Математика | Эксперименттік есептер

Мазмұны
Кіріспе...................................................................................................................3
І тарау.
1.1. Эксперименттік есептердің маңызы...........................................................5
1.2.Есептердің классификациясы......................................................................8
1.3.Есептердің дұрыс шығарылуын тексеру...................................................10
1.4. Эксперименттік есептерді оқыту барысында қолдану...............................................................................................................12
1.5. Эксперименттік есептер шығару арқылы эксперименттік дағдыны қалыптастыру.......................................15
ІІ тарау.
2.1. Эксперименттік есептерді шығару әдістемесі.........................................19
2.2. Эксперименттік зерттеу сипатындағы жеке тапсырмаларды орындау..............................................30
2.3. Физикалық эксперименттік есептердің қойылуы...................................33
2.4.Физикадан эксперименттік есептер шығару.............................................37
Қорытынды........................................................................................................48
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі....................................................................49
Кіріспе
Физика – экспеименттік ғылым. Физиканың даму тарихына үңілсек, аса ірі жаңалықтардың көбі эксперимент нәтижесінде ашылғанын көрер едік. Эксперимент физика ғылымдарында негізгі таным әдістерінің бірі болып табылады. Ұлы ғалым М.В.Ломоносов табиғат туралы ғылымдарда эксперименттің маңызы жөнінде былай деген: «Мен тек қиялдан ғана туған мың пікірден гөрі бір тәжірибені жоғары қоямын».
Физиканы оқыту процесінде эксперимент-оқыту әдісі және білім көзі бола алады. Мектептегі жасалатын эксперименттерді физика ғылымындағы іргелі тәжірибелердің қарапайым және көрнекті түрде қайталануы ретінде қабылдау керек. Оқу эксперименттерінің төмендегідей артықшылықтары бар:
- физикалық құбылыстың жүру процесін көрнекі түрде оқушыға жеткіз;
- әртүрлі заңдарды және теорияларды тиімді түрде оқушыларға түсіндіру;
- оларға қоршаған орта жөнінде танымдық информация беру;
- оқушыларда терең және берік физикалық білім қалыптастыру;
- олардың шығармашылық қабілетін және физикалық ойлауын дамыту;
- физикалық шамаларды өлшеу білігі мен дағдысын қалыптастыру және т.б.
Дегенмен, оқу процесінде аталған дидактикалық мақсаттар толық орындалмай жатады. Оның себебі – демонстрациялық эксперименттерді және лабораториялық сабақтарды өткізуге бөлінген уақыттың аздығында және аталған оқыту әдістерінің мүмкіндіктерінің шектеулігінде. Сондықтан да, мектептегі физиканы оқыту барысында эксперименттік есептерді оқушыларға шығартып отырған жөн. Айта кететін бір жайт, мектептегі физика оқулығында және есептер жинағында мұндай есептер өте сирек кездеседі.
Жалпы айтқанда, эксперименттік есептер деп шығару барысында бірден-бір әдіс ретінде физикалық эксперимент ғана қолданылатын есеп түрін айтады. Мұндай есептер шығару барысында оқушы физикалық шаманы есептейді; физикалық құбылыстың жүру процесін зерттейді және заңдар мен заңдылықтарды тағайындайды; әр түрлі құрылғыларды жинайды т.б.
Эксперименттік есептердің маңызы
Мәтіндік есептерге қарағанда, эксперименттік есептерді шешу үшін уақыт көбірек жұмсалады, сондай-ақ тәжірибені жасауда оқытушыдан да, оқушыдан да белгілі бір шеберлікті, біліктілікті талап етеді. Алайда осындай есептерді шешудің арқасында физика пәнін оқыту мәселесіне оңды әсер болары анық. Эксперименттік есептердің негізгі артықшылықтарының ішінен мына төмендегілерді атап өтуге болады:
1. Эксперименттердің кез келгені сияқты, эксперименттік есеп те оқушылардың сабақтағы белсенділігін, логикалық ойлау қабілетін арттырады, түрлі құбылыстарға сараптама жасауға үйретеді және баланың сабақтарда жинаған теориялық білімі мен тәжірибелік шеберлігін жұмылдыра отырып, терең ойлау қабілетін арттырады.
Эксперименттік есептерді шешу мәселесі балаларды өз белсенді білімін арттыруға және әлемді белсенді түрде білуге құштар болуға үйренеді.
2. Эксперименттік есептер балалар білімінің формалды болуымен күресте көмек көрсетеді. Эксперименттік есептерді талқылау барысында балалар белгілі мысалдың көмегімен өз білімдерінің өмірге әбден қажет екендігіне, сол білімнің арқасында түрлі физикалық құбылыстарды алдын ала болжауға болатындығына, олардың заңдылықтарына сүйене отырып, тіптен, кейбір құбылыстарды басқаруға да болатындығына көз жеткізе алады. Сондықтан да теориялық, кітаби түсініктер шынайы мағынаға ие болады.
Эксперименттік есептер шығару нәтижесінде оқушылар терең, көңілдеріне тоқылған біліммен қатар, оны өмірде қолдана білу тәжірибесін де алып шығады.
3. Эксперименттік есепті жүйелі түрде қолдану нәтижесінде оқушыларда ғылыми дұрыс дүниетаным қалыптасады.
Осындай есептерді шеше отырып, оны тәжірибелер арқылы тексере отырып, оқушылар әрқашан өздерінің алып жүрген білімінің растығына, физика заңдарының шынайылығына және теориялық білімнің көрсеткіші тәжірибе екендігіне, адамзатқа тек тәжірибе арқылы тексерілген білім ғана қажет екендігіне көз жеткізеді.
Әрбір эксперименттік есепті шығару барысында оқушылар құбылыстар арасындағы нақты байланыстар мен физикалық өлшемдердің өзара тәуелділігін көреді, қоршаған ортадағы құбылыстарды түсіну үшін және кейбір мәселелерді шешуде тәжірибелердің маңызы зор екендігін байқайды.
4. Эксперименттік есептерді өз бетімен шешу арқылы оқушылар білімін белсенді түрде жетілдіре отырып, шығармашылық зерттей білу қабілетін арттырады. Бұл жерде олар тек есеп шығару жоспарын жасап қана қоймайды, сондай-ақ кейбір мәліметтерді алу жолдарын анықтаумен қатар, өз бетімен қажетті жабдықтарды құрастыру, тіптен, кейбір жасауларына да тура келеді.
5. Эксперименттік есептерді талқылау кезінде оқушылар өлшемдер нәтижесіне сын көзбен қарап, тәжірибенің жүргізілу жағдайларына мұқият назар аудара білуді әдетке айналдырады. Тәжірибе жұмыстары барысында оқушылар өлшемдердің көрсеткіштері әрқашан салыстырмалы түрде, шамамен алынатындығын, олардың туралығына түрлі себептер әсер ететіндігіне көзі жетеді. Сондықтан да, эксперимент жасаған кезде барлық кері әсер ететін жағдайлардан арылуға тырысу қажет.
6. Экспеименттік есеп шығару оқушылардан қажетті есептеулер жасау үшін, көп жағдайда, есептің мәнін түсіндіріп жатпастан, формулалардың мәнін дұрыс қоя білуді талап етеді.
Әдетте эксперименттік есептердің оны шығаруға қажетті мәндері түгел бола бермейді. Сондықтан оқушы алдымен физикалық құбылыс немесе заңды жақсылаптүсініп, оны шешу үшін қандай мәндерді анықтап алу керек екендігін ажырата білуі қажет және тек барлық мәндері түгел болғанда ғана формулаға салып, түгелдей түсінген жағдайда ғана шығара алады.
Эксперименттік есептердің классификациясы
Эксперименттік есептер сандық және сапалық болып екіге бөлінеді. Сапалық есептер шығаруда сандық және математикалық көрсеткіштер болмайды. Мұндай есептерде оқушылардан тәжірибе нәтижесінде болуы керек құбылысты алдын ала болжау немесе берілген құралдар көмегімен өзі сол құбылысты жасауы талап етіледі.
Сандық есеп шығару кезінде алдымен қажетті өлшеулер жүргізіледі, содан соң алынған мәндерді пайдалана отырып, математикалық формулалар көмегімен есептің жауабын шығарады.
Эксперименттің жасалған жеріне қарай, берілген есепке қатысының дәрежесіне қарай эксперименттік есепті бірнеше топқа бөлуге болады:
1. Есепті шығару үшін физикалық мәндерді не өлшеуді, не (прибордың) құралдың паспорттық белгілерін пайдалануды (реостаттардың, шамдардың, электрплиталар т.б.с.с.), немесе сол көрсеткіштерді эксперимент жүзінде анықтауды талап ететін есептер.
2. Физикалық мөлшерлер арасындағы байланыстар мен өзара тәуелділіктерді рқушылардың өз бетімен анықтауын талап ететін есептер .
3. Шартында тәжірибенің жүру жағдайы сипатталған, ал оқушылар нәтижесін айтып беруі тиіс есептер. Мұндай есептер оқушылардың өз ой түйіндеуіне сын көзбен қарай білуіне үйренеді.
4. Қалай жасауын түсіндірместен, берілген құрал-жабдықтар көмегімен белгілі физикалық құбылыстарды жасауды немесе есептің шартында көрсетілген құралдарды берілген деталдардан құрастыра білуді талап ететін есептер. Мұндай есептерді шығару балалардан шығармашылық тұрғыдан ойлау қабілетін және тапқырлықты талап етеді.
5. Физикалық көлемін көзбен анықтап, соңынан оның дұрыстығын тәжірибе жүзінде дәлелдеуге арналған есептер.
Мұндай есептер оқушыларды өлшеу нәтижесін дұрыс болжауға, соның арқасында тәжірибеге қажетті құралдар мен жабдықтарды дұрыс таңдай білуге үйретеді.
6. Нақтылы тәжірибелік мақсаттар қойылатын өндірістік мазмұндағы есептер. Мұндай есептерді экскурсиялар кезінде, оқу шеберханаларында, сондай-ақ сабақтарда, түрлі құрал-жабдықтар, техникалық модельдерді қолдана отырып қарастыруға болады.
Мұндағы келтірілген талдауларды шартты деп қарастырғавн жөн, себебі түрлі топтар арасындағы белгілі шекара жоқ. Алайда ол оқытушыға есептерді мақсатты түрде таңдауға көмегін тигізері анық.
Эксперименттік есептердің дұрыс шығарылуын тексеру
Есептердің шығарылу дұрыстығын экспериментті түрде тексеру олардың түрі мен мазмұнына қарай түрлі әдістермен іске асырылады.
1. Өлшеулердегі дәлдікті арттыру мақсатында өлшеу құралдарын дұрыс таңдау қажет. Тура өлшеу құралы жоқ болған жағдайда қойылған мәселедегі өлшемдерді анағұрлым үлкен өлшемдермен алмастырған жөн, немесе үлкен көлемді, үлкен массалы, үлкен қуатты т.б.с.с., немесе сапалық жағынан басқа денелерді қолдануға болады.
Мысалы: «Таразы және ұсақ гирлерді қолдана отырып, берілген болат болаттың көлемін анықта. Жауабын мензурка көмегімен тексеру қажет». осы болат көлемі 20см3 болсын делік. Қолдағы бар 25см3 бөлшекті мензуркамен мұндай көлемді өлшеу мүмкін емес. Міне осы жағдайда: «Он біркелкі болат болттардың көлемін анықта, жауабын мензурка көмегімен тексер», деп өзгертуге болады.
«Массасы 500 г шойын гирдің суға батқандағы кері итеру күшін анықта». Бұл есептің шешу жауабын дөңгелек циферблатты көрсетуші динамометр көмегімен тексеруге болады.
2. Кейбір сандық есептердің шығуы басқаша тексеру әдісімен, яғни ізделіп отырған шамалар басқа әдіспен, басқа жабдықтар көмегімен өлшенеді. Мысалы, есепте сымның бір кесінді бөлігінің көлеміне қарай өздік кедергісіне қарай оның кедергісі анықталған. Алынған жауапты Ом заңына сүйене отырып, сол сым кесіндісінің кедергісін амперметр және вольтметр көмегімен анықтау арқылы тексеруге болады.
3. Сапалық есептердің кейбірі жабдықтарда көрсетілген кестелер мен төлқұжаттық мәліметтер арқылы тексерілді. Алайда, көптеген таблицалық көрсеткіштер кең шеңберде (мысалы, керісінше тығыздығы – 1,4-1,6 г/см3, ...........