Эксперементтік есептер шығару әдістемесі

 

Білімді игерудің  нәтижелігі таным процесіне адамның ә түрлі сезім мүшелерінің іске қосылуы және нақты заттар мен құбылыстарға бетпе-бет келгенде оны сезіну, көре білу және қабылдау арқылы артады. Бұл жағдайда физикалық эксперементтің маңызы зор.

     Физика сабақтарында оқушылардың эксперементтік жұмыс дағдасын, шығармашалақ қабілетін дамыту тұлғысын арттыруға болады.

     Қабілеттілік дегеніміз дамудың нәтижесі болғандықтан, оның туа бітуі мүмкін емес. Оқушы қабілеті дегеніміз, оның педагогикалық ықпал аясындағы білім алу әрекеті. Жеке тұлғаны дамыту, оқыту оның  шығармашылық қабілетінің дамуына әсер етеді. Әрбір оқушы оқу материалын шығармашылық деңгейде игере алады, яғни шығармашалық қабілетін дамытады. Бұл үшін оның шығармашылық ойын дамыту негізінде оқуға, яғни өздігінен білім алуға үйрету қажет. Сондықтан, ең алдымен оқушы даяр білімді мұғалімнің түсіндіруімен алатын дәстүрлі оқыту практикасынан бас тарту керек. Бізде әлі күнге мектепте сабақтаға белсенді бірде-бір тұлға – оқу материалын түсіндіруші мұғалім, ал оқушының рөлі тыңдаумен, оқумен және оны білімді тексеру кезінде қайта айтып берумен шектеледі. Шығармашылық үрдістегі басты мәселе – есептің шартынан оның шешіміне барар жолдағы логикалық алшақтықты түйсік арқылы жеңу. Толғандыратын мәселе (есеп, зертханалық жұмыс, эксперементтік тапсырма, т.б.) оны толық билеп, күші мен назары соған ауады. Адам басқа жұмыстармен шұғылданса да, оның сана түкпірінде осы мәселенің шешімі қарастырылып жатады. Оның ұзақтығы шығармашылық қызметтің тәжірибесіне байланысты. Бастапқыда оқушы есепті бір апта немесе одан да көп уақытта шығаруы мүмкін. Ол оның сана түкпірінде жүреді. Ол есепті міндетті түрде шығарады, тек ешкімнен көмек сұрамауы маңызды. Шығарамшылық қызметтен тәжірибе жинақталған сайын есеп бұрынғыдан да тез шығарылатын болады. Шығармашылық қабілеттерін арттырудаэксперементтік тапсырмаларды үйге берудің маңызы ерекше. Эксперементті жүргізудің дидактикалық құрылымы төмендегідей болуы мүмкін: демонстрациялық тәжірибелер, фронтальды зертханалық жұмыстар, физикалық практикум, үй жағдайындағы тәжірибелер.

     Мұғалімнің үйге эксперементтік тапсырмалар беруі сирек кездеседі. Дегенмен, оқу процесінде дәл осы тәсілді қолданудың ерекше маңыздылығы, біріншіден, үй жұмысының формасын түрлендіреде (кітапты оқыту, есеп шығару), екінші оқушының алдына тек қана өздігінен эксперементтік тәжірибе жасау арқылы ғана шешілетін мәселені қояды.

     Үй тапсырмасына эксперементтік тапсырмалар беру оқушының мынадай қабілеттерін және шеберліктерін дамытады.

     Интеллектуалдық (салыстыру қабілеті, негізгіні ажыраты білу, зерттеу, эксперемент нәтижелерін жазу және қорытындылау).

     Пәндік (теорияны практикамен ұштастыру шеберлігі, физикалық білімдерін құбылыстарға анализ жасауға қолдану, көптеген үй аспаптары мен құралдарының жұмыс істеу принципін түсіндіру).

     Ұйымдастыру-танымдық (құрал-жабдықтардың функционалдық міндеттерін анықтай білу, техникалық құрылғылармен жұмыс істегенде техника қауыпсіздігі мен пайдалану ережелерін сақтау).

     Еңбек ету (қол құралдарымен жұмыс істеуді үйрену дағдысы, ұсталық, т.б.).

     Физикалық эксперементтік тапсырмаларды үйге беру осы пәнге ерекше қызығушылықты тудырады. Өйткені мұндай жергілікті табиғи және тұрмыстық (техникалық) жағдайлар ескеріледі. Үйге берілетін эксперементтік тапсырмалар жүйесі құрылған. Бұл жүйе төмендегідей бірқатар мәселелерді шешуге бағытталған:

-         Тәжірибелерді физикалық тұрғыдан қарастыру;

-         Физикалық шамаларды өлшеу арқылы физикалық заңдар мен заңдылықтардағы функционалдық тәуелділікті анықтау;

-         Физикалық процестерді тұрмыстық техника көмегімен басқару мүмкіндігін түсіндіі (тігін машинасындағы реостаттың және потенциометр – дыбыс реттегіштің телевизордағы, магнитофондағы, радиоқабылдағыштағы міндетін анықтау);

-         Тұрмысқа қажетті техникалық құрылғылардың параметрлерін өлшеу және есептеулер жүргізу (элекр құрылғыларының – үтіктің, электрплитасының қуатын электр энергиясын есептегіш пен секундтық тілі бар сағат арқылы анықтау және оны осы құралдың құжаттық көрсеткіштерімен салыстыру; егер олар сәйкес келмесе себептерін түсіндіру);

-         Техникалық білімдерін күнделікті еңбек тәжірибесінде қолдану (май қабатымен жабылған суда картоп тезірек піседі. Мұны тәжірибе тексеріп, құбылысты түсіндіру керек).

Физикалық құбылыстардың негізін ұғыну, түсініктерді, теорины игеру процессі әр оқушыда бірдей жүрмейді. Оқыған материалды біреулер тез игереді, енді біреулеріне ой қорытуына және есіне сақтауына көп уақыт қажет. Үйде оқушылар әрқайсысы өз қарқынымен жұмыс істейді. Үй тапсырмасы дұрыс ұйымдастырылса сабақ кезіндегі алған білімдерін бекітуге және тереңдетуге көмектеседі.

Үйге берілген бақылаулар мен тәжірибелердідің қорытындылары, есептердің шешімі, шығармашылық тапсырмалардың орындалуы оқушылардың үй жұмыстарына арналған дәптерлеріне жазылады. Үй жұмысының қорытындылары туралы мәліметтер жазу оқушыларды өз ойын сауатты және қысқаша жеткізуге үйретеді. Сонымен қатар жазу мәдениеті, яғни белгілі жүйе, нақтылық және реттілік қалыптасады. Үйдегі тәжірибелерді және бақылауларды баяндау оқушыға көргенін терең ойлауға, негізгіні ажырата білуге үйретеді.

Эксперементтік есептерді шешу тәсілдері оларды шешудегі эксперементтік жұмыстың қойылуына тәуелді. Мысалы, есепті шешу үшін барлық тексеру қажет болса, онда есептің шешуін нұсқауларға сәйкес жазады.

Эксперементтік есептердің басқа түрлерінде есепті шешу және баяндау қажет болады. Егер есепті шешу үшін қажетті шамалар тәжірибе нәтижесінде алынса, онда эксперементті қою және өлшеу лер жүргізу маңызды.

Есеп түріндегі эксперементтік тапсырмаларды шешу және жазу келесі элементтерден тұрады: есептің қойылуы, шарттарды анализдеу, өлшеулер жүргізу, есептеулер, тәжірибеден тексеру.

Мысалы көрсетейік.

Есептің қойылуы. Керекті құрал-жабдықтар: тік бұрышты қаңылтыр банка, таразы, масштабты сызғыш, суы бар ыдыс, құм. Банканың вертикаль қалыпта суда жүзуі үшін ішіне құм салады. Банканың суға батқандағы тереңдігін анықтау керек.

Берілген есептің шартын сурет салып, астына сұрағын қою арқылы жазса да болады. Сосын анализ жасайды, есепті шешу үшін қандай өлшеулер жүргізі керектігін анықтайды.

Талдау. Банкаға әсер ететін ауырлық күші және астынан әсер ететін кері итеруші күш теңескенше банка суға бата береді. Бұл жағдайда F_a=P. Бірақ Архимед күші денемен итерілген сұйқтық салмағына тең болғандықтан,  F_a=9,8Н/кг*p*V, мұндағы V- Банканың батқан бөлігінің көлемі, p – судың тығыздығы. Батқан бөлігінің көлемі табан ауданы мен бату тереңдігінің көбейтіндісіне тең. F_a=9,8Н/кг*p*h*S. Осыдан h=F/9,8Н/кг*p*h*S (1.) (1) формуладағы құмы бар банканың салмағын білу керек. Судың тығыздығы мен банканың табаның ауданы білу керек.

Өлшеулер. Динамометрмен салмағын, ұзындығы мен енін сызғышпен өлшейміз. Ауданын анықтаймыз. S=I*a. р_су=1 r/см³.

Есептеулер. Тығыздықтың салмақтың және ауданның мәндерін формулаға қойып, бату тереңдігінің биіктігін (һ) анықтайды.

Тәжірибелік тексеру. Банканың вертикаль қабырғасына түсті сызықпен бату тереңдігін белгілейді. Тәжірибе көрсеткедей, табылған мәнімен есептелген биіктіктің мәні сәйкес келеді.

Эксперементтік есептерде тәжірибені қажет болғанда ғана қояды, кейбір есептерді фронтальды тәжірибе қойылуы мүмкін.

Мысалы:

Сызғыштың көмегімен судың стакан түбіне түсіретін қысымын өлшеу.

Электр лампасының тұтынған тогының қуатын анықтау.

Тақырыбы және орындалу тәртібі фронтальдық зертханалық жұмыстарға (пара-пар) сәйкес келетін, басқаша айтқанда, мақсаты және қойылуы бірдей, орындау реті және эксперементте алынған нәтижені сараптау тәсілі ұқсас, эксперементтік тапсырмаларға мысалдар келтірейік.

            7-сынып

1.     Медицмналық шприцтің, балалардың сүт ішетін бөтелкесінің, градусниктің бөлік құнын және өлшеу шегін анықта.

2.     Миллиметрлік сызғышты пайдаланып иненің, шегенің және т.б. заттардың диаметрін анықта.

3.     Таразымен өзіңіздің массаңызды өлшеңіз. Серіппелі таразымен қазанның, шанышқының, қасықтың массасын анықта.

4.     Әр түрлді денелерді суға батыру арқылы көлемін анықтау. Ыдсытағы судың деңгейін және бетінің ауданын өлшеуіш лентамен өлшеу.

5.     Қант кесегінің, күріштің, жарманың өлшеуіш ыдысты және серіппелі таразыны пайдаланып тығыздығын анықта. Серіппелі таразының өлшеу шегін және бөлік құныны анықта.

6.     Серіппелі таразы көмегімен кастрөлге және өлшеуіш ыдысқа орталап, сосын толтыра су құйып, үстел бетімен үйкелес күшін өлше, алынған мәндерді заттардың массасымен салыстыр.

7.     Заттың көлемін біле отырып ығысқан судың салмағын (немесе кері итеруші күшті) есепте және осы заттың салмағымен салыстыр.

8.     Капрон қақпағы бар банканың немесе тығыны бар бөтелкенің, шелектің көмегімен дененің сұйықта жүзу шарттарын анықта.

9.     Миллиметрлік бөлігі бар сызғышпен рычагтың иіндерін өлше (қайшы, кілт) және қанша ұтатынын есепте.

8-сынып

1.     Кружкаға немесе сыйымдылығы белгілі ыдысқа шәй құйып, температурасын термометрмен өлше. Үстіне қайнаған су құйып, тағы да температурасын өлше. Шәйдің алған және қайнаған судың берген жылу мөлшерлерін есепте және салыстыр.

2.     Массасы белгілі кастрөлге көлемі белгілі қайнаған су құй және 4-5 минуттан кейін (бұл уақытта беті жабық кастрөл жылиды) судың температурасын өлше. Бөлме температурасы біле отырып, қатты дененің (кастрөлдің) меншікті жылу сыйымдылығын есепте.

3.     Кружкаға мұз кесектерін сал және сыртқы термометрдің көрсетуін пайдаланып, судың еруін бақыла. Минут сайын термометрдің көрсетуін жазып ал, графигін сыз.

4.     Қалта шамының тізбегінің схемасын сызып көрсет және оның бөліктерін ата.

5.     Құрғақ элементтерден құралған кішкентай ескі батареяны бұзып бөлшекте. Оны құраған бөлшектерді тауып, элементтердің бірін тіліп, оның құрылысына зер салып қара.

6.     Электрлік тігін машинасындағы реостаттың немесе радиоқабылдағыштың телевизордың дыбыс реттегішінің қажеттілігін анықта.

7.     Шырша гирляндасындағы лампочканың және қалта шамының құжаттық жазулары бойынша қыздыру шамының кедергісін есепте.

8.     Шырша гирляндасындағы лампочканың қосылу түрін анықтап қара, әр лампочканың кернеуін есепте. Лампочканың қосылу схемасын сызып көрсет.

9.     Люстрадағы лампочкалардың қосылу түрін анықта және схемасын сызып сыз.

10. Үйлеріңіздің барлық бөлмелеріндегі лампочкалардың, үтіктің, шаң сорғыштың, тоңазытқыштың, құжаттық жазулары бойынша қуатын есепте. Электр энергиясын тұтынатын барлық құрылғылардың жалпы қуатын есепте.

9-сынып

1.     Серіппелі таразының серіппесінің қатаңдығын анықта.

2.     Көлбеу жазықтықтан домалаған доптың үдеуін есепте. Өлшеуіш лента және секундтық тілі бар сағат арқылы.

3.     Горизонать лақтырылған тастың, доптың лақтыру жылдамдығын есепте. Доптың ұшу алыстығын және биіктігін өлшеуіш лентамен өлшеуге болады.

4.     Краннан аққан судың жылдамдығын анықта.

5.     Трактордың қандай детальдарында үйкеліс пайда болатынын және үйкелісті азайтудың жолдарын айт.

6.     Сызғыштың көмегімен механикалық сағаттың минуттық тілі мен сағаттың ұштарының жылдамдығын тап.

Үй жағдайында.

1.     Тастың көлемін анықтау мүмкін болмаған жағдайда таразының, таразы тастарының және су құйылған ыдыстың көмегімен тастың тығыздығын есепте.

2.     Таразының көмегімен кастрөлдің сыйымдылығын анықта.

3.     Кішірек шардың диаметрін мензурканың көмегімен қалай анықтауға болады. Жіңішке сым темірдің диаметрін торкөз дәптер мен қарындаштың көмегімен дәл анықтау.

4.     Су құйылған тік бұрышты ыдыста жүзіп жүрген дененің массасын сызғыштың көмегімен анықта.

5.     Су құйылған тар цилиндр ыдыстағы жүзіп жүрген ағаштың тығыздығын сызғыштың көмегімен анықта.

Серуенде.

1.     Секундомермен әр түрлі жағдайда күн күркіреудің ұзақтығын қарап найзағайдың ұзындығын қалай анықтауға болады?

2.     Күн ашық кезде сызғыштың көмегімен ағаштың биіктігін жерде тұрып қалай өлшеуге болады?

3.     Мұз айдынындағы екі бала қайсысының салмағы көп екенін білгісі келді. Бір ғана рулеткамен осыны қалай білуге болатынын анықта.

4.     Ертеңгілік қаладан шыққын жүргізуші түзу жолда келе жатып, бір сағаттан соң аялдама жасағысы келді. Сағаты, радиоқабылдағышы жоқ болса. уақытты қалай біле алады.

Жоғарыдағыдай, үй тәжірибелерін орындау оқушылардың теориялық білімдерін күнделікті өмірмен логикалық түрде байланыстырады.

Техникалық ойлау және елестету қабілеттерін қалыптастырады, білімнің қолданылу аясын кеңейтеді. Оқушылардың талпынғыштығын, тапқырлығын арттырады. Еңбексүйгіштікке және қойылған мақсатқа жету жолындағы табандылыққа үйретеді. Эксперементтік есептердің бағалы жері – ол оқушылардың алған білімін практикада қолдана білуін тексеруге жол ашады.

Екіншіден тіпті оңай деген эксперементтік тапсырманың өзі зерттеушілік қабілеті бар оқушыларды табуға жағдай жасайды.