Орта мектеп физика курсының электродинамика бөлімін тереңдете оқытудың әдістемелік ерекшеліктері

Мектеп қабырғасында физика курсын үздіксіз, жүйелі түрде оқып-үйрену негізінде оқушының логикалық ойлау, ой қорыту қабілетінің қалыптасып,  шығармашылық іс-әрекетінің жан-жақты жетілуіне жағдай туады. Физика курсы білім берудің мемлекеттік жалпыға міндетті стандартына сәйкес құрыла отырып, оқушының келешекте игеретін кәсіби дайындығының бастапқы сатысын құрайды. Орта мектепте оқылатын физика пәнінің осындай мүмкіндіктерін ескере отырып, оны тиімді оқытудың негізгі мақсаттары айқындалды:

- іргелі физикалық теориялардың бір тұтас жүйесі түрінде көрініс беретін әлемнің шынайы физикалық бейнесі арқылы оқушының ғылыми дүниетанымын қалыптастыру; жеке және әлеуметтік мәселелерді шешуге мүмкіндік туғызатын базалық білім жүйесін қабылдау тәсілдерін үйрету; Осыған орай төмендегідей  міндеттерді де шешу көзделеді: оқушыларды үздіксіз білім алуға дайындау; оқушының табиғатты біртұтас танып білу көзқарасын қалыптастыру; оқушының шығармашылық және ойлау қабілетін дамыту; оларды жедел қарқынмен дамып отырған қоғамда өмір сүруге бейімдеу мәселелері жүзеге асырылуы тиіс.

Физикалық білім беру мемлекеттік жалпыға міндетті білім стандарты бойынша жүргізіледі. Қазақстанның мемлекеттік білім стандарты Ресей мемлекеттік білім стандартымен үндес құрылған. Екі мемлекетте де физика 7-11сыныптар аралығында оқылады. Қазақстан мектептеріндегі негізі білім сатысы 7-9 сыныптарда физика пәнінен білім берудің негізгі бағдарламасы бойынша механика, молекулалық физика және термодинамика, электродинамика, атомдық физика секілді бөлімдер қамтылады (1-сурет).

Физика пәні әрбір сыныпта аптасына 6 сағаттан беріле отырып, екі оқу жылында 204 сағатты қамтиды. Мектептің жоғарғы сатысына (10-11-сыныптарда) физика пәнінің механика, молекулалық физика, электродинамика, кванттық физика бөлімдері енгізілген. Пәнді оқытуға арналған сағат мөлшері сыныптардың бағыттарына сәйкес өзгереді. Мәселен, мектептің жаратылыстану математика бағытындағы 10-сыныпта механика бөліміне 22 сағат, молекулалық физикаға-28 сағат, электродинамикаға-42сағат (соның ішінде электростатика және тұрақты электр тоғы 10*2=20сағат, магнит өрісі-8сағат, элетромагнитік индукция-6 сағат, әртүрлі ортадағы электр тоғы-10сағат барлығы 44сағат) жоспарланған. Осы бағыттың 11-сыныбында электродинамика бөлімі электромагниттік тербелістер тақырыбы бойынша 8сағат, айнымалы электр тоғы-7сағат, элетромагниттік толқындар және радиотехниканың физикалық негіздері-8сағат, небәрі 23сағат көлемінде өту көзделген, 10-сыныпта физикалық практикум жоспарланбаған, ол 11-сыныпта өткізуге арналған 6 тақырыптың екеуі ток көзінің электр қозғаушы күшін екі тәсілмен анықтауға арналған. Қоғамдық-гуманитарлық бағыттың 10-сыныбына арналған физика курсында электродинамика бөлімі ескерілмеген, ал 11-сыныбында электродинамика бөлімін 15 сағат көлемінде өткізу жоспарланған және бірде-бір физикалық практикум ескерілмеген. 

 

Қоғамдық гуманитарлық бағыттарда аптасына 2 сағаттан, барлығы 68 сағатты  құраса, жаратылыстану-математикалық  бағыттарда аптасына 6 сағаттан, оқу жылына 102 сағатты, екі оқу жылында барлығы 204 сағатты құрайды.

Ресей стандарты бойынша  білім берудің 1-сатысы 7-8 сыныптардан, 2-сатысы 9-11 сыныптардан құралады, яғни алғашқы сатыны оқушылар екі жылда, келесі сатыны үш жылда тамамдайды екен (2-сурет). 1-сатының 7-сынып көлемінде оқушыларға заттың құрылымы туралы алғашқы мағлұматтар, механика мен гидростатика және жылу құбылыстары туралы бастапқы түсініктер берілсе, 8-сыныпта электромагниттік құбылыстар мен жарық табиғатын сипаттайтын процестер оқылады. Мектептің ІІ-сатысының 9-сыны- 

  

 

бында–механика және молекулалық физика, 10-сыныпта– электродинамика, 11-сыныпта кванттық физика кеңейтіліп өтіледі. Осы келтірілген деректерден мектептің екі сатысында да электродинамика молекулалық физикадан кейін оқылатындығын байқауға болады. Электр, магнетизм және электродинамиканың негізгі мәселелері 8, 10 және 11-сыныптарда және факультатив сабақтарда талданады. 8-сыныпта электродинамикаға 32 сағат, ал 10 және 11 сыныптарда сол үшін 138 сағат бөлінеді. Бұл физикаға бөлінген барлық уақыт бюджетінің 37% құрайды. Осы аралықта оқушылармен 25 сарамандық сабақ (оның тоғызы барлығына ортақ фронталдық, 16 сабақ-физикалық практикум) ұйымдастырылуға тиіс. Бұдан байқайтынымыз- Ресей мектептерінің физика курсының құрылымы осы пәннің Қазақстандық құрылымынан логикалық тұрғыдан қарағанда тиімді және игеруге қолайлы болып берілгендігі.

Мемлекеттік міндетті білім  стандарттарының негізгі міндеті - әрбір бөлімнің арасында және бөлім ішіндегі тақырыптар арасында ғылыми логикалық байланыстың болуын қамтамасыз ету. Курстың әрбір бөлімі кезінде жеке-дара, көптеген талқылануды, талдауды басынан өткізді, жаңа ұғымдармен байытылды, ғылымның соңғы жетістіктерімен толықтырылды. Осындай терең ойлы зерттеулердің, ғылыми ізденістердің нәтижесінде электродинамика бөлімінде қандай мәселелер қарастырылуы тиіс және олар бір-бірімен өзара физикалық тұрғыдан қарағанда қандай логикалық байланыста болу керектігі анықталып, электродинамика бөлімі бүгінгі күнгі құрылымдық дәрежесіне ие болып отыр (3-сурет).

Әлемнің физикалық бейнесі  заңдар арқылы сипатталады. Физикалық  заңдар дегеніміз физикалық құбылыстардың  белгілі жағдайда туу, орындалу және дамуы туралы соңғы тұжырым және әртүрлі ережелердің, теоремалар мен  принциптердің жиынтығы. Бүкіл физика әлемі, тіпті барлық іргелі ғылымдар саласы үшін табиғат заңдары-дүниетанудағы ақиқаттың соңғы сатысы, білім беру ісіндегі ең маңыздысы. Сондықтан да физикалық заңдарды игеру – олар туралы дұрыс түсініктің қалыптасуының негізгі алғы шарты. Ендеше физикалық заңдарды жетік игерудің жолдары мен стратегиясын төмендегідей тұжырымдауға болады. Физикалық заңдарды жүйелі түрде топтамалау мақсатымен оларды үш топқа жіктеуге болады:

 

3-сурет- Физика курсы электродинамика бөлімі құраушыларының өзара тақырыптық - логикалық байланысы.

 

• Эксперименталдық түрде дәлелденетін заңдар. Бұл топқа физикалық құбылысты тәжірибе жүзінде бақылау, талдау, нәтижесін логикалық тұрғыдан пайымдау барысында қорытылып шығарылатын заңдарды жатқызу қажет.
• Идеал заңдар. Бұл заңдар тәжірибе арқылы тікелей дәлелдеуге келмейді, алайда жеткілікті түрде жинақталған факторларға сүйене отырып дәлелденетін заңдар осы топтың негізін қалайды.
• Теориялық заңдар. Бұл топқа бірінен екіншісі фактілік дәлелдер арқылы туындайтын заңдар жатқызылады.

Өкінішке орай, қолданыстағы оқулықтарда физикалық заңдарды осылай топтамалау ескерілмеген. Нәтижесінде, физикалық көзқарасы жаңа ғана қалыптасып келе жатқан жас жеткіншектер физикалық заңдардың мағынасына тереңдемей, механикалық түрде, жүйесіз жаттаумен шұғылданады. Осыны ескеріп, біз өз зерттеуімізде аталмыш топтамалардағы заңдарды оқытудың төмендегідей әдістерін ұсындық.

Эксперимент нәтижесінде туындаған заңдарды оқыту әдістеріне:

а) тәжірибеге сүйене отырып іздену;,

ә) заңдылықты ауызша талдаудан өткізіп, дәлелдеу;

б) демонстрациялық материалдарды пайдалану арқылы оқыту.

Ал идеал заңдар мен теориялық заңдарды оқыту математикалық тәсілдерді пайдаланып, оқушыны жаңа заңдылықты дәлелдеп шығуға жетелеу әдісі арқылы жүзеге асырылады.

Сонымен қатар, физикалық  заңдарды оқыту барысында

• физикалық заңдардың орындалу шартын жете және терең түсіну;
• физикалық заңдар арасындағы байланысты жете меңгеру және топтаманың қай түріне жатқызылатынын анықтау;
• әрбір заңның физикалық мағынасын терең ұғыну;
• әрбір физикалық заңның қолдану аумағын және қандай мәселелермен құбылыстарды шешуге мүмкіндігі бар екенін білуге көңіл аудара отырып, сабақты меңгерудің, физикалық заңдылықтарды ұғып-түсінудің үш алғы шарттарын енгізуді ескердік. Олар- негізгі ұғымдарды айқындау; негізгі заңдарға қанық болу; негізгі амалдарды жетік меңгеру.

Осы аталған алғы шарттарды үш негіз деп тұжырымдауға толық негіз бар.

Оқыту, білім беру мәселесін  өз алдына бір бүтін жүйе деп қарастыратын болсақ, оның құрамына оқытудың мақсаты, жоспары, оқу материалдары, ұстаздың іс-әрекеті, оқушының іс-әрекеті және оқытудың нәтижесі жатады. Осындай жүйенің зерттеу жұмысының ғылыми болжамына сәйкес құрылымдық пішінін және өзара ішкі логикалық байланысын    4-суреттен көруге болады.

Физиканың электродинамика бөлімін тереңдетіп оқыту барысында негізгі дидактикалық принциптерге сүйендік. Әсіресе бөлімнің мазмұнын тереңдетуге арналған материалдардың ғылымилығын, жүйелілігін, көрнекілігін, теорияның практикамен байланысын және оқытудың деңгейлілігі мен сапалылығын, білімнің тиянақтылығын және саналы меңгерту мүмкіндігін ескердік.

Оқыту әдісін анықтау және таңдау барысында алдымен сабақтың басты мақсаты мен негізі міндеттерін айқындап алып, соған байланысты оқушының танымдық әрекетін дамытуға мүмкіндік беретін әдіс- тәсілдер ойластырылды.

Сабақтың нәтижелі болуының басты кепілі – педагогтың ұстаздық аланты және адами қасиеті. Қазіргі таңда бұл мәселе ұстаздың

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

педогогикалық шеберлігі  арқылы шешіледі. Ендеше оқыту технологиясының  орынына педогогикалық  технология атауының қолданылуы орынды. Сондықтан педогогикалық технологияны жүйелі категориялардың бірі ретінде қарастыра отырып, оның анықтамасын білім берудің, оқытудың, оны ұйымдастыру мен басқарудың рационалдық жолдарын іздеуге және оқу үрдісінде қолдануға арналған, әлемнің бүтін физикалық бейнесін оқушы санасында жүйелі түрде қалыптастыруға бағытталған ілім- деп беруге болады. Педагогикалық технологияны білім берудің философиялық негізіне, қолдану дәрежесіне, меңгерудің ғылыми концепциясына, құрылымы мен мазмұнына, оқушының танымдық әрекетін басқару мен оның ұйымдастырылуына, ұстаздың оқушымен арадағы қатынасына және адами тұлғалық қасиеттеріне байланысты жеті топқа жіктеуге мүмкіндік бар.

Осылардың бәріне ортақ бір үрдіс бар, ол-проблемалық оқыту. Проблемалық оқыту дегеніміз ғылымның дайын түсініктерін меңгерту арқылы оқушылардың өздігінен іздену әрекеттерін жетілдіріуге бағытталған дамыта оқытудың бір түрі.   Кез-келген тақырыпты проблемалық түрде оқыту үшін, оның дидактикалық қажеттілігі анықталынады. Проблемалық оқытудың нәтижесінде оқушының санасы, танымдық қажеттілігі оянып, ойлау белсендігі артады. Проблемалық оқыту туындау үшін проблемалық ситуация қойылуы қажет. Ал проблемалық ситуация ойлаудың белгілі бір ішкі шарттарына сәйкес пайда болады. Проблемалық ситуация, ойлау әрекеті секілді, өте күрделі психологиялық құрылымдарға жатады. Проблемалық ситуацияны жоспарлау-проблемалық оқытудың ең қиын бөлімі. Әрине, оқушының проблемалық ситуацияны бірден шешіп жіберуі екі талай. Сондай жағдайда негізгі проблемалық мәселеге бірте-бірте күрделене түсу арқылы жетуге бағытталған, бірнеше сатылық дербес ситуация қоюға тура келеді.

Біз осы жоғарыда келтірілген  қағидаларға сүйене отырып, физиканың электродинамика бөлімін оқытуда проблемалық оқытуды кеңінен қолдандық. Мысалы, магнит индукциясын өлшеу проблемасын қарастыру кезінде түрлі ситуациялар (жағдаяттар) туғызуға тырыстық. Сол үшін дайындалған, дидактикалық қажеттілігі күмән туғызбайтын проблемалық тапсырмалардың бір үлгісі төмендегідей:

    - Бір текті тұрақты магнит өрісінің индукциясын таразыны пайдалану арқылы қалай өлшеуге болады? Тапсырманы шешу барысында туындайтын проблемалық ситуациялардың бір үлгісі төмендегідей:

1. Таразы нені өлшеуге арналған  құрал? - Салмақты.

2. Салмаққа баламалы қандай физикалық  шама бар? - Күш.

3. Магнит өрісінде күшті қалай  туғызуға болады? - Тоғы бар өткізгішті өріске орналастыру арқылы.

4. Ол күш қалай аталады? - Ампер күші.

5. Ампер күші магнит индукциясымен  қалай байланысады?   ,

мұндағы: N-өткізгіштің орам саны; B-магнит индукциясы; -рама тәріздес оралған өткізгіштің бір қабырғасының ұзындығы; I-өткізгіштегі ток күші.

6. Осы күш таразының бір басына  әсер етсе, оны немен теңестіруге болады?

-Таразының екінші басына mg шамадағы салмақ түсіру арқылы.

7. Бұдан қандай қортындыға келуге болады?

      ,      немесе       

      Жұмыстың «Мектеп физика курсы электродинамика бөлімін тереңдете оқыту әдістемесі» - деп аталатын екінші бөлімінде оқушылар үшін меңгеру барысында қиындық туғызатын материалдарды іріктеу мен оны терең  талдап, шешудің жолдары мен әдістері көрсетіледі:

• Электр және магнит өрістері, заңдылықтар мен қағидалар.
• Электродинамиканың бастауы-электр заряды, ұғымдар мен заңдылықтар.
• Электрлік тізбектер, ток көзі, оқушының математикалық дайындығы.
• Электр сыйымдылығы, ток көзімен және электр тізбегімен энергия алмасу.
• Электродинамика, оптика және кванттық физика арасындағы сабақтастық.
• Зертханалық құралдар.

Электр және магнит өрістері-материяның бір түрі. Физика курсында осы екі өрістің табиғаты мен қасиеттері туралы біршама мағлұматтар беріледі. Бірақ бұл материалдардың деңгейі мен тереңдігі және жан-жақтылығы физиканы тереңдете оқыту барысында мүлдем жеткіліксіз. Бір-бірінен айыруға келмейтін, қағаздың екі беті секілді электродинамикада маңызы ерекше бұл ұғымдар туралы түсініктерді оқушының санасында берік қалыптастыру шаралары да оқулықта ескерілмеген. Сол үшін алдымен электр және магнит өрістері туралы оқушының түсінігін кеңейту мақсатымен олардың негізгі ерекшеліктері мен айырмашылықтарына жете көңіл аудару қажет. Бұл мәселе 1-кесте бойынша жүзеге асырылады.

     1-кесте-Электр және магнит өрістерінің айырмашылық сипаттары

№№	Электр өрісі	Магнит өрісі
1	Электр өрісінің күш сызықтары тұйықталмайды. Олар оң зарядтан басталып, теріс зарядпен аяқталады.	Магнит өрісінің күш сызықтары тоғы бар өткізгішті қоршай айналатын тұйық қисық сызықтар.
2	Электр өрісі тыныштықтағы және  қозғалыстағы зарядқа әсер етуші күш туғызады.	Магнит өрісі тек қозғалыстағы зарядқа әсер етуші күш туғызады.
3	Электр өрісінің күш сызықтарының бағыты өріс кернеулігімен бағыттас.	Магнит өрісінің күш сызық-тарының бағыты магнит индукц-иясының бағытына перпенди-куляр.
4	Электр өрісі өріс кернеулігімен бағаланады.	Магнит өрісі магнит индукция-сымен бағаланады.
5	Өлшеу бірлігі:	Өлшеу бірлігі:
6	Электр өрісінің энергетикалық қасиеті бар.	Магнит өрісінің энергетикалық қасиеті жоқ.
7	Зарядқа әсер етуші күш жұмыс атқарады.	Зарядқа әсер етуші Лоренц күші жұмыс атқармайды.