Дипломдық жұмыстың

Соңғы жылдарда педагогикалық процесті ізгілендіру тенденцияларын күшейуі жаратылыстану пәндерін оқытуға аса көңіл бөлініп, болашақ ұрпақтың техникалық білімдерінің терең болуын талап етіп отыр. Мектептерде арнайы жабдықталған физикалық лабораториялар, жаңа буын оқулықтары т.б. оқыту үрдісін жетілдіруге қажетті оқу-техникалық және әдістемелік құралдармен қамтамасыз етуге үлкен қаржы бөлініп отыр.

Тербелістің адам өмірінде атқаратын маңызы зор. Тербеліс заңдарын білмей радио, теледидар, қазіргі көптеген құрылғылар мен машиналарды жасай алмаған болар едік.

1. Тербелістер бөлімі бойынша оқушылардың біліміне қойылатын талаптарды анықтау.

2. Тербелістер бөлімі бойынша оқушыларды есеп шығаруға дайындық жүйесін жасау.

3. Бөлім бойынша есептер шығарудың алгоритмін жасау.

4. Тербелістер бөлімі бойынша жасалған жүйені тәжірибелік эксперименттік тұрғыда сынау.

I-тарау МЕКТЕПТЕ ФИЗИКА КУРСЫН ОҚЫТУДА ФИЗИКАЛЫҚ ЕСЕПТЕРінің АЛАТЫН ОРНЫ ЖӘНЕ ФИЗИКАЛЫҚ ЕСЕПТЕРДІ ШЫҒАРУДЫҢ ТӘСІЛДЕРІ

1. 
   ОРТА БІЛІМ БЕРЕТІН МЕКТЕПТЕ ФИЗИКАНЫ ОҚЫТУДА ФИЗИКАЛЫҚ ЕСЕПТЕРДІҢ АЛАТЫН ОРНЫ
   

Орта мектептің аса маңызды міндеті - жеткіншек ұрпаққа ғылыми егіздерінен тереңде тиянақты білім беру,оларды практикада қолданудың дағдыларын қалыптастыру, білім беру мазмұнының политехникалық бағытын күшейту.Физика заңдарын меңгеру және оларды дұрыс түсініп қолдана білу оқушылардың ой - өрісінің дамуын, табиғатқа ғылыми көзқарасты қалыптастыруын

қамтамасыз етеді.

Физикалық теорияны үйренуде оның маңынасын терең түсініп қолдану жолдарын іздестіруде оқушыларға жаттығу ретінде класта,үйлерінде өз бетінше түрлі есептер шығарудың мәні ерекше.

Физика есебі физикалық құбылыстар бойынша құрылған, шешуді қажет ететін қиындықтары әртүрлі проблемалар, сұрақтар.

Физика есептерінің түрлері де, оларды шығарудың тәсілдері де көп.Есепті шығару - күрделі процесс. Оқушы есептерді тақырып бойынша шығара алмайтын болса , ол физиканы терең түсіне алмайды. Сондықтан оқу программасын меңгеру үшін физикалық есеп жаттығулар керек- ақ.

Физика есептерін шығару үшін теорияны терең түсініп,іс жүзінде практикада пайдалана білуі керек,творчестволық еңбек ете білуі және терең ойланып күрделі мәселелерді, құбылыстарды талдап, зерттеп шеше алатындай болуы керек. Есептерді шығару кезінде оқушылар көптеген құбылыстардың заңдарын анықтайды, теорияның маңынасын терең түсініп, өмірдегі ролін көреді, техниканың жаңалықтарымен танысады,олардың физикалық негіздерін анықтайды, жалпы білімдерін көтереді, политехникалық тәрбие береді.

Есеп шығару кезінде оқушылар физикамен бірге өздерінің матиматикалық дайындықтарын тереңдетеді. Физика есептері матиматиканы жандандырады, оның маңынасын артырады, оны шығаруда оқушылар түрлі электрондық есептеу машиналарымен жұмыс істеп, есептеу техникасын үйренеді.

Оқушылар есептерді өз бетінше шығаруға дағдыланып үйренсе,теориялық білімдерін практикамен ұштастыра алатын дәрежеге жетеді. Ол үшін оқушы мектепте, одан тыс үйде есептеген есептер шығару керек.Оқушылар есепті қызығып шығару үшін мұғалім әрбір сабаққа қажет есептерді таңдап,оның мазмұнынның өмірдегі таныс құбылыстарға сәйкес келуін,тартымды, проблемалық болуын қамтамасыз етуі керек. Есеп шығару сабақтары өте қызықты ұйымдастырып шығару сабақтарын ұйымдастырудың бірнеше тәсілдері белгілі. Әрбір сабақта жеке оқушылардың қаблеттерін ескерген жөн. Физикаға ереже қызығатын оқушылар үшін ұйірмелер ашып, олардың қаблеттерін жетілдіре түсіп, қиын есептерді ұсынып шығарту және де оларды физикалық олимпиадаларға қатыстыру керек.

Физика есептерінің түрлері.

Физика есептері мазмұнына қарай қаралатын проблемаларға, құбылыстарға байланысты механикалық, малекулалық физика, электромагнетизм, оптика, атомдық физика есептері болып бөлінеді.

Физика есептері құрлысына қарай, қойылған сұрақтарға шешу тәсілдерінет қарай ауызша, сапалық, мәселе есептер, графиктік ,тәжірибелік қызықты есептер болып бірнеше түрге бөлінеді.Осы есептердің түрлеріне тоқталайық:

Ауызша - сұрақ және сапалық есептер - Құрлысы қарапайым,ауызша жауап беретіндей етіп қарастырылады. Бұл есептерді шешу үшін қарапайым құбылыстардың заңдылықтарын білу керек. Ауызша есептер көбнесе,өткен сабақта берілген заңдылықтарды еске түсіру үшін,қайталау үшін, жаттығу ретінде қолдалыады. Сұрақ есептерді шешу кезінде оқушылар теориялық білімдерін саналы түрде,іс жұзінде пайдалануға алғашқы қадам жасайды. Мәселе тексте берілген есептер бір не бірнеше құбылыстарды, олардың заңдылықтарын қамтитын матиматикалық есептерді пайдаланып шешілетін проблемалар түрінде беріледі. Бұл есептерді шығару үшін келтірілген құбылыстатды талдап, бір - біріне байланысын анықтап,заңдарын жазып, оларға сай теңдеулер қорытып шығарып ,соңында есептеу жүргізу керек.

Тәжрибелік есептер - құрлысы жағынан, шығару тәсілдері бойынша,мәселе есептерге ұқсас. Бірақ кейбір қажетті шамалар тәжрибе нәтижесінде алынады. Яғни оқушы қойылған проблемаға байланасты заңдылықтарды анықтап, өз бетінше тәжрибелер жүргізіп,өлшеулер жасап, есепті шығару үшін қажет кейбір шамаларды анықтайды. Физиканы оқып үйренуде, оның маңынасын терең түсінуде, тәжрибелік есептердің мәні зор. Оқушылар құрал - жабдықтармен танысады,өлшеулер жүргізіп үйренеді,кейбір қарапайым құбылыстардың өтуін көзбен көреді. Мұндай жағдай оқушының қызығушылығын артырады, зерттеу жұмыстарына жетеледі.

Графиктік есептер - есептің берілу шартындағы графиктерді талдау жасау арқылы оны шығаруға қажет шамалар анықталатындай етіп қарастырылады. Графиктік байланыстар физика құбылыстардың динамикасын ашып айқындауға көмектеседі оның көнекілік жағын күшейтеді.Есептелуді жүргізу кезіндегі пайдаланылған матиматикалық аппаратқа байланысты физика есептерін шығарудың арифметикалық алгебралық және геометриялық тәсілдері практикада қолданылады.

Физика есептерін шығару әдістерін қарастыру алдында, қазіргі кезде қолданылып жүрген есеп шығарудың жалпы метадикасына тоқталайық.

Оқушы есепте қарастырылып отырған мәселелерді толық ұғынып,қойылған сұрақтарды анық түсінуі керек.Есептің шартына байланысты берілген шамаларды,сұрақтарды,қосымша тұрақтыларды таңбалап жазу керек.Экспирменттік есеп болса,қажетті құрал - жабдықтарды алдын - ала түгелдеп,жұмыстың күйін тексеріп алу керек.

Есептің шартында берілген процестердің құбылыстардың қандай заңдарға бағынатынын анықтап,ол заңдарды сипаттайтын формулаларды жазу керек. Құбылыстар арасындағы байланыстарды анықтау қажет.Координаталар систамасын ыңғайлы етіп алып,секторлы шамалардың бағыттарын, кеңістіктегі орнын анықтау керек. Есепті талдау үшін мүмкін болған жағдайда оқиғаның суретін салу, оның графигін сызу керек.

Есептің сұрауларына талдау беретін, проблеманы анықтайтын теңдеуді жалпы формула түрінде қорытып шығару керек. Барлық уақытта осылау шығару міндет емес, кейде есепті бөлшектеп, есептеулерді жүргізіп шығарған ыңғайлы болады.

Есепте берілген шамалардың барлығын ХБЖ өлшемдеріне келтіріліп, қорытып алынған жалпы формулаға шамалардың сандық мәндерін қойып,математикалық есептеулер жүргізу керек. Мүмкіндігі болса, арифметикалық жұмысты микрокалькуляторларда, есетеу машиналарында жүргізген жақсы.

Есептің жауабы шындыққа жақын болуы тиіс.Көп жағайда сандық мәннің шамасы есептің дұрыс шықпағандығын анықтауға мүмкіндік береді.Мысалы кез келген дене жылдамдығы жарықтың вакумдағы таралу жылдамдығынан артық бола алмайды.

Қазіргі кезде физика есептерін шығарудың практикада негізінен екі әдісі, атап айтқанды, аналитикалық және ситатикалық әдістері қолданылады.

Аналитикалық әдіс.

Бұл әдіс есептің мазмұнын талқылап, күрделі процесті қарапайым процестерге жіктеп, белгісіз ізделініп отырған физикалық шаманы қарапайым процесс заңдылығының формуласын көмегімен өрнектеп жазамыз. Алынған өрнектің оң жағында есеп шартында берілген шама болса, онда құбылыстар арасындағы байланыстарды тағайындап, бұл шаманы белгілі шамалар арқылы анықтап алатын формулалар жазылады. Осылай негізгі іздеп отырған шаманы белгілі шамалар арқылы анықтайтын өрнегін алуымыз керек.

Синтетикалық әдісте есеп шартындағы көрсетілген физикалық шамалар сипаттайтын процесстердің заңдылықтары қарастырылып, оларды басқа шамалармен байланыстары анықталады. Осы байланыс формулалары арқылы анықталған аралық шамалар көменгімен өрнегінде белгісіз, ізделініп отырған шама бар теңдеу жазылып, есеп шығарылады.

Есеп шығарудың осы екі әдісінде жиі қолдануға болады. Олардың бір-бірінен артықшылығы жоқ. Бірақ дидактикалық планда оқу процестерінде ескеру қажет әрқайсысының ерекшіліктері бар. Күрделі есептерді шығаруда аналиикалық - синтетикалық және синтетикалық - аналитикалық, яғни комбинацияланған есеп шығару тәсілдері қолданылады.

Физика есептерін алгаритмдік әдіспен шығару.

Бүгінгі күннің негізгі мақсаттарының бірі оқушыарды электрондық есептеу машиналарында жұмыс істеуге үйрету, оларға қажет программалады жазуға және оларды тиімді пайдалануға білгірлігін қалыптастыру болып табылады. Осы орайда физика есептерін шығару кезінде алгаритімдік әдісті пайдаланудың маңызы артып отыр. Кез келген нақтылы есепті шығаруға жарамды дәл тұжырымдалған орындалуын қажет нұсқауларды алгаритм деп атайды.

Микрокоркульятор - жеке адамның пайдалануына ыңғайлы ең көп тараған Э.Е.М.Олар көп таңбалы сандары бар арифметикалық амалдарды жоғары дәлдікпен әрі тез орындауға және функциялар мен алгебралық өрніктің мәнін автоматты түрде есептеуге арналған.

Микрокаркульяторды физика сабағында есептер шығаруда класта пайдалану нәтижесінде есептеулерді жеделдетіп,едәуір уақытты үнемдеуге және көптеген есептерді каллективті түрде шығаруға мүмкіндік туады.Яғни әрбір оқушы өзіне тиісті есебін алады,ал есептеу кезінде пайда болған проблемалар каллективті еңбектену,ойлану арқылы шешіледі.

Программалаушы МК- ды зерттеу элеметтері бар физика есептерін шығаруға қолдану өте тиімді.Себебі оқушылардың творчествалық іздеу қаблеті,белсенділігі және қызығушылығы артады.ЭЕМ - нің керемет мүмкіндіктеріне көздері жетеді.

• 
  оқу процесіндегі есепті бекіту;
  

• 
  физикалық есептердің түрлерін бөліп көрсету және олардың оқу процесіндегі қолдану мүмкіндіктерін анықтау;
  

• 
  сандық есептерді шешу процесінің кейбір операциясын көрсету;
  

• 
  есептерді шешудің әртүрлі тәсілдерін көрсету;
  

• 
  жеке тақырыптардан, бөлімдерден есептер шығару алгоритмдерін дайындау және жеке операциялардың орындалуын талдау;
  

• 
  есептерді шешу барысында өзін-өзі бақылау құралдарын дайындау;
  
• 
  физика курсынан типтік есептерді шешу үлгілерін дайындау;
  

- оқу процесіндегі пәнаралық мағына беретін есептерді енгізу. Білімгерлердің оқу процесінде есеп шығарудағы кездесетін басты қиыншылықтарының себептерінің бірі - есептерді өз бетінше шеше алмауы. Білімгерлердің есептерді шешудегі кездесетін басқа да қиыншылықтары аз емес. Соның бастылары білімгерлердің есептерді шешу нәтижелерінің қорытындысынан белгілі болған төмендегілер болып табылады:

• 
  шарттарды, берілген. жағдайларды сараптай алмау;
  
• 
  есепті шешуге қажетті негізгі заңдылықтарды көрсете алмау;
  

1. 
   Физика деген не? Ол нені зерттейді?
   

1. 
   Физикалык есеп деген не?
   

2. 
   Есептің мазмұнынан, физиканы қалай көруге болады? Біздің ойымызша, бұл есептің мазмұнындағы физикалық сөздерді табу және оны физикалық ұғым және физикалық зандылықтар тіліне аудару, ауыстыру. Бұл қандай сөздер? Физикалық құбылыстар туралы айтылатын, денелердің физикалық қасиеттерін білдіретін, олардың қолданылуын растайтын сөздер. Мысалы жаратылыста жүретін кезкелген өзгеріс құбылыс болып табылады. Ал физика табиғаттағы өзгерістерді, құбылыстарды зерттейді. Олай болса, есептердің шартында физикалық өзгерістер арнайы сөздермен белгіленеді. Шындығында қозғалады, буланады, қызады, ұлғаяды, сығылады және т.б. өзіне тән заңдылықтары бар әртүрлі физикалық құбылыстардың жүретінін білдіреді. Денелердің физикалық қасиеттері, олардың қандай зат екендігін немесе қандай заттан жасалғандығын, яғни құрамын білдіретін сөздермен беріледі. Мысалы мыс, азот, шыны, темір, су, болат шар, қалайы сым және т.б. Бірақ есепті талдау және оны шығару үшін жүйеде жүретін физикалық құбылыс-тармен, оны құрайтын денелердің қасиеттерін айқындайтын сөздерді білу жеткіліксіз. Физикалық құбылыстар нақты физикалық шарттарда жүреді және олар есептің физикалық мәнін құрайды.
   

Суретте Жер көрсетілмеген. Жер, тіреу және жеңіл мықты жіпке ілінген шар тербелмелі жүйе құрады да, оны физикалық маятник не жай ғана маятник деп атайды (1, б-сурет). Екі штатив, екі серіппе және массасы m дене тербелмелі жүйе құрады, оны әдетте горизонталь серіппелі маятник деп атайды (1, в-сурет).

Барлық тербелмелі жүйеге тән ортақ қасиеттер болады. Солардың ең бастыларын қарастырайық:

а) әрбір тербелмелі жүйенің орнықтылық тепе-теңдік күйлері болады. Ілулі тұрған шардың массасының центрі ілу нүктесімен бір вертикаль бойында жататын болса, онда математикалық маятник орнықтылық тепе-теңдік күйде болады. Вертикаль серіппелі маятник осы күйде болу үшін ауырлық күші серіппенің серпінділік күшімен теңгеріліп тұрады. Ал горизонталь серіппелі маятник осы күйде болу үшін екі серіппе бірдей деформацияланған болу керек.

в) орнықтылық күйге қайтып келген тербелмелі жүйе бірден тоқтамайды. Оған тербелген дененің инерттілігі кедергі болады.

1-сурет 2-сурет