бойынша
Аналитикалық тәсіл: қажетті нәтиже негізгі формулалар мен сақталу заңдары арқылы дедукциялық түрде алынады.
Синтетикалық тәсіл: нәтиже есеп шартынан анықталатын шамаларға сүйеніп, жеке фактілерден индукциялық түрде ізделінеді.
Әдістемелік түйін
Қолданыстағы тәжірибеде көбіне «не істеу керек?» деген сұраққа жауап беріледі де, «қалай істеу керек?» мәселесі толық ашылмай қалады. Сондықтан есеп шығару әдістерін жетілдіру ұйымдастырушы алгоритмнің үйрету функциясын күшейтуге бағытталуы тиіс.
Оқушыға «есептен физиканы көруді» қалай үйретуге болады?
Менің ойымша, оқушы есептен физиканы көруі үшін алдымен үш мәселені жақсы меңгеруі қажет:
- 1 Физика деген не және ол нені зерттейді?
- 2 Физикалық есеп деген не және оның құрылымы қандай?
- 3 Есептің мазмұнынан физиканы қалай ажыратуға болады?
1) Физика ұғымы
Физика — жаратылыстану ғылымы. Ол физикалық құбылыстарды, денелердің физикалық қасиеттерін зерттейді және бұл білімнің практика мен техникада қолданылуын қарастырады. Мектептегі мақсат — оқушы санасында «физика» ұғымын қалыптастырып, оны меңгерту арқылы тұлғалық қасиеттерін дамыту.
2) Физикалық есеп құрылымы
Физика ұғымы есептің құрылымын анықтайды. Әдетте мұндай есепте:
- өз заңдылықтарымен жүретін бір немесе бірнеше құбылыс беріледі;
- өз қасиеттері бар бір немесе бірнеше дене қарастырылады.
Кез келген физикалық есеп — нақты құбылысқа немесе дененің қасиетіне байланысты практикалық мәселе. Сондықтан есеп шығару — теориялық білімді практикада қолданудың нақты үлгісі.
3) «Физикалық сөздерді» табу
Есептің мазмұнындағы физиканы көру — шарттағы физикалық мәні бар сөздерді тауып, оларды физикалық ұғымдар мен заңдылықтар тіліне аудару. Бұлар құбылысты, қасиетті және қолданылуды білдіретін сөздер.
Мысал: құбылысты білдіретін сөздер
«Қозғалады», «буланады», «қызады», «ұлғаяды», «сығылады» сияқты сөздер есепте белгілі заңдылықтарға бағынатын физикалық құбылыстардың жүретінін көрсетеді.
Мысал: дененің қасиетін білдіретін сөздер
«Азот», «шыны», «темір», «су» сияқты сөздер дененің қандай заттан тұратынын, яғни құрамын және қасиеттерін меңзейді.
Физикалық шарт — есептің өзегі
Алайда есепті талдау үшін тек құбылыстар мен заттарды білдіретін сөздерді білу жеткіліксіз. Құбылыстар нақты физикалық шарттарда жүреді, ал сол шарттар есептің физикалық мәнін құрайды.
Есеп шартынан үзінділер
- Жіпке ілінген дене тепе-теңдікте тұр.
- Дене бастапқыда бірқалыпты, кейін бірқалыпты үдемелі қозғалды.
- Дене белгілі бір биіктіктен еркін құлады.
- Газ изотермиялық түрде ұлғайды.
- Екі дене серпімді соқтығысады.
Осы үзінділердегі физикалық шарттар
- Дененің тепе-теңдік шарты
- Бірқалыпты және бірқалыпты үдемелі қозғалу шарттары
- Белгілі биіктіктен бастапқы жылдамдықсыз еркін құлау шарты
- Тұрақты температурада ұлғаю/сығылу шарты (изотермиялық)
- Денелердің серпімді соқтығысу шарты
Физикалық теорияда осы шарттардың дайын шешімдері мен модельдері бар. Демек, кез келген есепте оның «жасырын» шешіміне бастайтын элементтер алдын ала берілген. Мұндай шарттарды есеп шығарудың элементтері ретінде қарастыруға болады.
Күрделі есеп қалай құралады?
Күрделі есептің шешімі бірнеше қарапайым есептің шешімінен құралады. Ол мына жағдайларда байқалады:
- бір есепте бірнеше физикалық құбылыс қатар жүреді;
- бір құбылыс бірнеше денені қамтиды;
- жүйе күйлері үшін бірнеше шарт қатар қарастырылады.
Осыған байланысты «есеп элементтері» ұғымын кеңейтуге болады: оған тек шартты білдіретін сөздер ғана емес, соған эквивалентті қатынастар, сан мәнін сақтайтын физикалық шамалар және талдау барысында туындайтын байланыстар да кіреді.
Мұғалімнің міндеті
Есептің ішінде физикалық мағынасы бар сөздер мен қатынастар жиыны болады. Мұғалімнің міндеті — оқушыны соларды табуға және оларды физикалық ұғымдар мен заңдылықтар тіліне аударуға үйрету. Бұл жұмыс есеп шығару барысында үздіксіз жүргізілгенде ғана нәтижелі болады: ұйымдастырушы алгоритмнің әрбір қадамы нақты дидактикалық қызмет атқаруы тиіс.
Қолдану нәтижелері
Мотивация және білім деңгейі
Ұсынылған әдістемені қолдану оқушылардың физика пәніне қызығушылығы мен ынтасын арттырып, физикалық білімдерінің деңгейі біршама жоғарылағанын көрсетті.
Есеп шығару дағдысы
Бақылау жұмыстарының нәтижелері оқушылардың есеп шығару қабілеті шамамен 10–15%-ға артқанын көрсетті.