«Физика» оқу пәні ретінде Қазақстан Республикасы жалпы орта білім берудің базистік оқу жоспарының мемлекеттік компонентін құраушылардың бірі болып табылады

Базалық білімнің негізгі компоненті ретіндегі физиканың мәні практикалық іс-әрекетте қолдану үшін қажетті, басқа оқу пәндерін зерделеу үшін, үздіксіз білім беру жүйесінде оқуды жалғастыру үшін қажетті, нақты физикалық білімді игерту арқылы оның адамзат өркениетін, ғылыми-техникалық прогресті дамытудағы, қазіргі ғылымдағы және өндірістегі рөлімен, сондай-ақ өскелең ұрпақтың рухани ортасын қалыптастырудағы, олардың интеллектуалдық және басқа да сапаларын дамытудағы физикалық білімнің маңыздылығымен анықталады.

Оқытудың тиімділігі – мектепте оқушылардың белсенді араласуына байланысты, яғни жоғары білімді оқытушы мен білімді меңгеретін оқу-танымы жоғары, қабілетті, белсенді оқушыларға тікелей байланысты. Сондықтан мектепте оқу процессін іске асыру үшін оқытушының жұмыс сапасын арттыру керек, яғни өтілетін сабақтың, жүргізілетін практикасы мен лобараториялық жұмыстарының сапасын арттыру, оқушылардың белсенді оқу-танымдық іс-әркеттерін ынталандыру, оқу процессін рационалды түрде негіздеу.

Лабораториялық жұмыстарда басқа білім түрлеріне қарағанда мұғалімнің барынша белсенді болу керектігін айқындайды. Мұндай жұмыстарда мұғалім әрбір оқушымен қарым-қатынаста болады және олардың өзіндік жұмыстарын тиімді басқаруға көмектеседі.

Лабораториялық сабақтарды оқу процессін ұйымдастырушы форма ретінде қарауға болады, яғни эксперименттік зерттеулерді жүргізу және қалыптастыру кезіндегі теорияны өмірде қолдана алуы, шығармашылық қабілеттіліктің дамуы, құрал-саймандарға практикалық машықтануы ұйымдастырады.

Лабораториялық жұмыстарды түсіндіру мейлінше күрделі тақырыптар мен физикадан өтіліп жатқан құбылыстарды сезіну үшін, теориялық білімнің маңызын түсіндіруге тиімді. Мектепте физиканың жалпы курсының 25-30% лабораториялық сабақтар болып табылады.

Қазіргі уақытта мектептегі физика пәнінен лабораториялық жұмыстарын өңдеген келесі авторлардың А.В.Беклемешев, Ю.А.Кравцов, А.Н.Мансуров, Н.Г.Майсов, А.Г.Белянкин, Г.П.Мотулевич және т.б. ғалымдардың оқулықтарымен өтіледі. Мазмұнының көрсетілуі және жаңа ғылыми лабораториялық оқу формалары – ғылыми-әдістемелік кітаптарда талқыланады, алайда ұйымдастыру бөлімі аз қамтылған. Физика пәні бойынша оқушылардың кәсіптік оқытылуын және оқу мен экспериментке дайындығын арттыру үшін практикалық және лабораториялық сабақтарды зерттеу жеткіліксіз болады.  Мектептерде  физика пәнінен лабораториялық сабақтардың өтілуі мен дайындық кезіндегі біршама кемшіліктерді атап көрсетсек болады:

- лабораториялық сабақтарға қолданатын құрал-жабдықтар әрқашан қазіргі заман талабына сай еместігі;

- өтілген материалға лабораториялық жұмыстардың сәйкес келмеуі;

- лабораториялық жұмыстарға көптеген әдістемелік сипаттаманың берілуі;

- жұмысты орындауда оқушылардың дайындығының аздығы;

- оқушылардың әрқашан болып жатқан құбылысты талдауға машықтанбауы және жасалған  эксперименттен  қорытынды жасауға қабілетінің жетіспеуі;

- оқушылардың көп уақыты өтпелі тапсырмаларды орындаға кетеді, нәтижесінде  эксперименттің  тиімділігі төмендейді;

- оқушылардың индивидуальды дайындығы әрқашан есептелмейді;

- оқушылардың педагогикалық еңбек мәдениетін қалыптастыруға назар аударылмауы.

Лабораториялық жұмыстың орындалуынан алынған нәтижелер бағаланады, ал практикалық жұмыстарды жасағанда оқушылардың қабілеттілігі мен дағдылануы жетіспейді.

Жоғарыда аталған ұйымдастыру кезіндегі кететін кемшіліктер бойынша физика курсы бойынша жүргізілген лабораториялық жұмыстардың өтілуі, сонымен бірге оқушылардың қабілетсіздігі мен білімінің жоқтығы, осының барлығы  мектептерде  физика пәні бойынша жүргізілетін лабораториялық жұмыстардың жүргізу мен теориясы және әдістемесін жаңарту керектігін айқын көрсетіп тұр.

Осыған байланысты келесі қарама-қайшылықтар зерттеудің маңыздылығын айқындайды:

- қазіргі қоғамдағы ақпараттық мәдениеттілік тұсынан сауаттылығын ашу мен жеке қасиеттерге қойылатын талаптары арасындағы қайшылықтар;

- ұйымдастыру формасының сипаттамасы, оқу процессінің әдістемесі мен оқу бітіретін түлектің компитеттілік деңгейінің жоғарлауы арасындағы қайшылықтар;

Аталған қарама-қайшылықтарды физика пәні мұғалімдері шешуге тырысуда, яғни лабораториялық жұмыстарды өткізу мен ұйымдастыру әдістемесін жаңартуға үлес қосуда. Осы мәселелерді орындауға мүмкіндік беретін келесі бағыттарды атасақ:

- лабораториялық жұмыстарға жаңа тақырыптағы лабораториялық жұмыстарды қосу;

- орындау (жаңа тапсырмалар қосу, бар тапсырмаларды өңдеу) және бұрын орындалған жұмыстарды күрделендіру (К.А.Барсуков, Ю.И.Уханов);

- лабораториялық сабақтардың құрылымын модернизациялау, есептеу мен өлшеу әдістері (А.З.Загайнов, В.В.Майер, Е.С.Мамаев және т.б.);

- оқушылардың жұмыс орындары мен лабораториялық жұмыстарды техникалық модернизациялау (С.Г.каленков, Г.И.Соломахо және т.б.);

- лабораториялық жұмыстарда оқушылардың шығармашылығын, белсенділігін арттыру (А.Г.Петров және т.б.);

- лабораториялық жұмыстарды орындауда компьютерлік технология мен компьютерді пайдалану (М.Сабиров, Н.Н.Темиркулов, Г.И.Грейсух және т.б.).

Сонымен бірге, жасалған жетістіктер кеңірек ауқымда мұғалімдердің практикалық сабақтарында қолданыс тапты (лабораториялық жұмыстардың бұрынғы тәсілмен орындауға сілтемелер мен сипаттамалар ескі, сабақта оқушылардың шығармашылығы мен белсенділігінің жоғарлауына ықпал етпеуі).

Айта кететін жай, басқа сабақтармен салыстырғанда лабораториялық жұмыстардың әдістемесі мен мазмұны өте баяу өткізіледі. Сонымен бірге, физика курсының лабораториялық сабақтарында алынған білімнің жоғарлатуындағы негізгі мәселелердің әлі шешілмегендігі.,
Кіріспеде зерттеу тақырыбының көкейкестілігі, объектісі, пәні, мақсаты, міндеттері, зерттеу әдістері, болжамы, зерттеу көздері мен базасы, диссертацияның теориялық және практикалық маңыздылығы, ғылыми жаңалығы және қорғауға ұсынылатын қағидалар баяндалады.

«Орта  мектепте  физиканы оқыту жүйесі» атты бірінші тарауда орта  мектепте  физика курсын оқыту барысында оқушылардың лабораториялық жұмыстарға деген тәжірибелік қабілетін дамытудың психологиялық-педагогикалық ғылыми негіздері қарастырылады. Сонымен бірге физикалық ұғымдарды түсіндіруде ойлау іс-әрекетін қалыптастыру; оқу процесіндегі лабораториялық жұмыстардың орны мен рөлі;  эксперименттерді  орындау барысында оқушылардың ойлау іс-әрекетін басқару құрамы анықталады.

«Физиканы оқытуда  эксперименттің  маңызы» атты екінші тарауда физика курсындағы  эксперименттердің  орны мен рөлі, виртуальді лабораториялық жұмыстар арқылы оқушылардың кеңістіктік ойлау қабілетін қалыптастыру және дамыту әдістемесі қарастырылады. Сонымен қатар, педагогикалық  эксперимент  жұмысы, оның барысы мен сандық-сапалық өңдеулері мен көрсеткіштері келтіріліп, зерттеу болжамының дұрыстығы көрсетіледі.
Физикада білімнің және зерттеу әдісінің негізі  эксперимент  болып табылады.  Мектептегі  оқу  эксперименті  физикалық құбылыстарды оқып білудің ғылыми әдісінің бейнесін көрсетеді. Сондықтан оқушылар ғылыми  эксперименттің  әдісі туралы түсінік алу үшін онда өзіне тән физикалық  эксперименттің  негізгі элементтері болуы мүмкін.

Оқу  эксперименті  - бұл физикалық құбылыстарды зерттеп білу үшін қолайлы сабақ жағдайында арнаулы аспаптардың көмегімен есептеу. Сонымен бірге ол білімнің көзі оқу әдісінің және көрнекілік түрі сияқты қызмет атқарады.

Орта  мектептегі  физика курсының қашаннан да экспериментке сүйенетіні белгілі.

Бұл физикалық түсініктің қалыптасуындағы негізгі кезең болып табылады. Құбылысты бақылау, оның басқалармен байланысын анықтау, оны анықтайтын шамаларды енгізу, тағы басқалар.

Сабақта тәжірибе көрсету, оқушылардың лабораториялық жұмыстарды орындауы  мектепте  физиканы оқыту әдісінің экспериментальді негізін жасайды.

Оқу  эксперименті  болашақ таным хабары құралмен бірге физиканы оқып білудегі басты көрнекі құрал болып табылады. Ол шынайы физикалық құбылыстарды және оларды байланыстыратын процестер мен заңдардың оқушылардың санасына нақтылы бейнелерін табысты және нәтижелі қалыптасуы мүмкіндік береді.

Дұрыс ұйымдастырылған  мектеп  физика  эксперименті  сондай-ақ мақсатқа жетемін деген табандылық, фактілерді алудағы ұқыптылық, жұмыстағы жинақылық және тағы басқа сияқты мінездерді тәрбиелеу құралы болып табылады.

Оқушыларға терең және тиянақты білім беру үшін, оларда қажетті практикалық шеберлікпен дағды қалыптастырып, оқу  экспериментінің  әр түрін қалыптастыру керек.

Қазіргі  мектеп  физика  экспериментінің  жүйесі қандай? Бұл сұраққа жауап беру үшін, ғылыми тәжірибелерге шек қойылатындығын ескеріп, алдымен оны классификациялау үшін белгілер таңдаймыз.

1. 
   Программада көрсетілген оқу мазмұны.
   
2. 
   Оқудың басты формасы - сабақты барлық оқушылардың қатысуымен өткізілуі.
   
3. 
    Мектептің  материалдық мүмкіндігінің шегі.
   

Демонсирациялық тәжірибелердің жойылуы күрделі жабдықтарды пайдаланумен байланысты үлкен экспериментальді шеберлікті талап етеді және бүкіл сынып үшін мұғалімнің қатысуымен өткізіледі. Бұл кезде оқушылар бақылау обьектісінен 1-9 м қашықтықта орналасады.

Міндетті демонстрациялардың тізімі әр курстың программасында бар. Бұған қазіргі физиканың экспериментальді негізін қалаған Галилейдің, Кавендиштің, Штерн, Кулон, Эрстед, Фарадей, Герц, Столетовтың ең негізгі тәжірибелері кіреді.

Ал олардың бір бөлігі кино арқылы көрсетіледі. Оған Лебедев, Милликен-Иоффе, Резерфорд тәжірибелері жатады.

Демонстрациялық тәжірибені мұғалімнің мысалмен түсіндіруінің маңызы өте зор. Мысалға: түзу сызықты қозғалысты оқып үйренуде демонстрациялық столда арбаның бірқалыпты және бірқалыпсыз қозғалысын демонстрациялауда, агрегаттық күйге айналуды зерттеуде - судың қайнауы. Бұл құбылысты оқушылар бұрын да көрді, бірақ, практикада көрсеткендей мұғалім оқушылардың бақылауын басқарып және құбылыстың мәнін түсіну үшін олардың назарын маңызды жағдайға аударатын.

Физиканы оқыту процесінде политехникалық оқудың міндетін шешу үшін физика мен  техниканың  байланысын, физикалық құбылыс -  техникада  қолданылуын және жұмыс істеу кейбір техникалық қондырғылардың принципін түсіндіретін демонстрациялық тәжірибелер көрсетеді. Бұл кезде оқушылар нақты техникалық обьектілердің жұмысымен танысып қана қоймайды, сондай-ақ бұрын оқып үйренген құбылыс туралы білімін нығайтып, тереңдетеді. Техникалық обьектіні таныстыру кезінде оқушылардың назарын оның конструкторының ерекшеліктері мен жеңіл-желпі детальдарына аударудың қажеті жоқ.

Бұған кіретін оқушылардың экспериментальді жұмыстарының жалпы және маңызды белгісі олардың өткізілуінің фронтальді әдісі болып табылады. Сыныптың барлық оқушыларының қатысуымен мұғалімнің басшылығымен бір уақытта, бір типті құрал-жабдықтармен орындалуы қажет.

Оған оқушылар үйде орындайтын тәжірибелермен табиғатта, өндірісте, ауыл шаруашылығында мұғалімнің қатысуынсыз өтетін бақылаулар жатады. Мұндай текті эксперименттік жұмыстар үшін оқушылар үйдегі заттарды, қолдағы материалды, ойыншық жиынтығын, қолдан жасалған құралдар, өндіріс орнында шығарылатын «конструкторларды» пайдаланады.

Оқу  экспериментін  жүргізетін құралдар жоғарыда көрсетілген классификацияға сәйкес үлкен үш топқа бөлінеді:

1. 
   Демонстрациялық тәжірибелер үшін
   
2. 
   Фронтальді лабораториялық жұмыстар мен тәжірибелер үшін
   
3. 
   Практикумдар үшін
   

 Мектептегі  физика курсындағы  эксперимент  - бұл физика ғылымына тән, зерттеудің ғылыми методының көрінісі. Оқушыларды эксперименттік методтың мән-мағынасымен, оның физика саласындағы ғылыми зерттеулердегі раймен таныстыру үшін, сондай-ақ  мектеп  оқушыларының қандай да бір практикалық дағдыларымен қарулануына тәжірибелер мен бақылаулардың маңызы зор. Физикалық  экспериментті  негізге ала отырып құбылыстарды оқып үйрену - оқушылардың ғылыми көзқарасының қалыптасуына, физикалық заңдарды неғұрлым тереңірек меңгеруге,  мектеп  оқушыларының пәнді оқып үйренудегі қызығушылығын арттыруға себебін тигізеді.

 Мектепте  жасалатын физикалық  эксперимент  негізгі екі түрге бөлінеді: демонстрациялық (ол көбінесе мұғалім орындайтын және сыныптағы барлық оқушылар бір мезгілде қабылдануына арналған) және лабораториялық (мұны оқушылар орындайды).  Эксперименттің  бұл екі түрі бірін-бірі толықтырады. Кейбір жағдайларда оқушылардың лабораториялық жұмыстарын қойған жөн. Ал басқа бір жағдайларда демонстрациялық  экспериментті  пайдаланған жақсы.

Демонстрациялық тәжірибелерді мұғалімнің сөзімен ұштастыру-физикалық ұғымдардың ойдағыдай қалыптасуына маңызды шарттардың бірі 7-8 сыныптарға арналған физика программасында әрбір тақырыпқа демонстрациялық тәжірибелердің міндетті минимумы көрсетілген. Бұл тәжірибелер лабораториялық жұмыстармен бірге оқушылардың физикалық білімінің эксперименттік негізі болып табылады. Демонстрациялық  экспериментті  өткізгенде түрлі мақсат көздеуге болады: бір құбылысты не екінші бір құбылысты бақылау, ұсынылған гипотезаны тексеру, физикалық заңдылықтарды айқындау және олардан келіп шығатын салдарларды тексеру, өте маңызды физикалық ұғымдарды қалыптастыруға негіз болған заңдардың, физикалық гипотезалар мен теориялардың мән-мағынасын ашып беретін тәжірибелер ерекше орын алуы тиіс. Мұндай тәжірибелерге, мәселен, Эрстедтің, Фарадейдің классикалық тәжірибелері жатады. Бұларға физика пәнінің мұғалімі айрықша көңіл бөлуі тиіс. Сондай-ақ физиканы оқытуда көмекші сипатта болатын немесе оқушыларды жаңа материалды қабылдауға дайындайтын проблемалық тәжірибелердің алатын орны айтарлықтай. Техникалық құрылғылардың немесе приборлардың жұмыс істеу принципін технологиялық процестердің физикалық мәнін айқындайтын демонстрацияларға лайықты көңіл аударылуға тиіс.

Жалпы қабылданатын ереже бойынша, орта  мектептерде  физика пәнінің оқытылуы  эксперимент  жұмыстарына арқа сүйеуі керек. Бірақ, физика пәнінің оқытылуы жөніндегі жалпы және жақсы белгілі жағдайлар  эксперимент  жасауға көрсетулер бермейді, оның алатын орнын және физика пәнін үйрету процесінде атқаратын мәнін ашып көрсетеді.  Эксперименттің  және тоерияның оқу процесінде қойылуын, орнының бекітілуін және атқаратын мәнін анықтау үшін  мектепте  физикалық құбылыстарды үйретудің негізгі баспалдақтарын айқындау қажет. Бұл баспалдақтардың талдануы әрбір тәжірибенің әрбір кезеңдегі керектігін анықтауға мүмкіндік береді.

Физика пәнін оқытушының негізгі міндеті былайша тұжырымдалады, яғни оқытушының оқушылармен біріккен жұмысының нәтижесінде оқушылар физикалық құбылыстар әлемін танып және алған білімдерін өздерінің болашақ нақты қызметтерінде қолдануға үйренулер қажет.

Осыған сәйкес оқушылардың оқу процесі бәрінен бұрын үйрену, тану процесі болып табылады. Физикалық құбылыстарды оқу процесінде үйренудің негізгі этаптары баспалдақтар қатарына бөлінеді. Бұл баспалдақтар қатары негізінен педагогикалық ойлардың керектігінен туады. Енді осы баспалдақтарды қарастырамыз.

Құбылыстарды бақылау - оқу процесінің басталу нүктесі, осы құбылыстар жайында алғашқы мәліметтер көзі. Құбылысты бақылау жақсы және түсінікті етіп жүргізілген тәжірибеге сүйену қажет.

Егер құбылыстың мәнін қарайтын болсақ, ол тек жеке бақылауға ғана керек болса, онда тәжірибені кинопленкаға түсіріп, киноқұжат ретінде көрсетеді. Бұл киноны тек тәжірибені жүргізу техникалық және экономикалық себептерге байланысты мүмкін емес болған жағдайда көрсетеді.

Бақылау барысында мұғалім оқушылардыңназарын құбылыстың мәндік жағына аударуы қажет.

Танылатын құбылыстың сапалық талдануы және басқа құбылыстармен оның байланыстарын анықтау.

Танылатын құбылыстың фактісі маңызды және мінді болмаса де терең және жан-жақты талдау жасалынбай ол өзінше бағалы бола алмайды.

Бұл талдаудың алғашқы кезеңі сапалық талдау болып табылады:

а) берілген құбылыстың бұрын зерттелінген құбылыстармен байланысын анықтау;

б) нақты бір байланыстар мен белгілердің бірыңғайлығын тіркейді, бірақ бұл байланыстардың нақты құрылымын анықтамайды.

Сапалық талдауда оқиғаның барысын нақты болжай алмайсыз, бірақ бұл мәселенің бейімделуіне қызмет ете алады немесе зерттелініп жатқан құбылысты сипаттайтын бірліктер енгізілмегендіктен тәжірибелік тексеруге жіберілмейтін құбылыстың мәнін бақылайтын гипотезаны қарауға болады. Зерттелінетін құбылысты сипаттайтын бірліктер енгізу. Бұл зерттеудің өте қиын баспалдағының бірі. Мұнсыз терең білім алынбайды және физикалық теория құрылмайды.

Бұл кезеңде физикалық теорияны құру үшін математиканы қолданамыз және бұрын зерттелген шамалар арқылы математика көмегімен енгізілген шаманы өрнектейміз. Осы арқылы шаманы өлшеудің өлшем бірлігін бекітеді.

Енгізілген шаманы өлшеуге арналған құрал-жабдықтарды қарастыру. Жаңадан енгізілген шамалар, тек оларды тәжірибеде өлшеу мүмкіндігіміз болған жағдайда ғана жұмыс істей бастайды. Ал оны өлшеу үшін керекті приборларды құрастыру керек. Айтылғандай приборлар міндетті түрде сабақ үстінде құрастырылу керек деп түсінбеу керек. Мұны жасаудың керегі жоқ. Бірақ оқушыларға жаңа енгізілген шаманы айтқандай, мұғалім міндетті түрде өлшену мүмкіндігін көрсетіп және соған байланысты өлшеуіш приборларымен таныстыру тиіс. Мұнсыз физикалық шама құрылу процесінде ең мәнді кезеңінің бірі қалып қояды.

Физиканың оқылатын жалпы курсындағы барлық физикалық түсініктер анық және бір мағынада анықталған болуы керек. Мұндай анықтаулардың формалары туралы сұрақ жеке түрде қаралуға тиіс, бірақ бізге физикалық шамаларды анықтауда қысқаша сипаттамалық бөлім беріледі, онда шаманы бейнелейтін сипатты және қалай өлшенілуі көрсетіледі. Оқушылар мынаны түсінулері керек-физикалық шаманы анықтау дегеніміз - бұл бұрын зерттелген шамамен осы шаманың бір-бірімен қатынасын бекіту және оның сандық анықтау мүмкіндіктерін көрсету. Енгізілген түсініктер көмегімен құбылысты сандық жағынан зерттеу. Қазіргі жалпы ғылымның және физиканың сипаттық ерекшеліктері берілген нақты құбылыстарды сипаттайтын сапалық қатынастарын таныту, зерттеу болып табылады.

Сондықтан физикалық танымдар мен теорияларды құруда ең маңызды орынды математикалық теңдеулер мен функциялар түріндегі физикалық шамалардың арасындағы сандық тәуелділіктерді бекітуге мүмкіндік беретін тәжірибе жұмыстары алады.

Бұл жағдайда табылған тәуелділік тәжірибе мен теория және физика мен математика арасындағы бір-бірін байланыстыратын топқа айналды. Сондықтан тәжірибе жасау барысында, ереже бойынша нақты формулалар бекітілмейді, тек қана шамалар арасындағы тәуелділіктер анықталады.

Сондықтан оқу тәжірибесінде сол шаманы өлшеудің керектігі жоқ, тек шартты өлшемдермен өлшеуге болады. Мысалы: Кулон заңын зерттеуде зарядтарды өлшеудің қажеті жоқ және әрекет етуде Ньютон мен Кулонға сүйенеді.

Физикалық теория. Құбылыстармен танысу оқушыларға зерттелген теорияны түсіндіру кезеңімен аяқталады. Егер құбылысты зерттеу кезінде алынған фактілер сол теорияға түсінік бере алмаса, онда жаңа теорияны құру қажеттілігі туады.

Жаңа теория бір немесе бірнеше тәжірибенің жай қосындысы бола алмайды. Сондай-ақ, ол ғалымның ақыл-ойынан тебіренісінен тумайды. Теорияның құрылуы көптеген ғалымдардың ұзақ еңбегінің арқасында құрылады. Кез келген физикалық теория - көптеген тәжірибелік фактілердің ғылыми қосындыларының нәтижесі. М.Борнның сөзі бойынша «жаңа теория дегеніміз - мидың өзіндік тербелісінен тумайды, керісінше, ол тәжірибе нәтижелерінің ұзын жалғауының алып синтезі» болып табылады.

Физика пәнін оқыту мәнері былайша тұжырымдалады. Оқушының ақылдылығына қарай қолайлы жағдайда және ең төменгі уақыт шығынымен түбірлі таңдалып алынған тәжірибені логикалық операциялардың кезектілігіне байланысты материалдармен жүргізу керек. Физика пәнін оқыту процесі тәжірибеге сүйенген жаңа физикалық танымдар мен қаланған ережелер теориясының кезектілігінен тұрады. Бұл процесс барысында тәжірибе негізінде негізгі физикалық заңдылықтарды бекітудің индуктивті сипатын және оқушыларға қажетті математикалық аппаратты пайдалану арқылы бекітілген заңдылықтардың негізінде дедуктивті сипатын тепе-теңдікте бейнелейді.

Оқу тәжірибесін пайдалана отырып:

а) зерттелінетін құбылыстарды педагогикалық құрылған түрде көрсету және осыған байланысты оны зерттеу үшін тәжірибе негізін қалау керек;

б) оқушыларға керекті ғылымда бекітілген заңдар мен заңдылықтарды безендіру және олардың мәнін оқушылар түсінетіндей етіп жасау;

в) физикалық құбылыстарды зерттеумен оқушыларды таныстыру;

г) зерттелген физикалық құбылыстың  техникада  пайдалануын көрсету;

д) сабақ беруде жан-жақтылықты көтеру және осы арқылы оқушыларға зерттелінетін құбылыстың қажеттілігін арттыру;

е) зерттелінетін құбылысқа оқушылардың қызығушылығын арттыру.

Физика пәнінде білімнің қайнар көзі және зерттеу әдісіне  эксперимент  жатады.  Мектепте  оқу  эксперименті  физикалық құбылыстарды зерттеуді ғылыми әдістермен бейнелеу болып табылады, сондықтан оқушы ғылыми эксперименттік әдістің мәнін ұғынуы оған физикалық  эксперименттің  ең негізгі элементтері ұсынылуы керек.

Оқушы кезеңіндегі  эксперимент  - бұл сабақ үстіндегі физикалық құбылыстарды арнайы приборлармен қалай етіп зерттеу. Сондықтан ол бір жағынан білім көзі болып, екінші жағынан оқыту әдісі және көмекші құрал ретінде пайдаланылады.

Жалпыға белгілі орта  мектептерде  физика курсының мазмұны экспериментке сүйенеді. Бұл мыналарға байланысты, физикалық таным-түсініктерді құрудың негізгі этаптары-құбылысты бақылауды, оның басқалармен байланысын анықтауда, оны сипаттайтын шаманы енгізуде, физикалық тәжірибелерді қолданбаса өте тиімсіз болуы мұмкін. Тәжірибені сабақта жүргізу, олардың кейбірін кино, теледидар көмегімен көрсету, оқушыларға лабораториялық жұмыстар орындату, бұлардың бәрі  мектептерде  физиканы оқытудың эксперименттік әдістерінің негізін құрайды. Оқулық  эксперимент  болашақ танудың мәліметтік құралы болып, сонымен бірге физиканы оқытуда ең басты көмекші құрал бола алады; ол оқушылардың табиғи физикалық құбылыстарды тануына, оларды біріктіретін процестер мен заңдарды үйренуіне, олар жайында нақты образдар құруына неғұрлым тиімді көмектеседі. Сонымен бірге,  мектептерде  дұрыс ұйымдастырылған физикалық  эксперимент  мынадай адам мінездерін тәрбиелеуде басты құрал болады, мысалы: алға қойған мақсатына жету, фактілерді алуда тазалық, жұмыста ұқыпты болу, бақылай білу және зерттелініп жатқан құбылыстың нақты белгілерін анықтай білу және тағы басқа.

Оқушыларға терең және нақты білім беру үшін, тәжірибелік жасай білу және әдістенуді үйрету үшін, оларға оқулық  эксперименттің  әр түрін пайдалану координациясы қажет.

Қазіргі  мектептегі  физикалық эксперментің жүйесі қандай? Бұл сұраққа жауап беру үшін алдымен оқулық тәжірибелердің шектелетіндігін ескере отырып, оның жіктелу белгілерін қараймыз. Атап айтқанда олар мыналар:

1. 
   оқыту мазмұнының бағдарламасында көрсетілуі (оның ішінде оқушылардың жасай білуі және әдеттік қабілеті ескеріледі);
   
2. 
   барлық оқушылармен бірдей уақытта өткізілетін оқудың негізгі формасы сабақта;
   
3. 
    мектептің  материалдық мүмкіндігіне байланысты.
   

Физикада қазіргі оқулық  эксперимент  жүйесінде оның негізгі төрт түрі бар:

1. Демонстрациялық тәжірибелер. Бұл тәжірибенің қойылуы жоғары эксперименттік жігерлікті талап етеді. Оны жүргізу күрделі жабдықтармен және сыныптың барлығына оқытушы арқылы ғана орындалады (бұл жағдайда оқушылар бақылау обьектісінен 1-9 м қашықтықта болады).

Курстың әрбір тақырыбы бойынша міндетті түрде жүргізілетін демонстрациялардың тізбесі бағдарламада болады. Оған бірінен бұрын фундаментальді тәжірибелер деп аталатын Галилейдің, Кавендиштің, Штерннің, Кулонның, Эрстедтің, Фарадейдің, Герцтің, Столетовтың тәжірибелері кіреді және олардың ішінен кейбіреулері (Лебедев, Миликен-Иоффе, Резерфорд тәжірибелері) киноның көмегімен көрсетілуі мүмкін. Бұл тәжірибелер қазіргі физиканың экспериментальді негізін қалайды. Ең маңызды орынды оқытушының тәжірибені демонстрациялауда иллюстрацияланған түсіндірмесі жатады. Мысалы: тура сызықты қозғалысты зерттегенде демонстрациялық үстелде тіркеменің тепе-теңдіктегі және теңсіздіктегі қозғалысын, ал агрегаттық айналымнан судың қайнауын көрсетеді. Бұл құбылыстарды, әрине, оқушылар бұрын көрді, бірақ практиканың көрсетуі бойынша мұндай демонстрациялар жоғары педагогикалық теңділікті береді. Бұл жағдайда оқытушы оқушыларды бақылаумен жетекшілік етеді және олардың назарын құбылыстың ең маңызды жеріне аударады.

Маңыздысы, бұл жағдайда оқушы тек қана нақты техникалық обьектілердің жұмыстарымен ғана танысып қоймайды, сонымен бірге бұрын зерттеген құбылыстар жөнінде білімдерін бекітіп, тереңдетеді. Көптеген техникалық обьектілерде бірдей физикалық құбылыстар қолданылады. Осыны ескере отырып мұғалім политехникалық оқу жағынан неғұрлым бағалылырақ демонстрацияны таңдап алады.

Техникалық обьектілерді көрсеткенде оқушыларға олардың құрылымдық ерекшеліктері мен заттық емес детальдарына көңіл аудару міндет емес.

2. Фронтальды лабораториялық жұмыстар, тәжірибелер және бақылаулар.

Оқушылардың эксперименттік жұмысының жалпы және маңыздырақ белгісі болып, оны жүргізудің фронтальды әдісі болып табылады (сондықтан фронтальды  эксперименттің  жеке өзін іздестірудің керегі жоқ), қысқа мерзімді сапалық сипаттағы фронтальды тәжірибелер, яғни  эксперименттің  жіктелуіне оны жүргізілу ұзақтығы әсер етпейді, себебі тәжірибенің ұзақтығын анықтау мүмкін емес. Маңыздысы, жұмыс сынып оқушыларымен бірдей уақытта бірыңғай типтегі жабдықтарды және оқытушының жетекшілігімен орындалады (оқушы ауызша бастапқы және ағымдық инструктажды жүргізеді, жұмыстың кейбір әдістерін көрсетеді, тақтаға керекті суреттер мен жазуларды келтіреді, алынған тәжірибелерді талқылауды ұйымдастырады).

3. Физикалық практикумдер.

Бұл арқылы әрбір сыныпта оқудың екінші кезеңінде физиканы зерттеу жүзеге асырылады. Оқушылар  эксперименттің  орындалуына алдын ала дайындалған жазбаша инструкцияны пайдалана отырып, жұмысты өзінше жеке орындайды (екі адамнан құралған топпен). Практикумның лабораториялық жұмыстары фронтальдыға қарағанда өте күрделі, сондықтан олардың орындалуына екі сабақтан бөледі (тіпті одан кеңрек практикалануы мүмкін және бір сағаттан).

4. 
   Сыныптан тыс тәжірибелер мен бақылаулар.
   

Оқу  экспериментін  жүргізуге арналған жабдықтар жоғарыдағы  эксперимент  классификациясына байланысты үлкен үш топқа бөлінеді, атап айтқанда:

1. 
   тәжірибені демонстрациялау;
   
2. 
   фронтальды лабораториялық жұмыстар және тәжірибелер;
   
3. 
   практикумдар.
   

Физикалық эксперменттің әдістемесі және оның  техникасы  бірін-бірі айырғысыз, бірақ оқытушының мамандық дайындығы мен оның жұмыс орнын ұйымдастыру үшін физикалық  экспериментті  дайындау  техникасын  оқу кезеңіндегі пайдалану әдістемесінен бөледі. Соңғысы дайын жабдықтарды пайдалана отырып кез келген тәжірибеде зерттелініп жатқан құбылыстың иллюстрациясын таңдауды қамтамасыз етеді, сабақтары  эксперименттің  алатын орнын көрсетеді. Эксперменттік әдістік оқудың басқа әдістерімен қолайлы бірігуіне жету үшін демонстрацияны кезеңдерге бөледі. Физикалық  экспериментті  дайындау  техникасы  демонстрацияның өрнектілігін және көрнектілігін, ғылыми жетістіктерін қамтамасыз ететін приборлардың арнайы құрылымын таңдап алуға көмектеседі, сонымен бірге сол приборлармен операциялардың этап бойынша ыңғайласып орындалуын қамтамасыз етеді.

Сонымен оқу  экспериментінің  дамуына озық әдістемелік идеялар, оқудың жетілдірілген және кеңейтілген мазмұндары, лабораториялық техникалық жаңа жетістіктері мен экономикалық факторлар көп әсерін тигізеді.

 Эксперимент  жұмысының міндеттері мынадай болды:

-  мектепте  әдістемелік құралдарда педагогикалық-психологиялық тұрғыдан лабораториялық сабақтарды ұйымдастырудағы өзекті мәселелерді анықтау;

- оқушылардың лабораториялық сабақтағы іс-әрекет алгоритмі, виртуальды жұмыс қолданылған лабораториялық сабақтарға жасалған әдістемелік құралдың негізгі мазмұнын құру.

Негізгі мақсат - алдымен оқушылардың физикалық білімдерінің сапасын, оқушылардың білім деңгейлерін және осы тұрғыда мұғалімдер тарапынан жүргізіліп жатқан лабораториялық жұмыстардың өтілу процесін анықтау болды. Лабораториялық жұмыстары орындап, оларға талдау жасау. Сондай-ақ, мұғалімдермен әңгіме - кеңес, оқушыларға сауалнама жүргізіліп, нәтижелері диссертацияда берілді.

 Эксперименттің  айқындау кезеңінде зерттеу сауалнамалық сұрақтар беру арқылы жүргізілді. Сауалнамалық сұрақтар жартылай ашық түрде болды, сұрақтардың басым көпшілігіне жауаптар ұсынылды және ешқандай шектеу қойылған жоқ. Егер ұсынылған сұрақтардың жауаптары жауап берушіні қанағаттандырмаса, онда оқушыға өз нұсқасын қосып тіркеп жазуға мүмкіндік берілді.

Осы сауалнаманың қорытындысы келесі диаграммада көрсетілген.

Көріп отырғанымыздай, оқушылардың  эксперимент  жасауға деген ынтасы төмендеу.

• 
  жоғары деңгей («5» баға қойылады) – жұмыс толық орындалып болжанған нәтиже алынғанда және қорытынды жасалған жағдайда;
  
• 
  орташадан жоғары деңгей («4» баға қойылады) –лабораториялық жұмыс орындалып, есептеу жүйесінде қателік жіберілгенде қорытынды толық жасалмаған жағдайда;
  
• 
  орташа деңгей («3» баға қойылады) –лабораториялық жұмыс орындалып, қорытынды жасалмаған жағдайда;
  
• 
  төмен деңгей («2» баға қойылады) – Жұмыс мүлде орындалмаған жағдайда.