Теорияның пайда болуындағы әдістемелік негіздер
жүктеу/скачать 113,22 Kb.
|
3 Тапсырма
|
Теорияның пайда болуындағы әдістемелік негіздер. 1. Жаңа білімді негіздеу кезінде тарихизмді қолдану формалары. 2. Жаңа занияны негіздеудің төрт әдісі. Физикалық ұғымдар мен идеяларды негіздеудің жолдары қандай және сол арқылы физика пәнінің мұғалімі студенттердің ойлауында догматизмнің алдын алу жолдары қандай? Адамдар табиғат құбылысын зерттей отырып, негізінен мына үш сұрақка жауап іздейді. Қандай құбылыс жүріп жатыр? Қалай жүріп жатыр? Неге бұлай жүріп жатыр? Бірінші сұраққа жауап алу үшін бақылау жүргізеді. Екінші сұрақта эксперименттің рөлі арта түседі. Ал соңғы сұраққа негізгі жауапты физикалық теориядан аламыз. Сөйтіп, физикалық теорияның негізгі қызметі құбылысты түсіндіру болып табылады. Физикалық теория құрамына: құбылыстың сипаттамасы, эксперименттердің нәтижелері, ұғымдар, негізгі идеялар, модельдер, болжамдар, заңдылықтар, зерттеу әдістері (математикалық әдістер де) кіреді. Теориялық зерттеу әдістерінің негізіне адамның ой қорытуы жатады. Физикалық құбылыстардың сипатына қарай физикалық теориялар да әр түрлі болып келеді. Алайда, физикалық құбылыстарды, олардың сан алуандығына қарамастан, бірнеше іргелі физикалық теориялар теңірегінде ғана топтастыруға болады. Төменде олардың қандай құбылыстарға арналатыны масалдармен келтірілген: Жылдамдығы аз, ірі (макроскопиялық) денелердің механикалық қозғалысына байланысты кұбылыстарды Ньютонның классикалық механика теориясы түсіндіреді. Жылулық құбылыстарға байланысты сұрақтарды термодинамика және молекулалық физика теориясынан ұғынуға болады. Бұл теория мынадай сұрақтарға да жауап береді: денелер қызғанда неге ұлғаяды? Ыстық шайға салған қасық неліктен қызады? Һеге бір дене жылуды жақсы, ал екіншісі нашар өткізеді? Электрлік және магниттік құбылыстар, солардың ішінде радиотолқындардың алынуы мен таралуы, сондай-ақ электромагниттің қасиеттері және электр тогының пайда болуы электродинамика теориясында баяндалады. Өте жылдам козғалатын, көзге көрінбейтін элементар бөлшектерге байланысты құбылыстарды кванттық механика теориясы түсіндіре алады. Мектептегі физика пәні бүл теориялар туралы жалпы мағлұмат береді. Теориялык әдістердің басқа әдістерден басты ерекшелігінің бірі - еуристикалық (болжағыштық) пайымдаулар жасай алуы. Ғылыми теориялар құбылысты түсіндіріп қана қоймайды, олардың келешекте қалай өтетінін алдын ала болжап айтуға да мүмкіндік береді. Физикалық теорияның тарихи дамуына мысал ретінде заттың құрылысы туралы молекулалы-кинетикалық теорияның қалыптасуын алуға болады. Ежелден-ақ адамдарды табиғаттағы заттардың түрленуі, бір күйден екінші күйге ауысып, қасиеттерін өзгертуі ойландырып келді. Мысалы, неге су қатып, мұзға айналады, ал қыздырғанда буға айналып кетеді? Сол сияқты металдар да қыздырғанда балқиды да, суытқанда қатаяды. Ал олар булана ала ма? Заттың құрылысы туралы теория осындай сұрақтарға нақты жауаптар бере алады. Алғаш рет денелердің барлығы да өте кішкентай бөлшектерден тұрады деген идея ертедегі Эллада елінде қалыптасты. Оның негізін салушы - грек ғұламасы Демокрит (б.з.б. 460- 370). Ол кез келген денені ұсақтап бөле отырып, ең соңында бөлінбейтін бөлшек - атомды (көне грекше: ἄτομος - бөлінбейтін) алуға болады деді. Атомдар үздіксіз козғалады, әр түрлі денелердің атомдарының пішіні мен көлемдері де өр түрлі болады деп пайымдады. Демокриттің идеясын Эпикур (б.з.б. 341-270) одан әрі дамытты. Ол да Демокрит сияқты атомдар өздерінің пішіні мен көлеміне және салмағына қарай әр түрлі болады деп қорытты. Заттың құрылысы туралы мұндай пайымдаулар эксперимент жүзінде дәлелденбеген, тек жорамалдар ғана еді. Сондықтан заттың атомдық құрылысы туралы ілім ұзақ уақыт қолдау таппады. Тіпті ұлы Аристотельдің өзі де Демокриттің көзқарасымен келіспеді. Ол денені шексіз ұсақтап беле беруге болады деді. Ал Еуропада қайта өрлеу дәуірінің өзінде де (ХВЫЫ ғ.) заттың атомдардан тұратыны туралы ілімді таратушыларды өлім жазасына кесетін болды. Соған қарамастан өзінің ғылыми көзқарасы үшін отқа өртенген Джордано Бруно (1548-1600) заттардың атомдардан тұратынын қорғаумен өтті. Қайта өрлеу дәуірінің соңына қарай заттың атомдық құрылысы туралы ілім толық жеңіске жетті. Оған көптеген ұлы ғалымдардың еңбектері мен ашқан жаңалықтары өсер етті. Зат кұрылысының молекулалы-кинетикалық теориясының негізгі қағидаларын кейінірек М.В. Ломоносов былай қорытындылап берді: 1) Барлық заттар өте ұсақ бөлшектерден - молекулалар мен атомдардан (Ломоносовша «корпускулалардан») тұрады; 2) Молекулалар мен атомдар үздіксіз ретсіз қозғалыста болады; 3) Молекулалар мен атомдар өзара әрекеттеседі. ХЫХ ғасырдағы эксперименттік зерттеулер зат құрылысы туралы молекулалы-кинетикалық теорияның барлық қағидаларының орындалатынын көрсетті. Мысалы, 1827 жылы ағылшын ғалымы Р. Броун (1773-1858) эксперимент жүзінде молекулалардың үздіксіз әрі ретсіз козғалыста болатынын дәлелдеді. Ол өсімдіктердің сұйықтықтағы тозаңшаларын микроскопта бақылау барысында олардың үздіксіз және ретсіз қозғалыста болатынын көрді. Һере өсімдік тозаңшалары тынық сұйықтықта ретсіз қозғалыста болады? Бұл сұрақтың жауабын молекулалы-кинетикалық теория береді. Расында да, үнемі үздіксіз және ретсіз қозғалыста болатын сүйык молекулалары тозаңшаны жан-жағынан соққылайды. Олардың соққылауы үздіксіз және әр түрлі бағытта болатындықтан, тозаңшалар да үздіксіз әрі ретсіз қозғалысқа түседі. Ұсақ бөлшектердің (шаң-тозаңның, т. б.) ауа мен сұйықтықтардағы ретсіз әрі үздіксіз қозғалуы броундық қозғалыс деп аталады. Бөлшектердің броундық қозғалысы атомдар мен молекулалардың бейберекет үздіксіз қозғалысының салдары болып табылады. Қазіргі кезде металдардағы молекулалар мен атомдарды үлкейтіп көрсететін электрондық микроскоптар мен иондық проекторлар бар. Ғылыми теорияның мәні құбылысты түсіндірумен ғана шектелмейді. Ол және құбылыстарды болжап, заттардың жаңадан туатын сапалық қасиеттерін де алдын ала айтып беруге жәрдемдеседі. Шынында да, молекулалы-кинетикалық теорияға негіздеп қасиеттері мүлдем жаңа материалдарды қолдан жасап алу мүмкіндігі туды. Мысалы, табиғи алмастан (қырналған алмасты бриллиант дейді) кем түспейтін жасанды алмастар жасалды. Алмас да, көмір де көміртегі атомдарынан тұрады. Бірақ көміртегі атомдарының орналасуына қарай кәдімгі жұмсақ көмір (графит) немесе әлемдегі ең қатты алмас алынады. Алмасты алу үшін қажетті қысым мен температураның шамасын алдын ала есептеуге болады. Жоғары температурада үлкен қысым түсіріп, графит атомдарын табиғи алмастағы сияқты орналастыра аламыз. Сөйтіп, өте жұмсак графиттен табиғаттағы ең қатты зат - алмас алынады. Алмастан бриллиант жасалады. Сондай-ақ алмас бұрғылау станоктарында, материалдарды өңдеуде және басқа да мақсаттар үшін қолданады. Қымбат бағалы асыл тастарды да осындай жолдармен алуға болады. Ондай тастар кристалдар деп аталады. Теория олардың механикалық, оптикалык, электрлік, т. б. қасиеттерін алдын ала болжауға жәрдемдеседі. Қазіргі уақытта қажетті қасиеттері бар қолдан алынатын жасанды материалдардың түрлері өте көп. Солардың қатарында металдар мен пластмассалардың қосылыстарын атауға болады. Ондай металпластмассалардың сапасы да ерекше. Мысалы, жай пластмассалар электр тогын өткізбейді, ал металпластмассалар токты жақсы өткізеді, оның үстіне металдарға қарағанда өте жеңіл әрі берік. Міне, осылайша зат құрылысының молекулалы-кинетикалық теориясы экспериментте дәлелденіп, ғылым мен өндірісте және тұрмыста кең қолданыс тапты. Осы сияқты физиканың басқа да іргелі теориялары адамзаттың ақыл-ойының дамуына, өркениеттің өрістеуіне орасан зор үлес қосуда. ФИЗИКА (грек. пһyсіке, рһусіс—табиғат) — өріс пен заттың жалпы қасиеттерін және олардың қозғалыс заңдарын зерттейтін ғылым. Физика — табиғат жөніндегі жетекші ғылымдардың бірі. Ол басқа да жаратылыс тану ғылымдары сияқты ұзақ тарихи даму жолынан өтті. Жеке физикалық ілімдердің пайда болу дәуірі. Физика жайлы алғашқы деректер Ежелгі Вавилон, Египет жазбаларында кездеседі. Зәулім сарайлар мен күрделі құрылыстар (пирамида, қорғандар) салу жұмысында құрылыс механикасы мен статиканың қарапайым заңдылықтары және рычаг, көлбеу жазықтық, тәрізді қарапайым механизмдер пайдаланылды. Практикалық талаптардан туған Ежелгі Вавилон, Египет ғылымының теориялық негізі халық арасына тарамады. Ғылым түгелдей діни абыздар қолында болды. Ежелгі грек ғалымдары табиғат құбылыстарын «табиғаттан тысқары күштің» әсерінсіз-ақ ғылми негізде түсіндіруге ерекше мән берді. Ежелгі грек ғалымдары (Гераклит, Анаксимандр, Анаксимен, Фалес т. б.) табиғат негізінен төрт элементтен (от, топырақ, ауа және су) тұрады десе Демокрит (б.з.б. 5 ғ.)І Эпикур (б.з.б. 341—270), Лукреций (б. з. б. 1 ғ.) дүниенің ең қарапайым кірпіші одан әрі бөлінбейтін бөлшек — атом деп санады. Атом туралы ілім (атомистика) талай ғасырға созылған талас-тартыстан кейін, қазіргі табиғат жайлы ғылымдардың негізіне айналды. Аристо-телъдің табиғат жайлы жазған кітабы «Физика» деп аталған. Осыған орай Аристотельді физиканың «негізін қалаушы» деп те айтады. Архимед гидростатиканың негізгі заңын (қ. Архимед заңы) ашты, қарапайым механизмдерді зерттеді. Ол механикамен қатар оптикамен, астрономиямен де айналысты. Электр мен магнетизмге қатысты кейбір қарапайым қүбылыстар тым ертеден-ақ белгілі болған. Грек-рим мәдениеті дәуірінде статиканың қарапайым заңдары (рычаг ережесі, ауырлық орталығы), геометриялық оптиканың алғашқы заңдылықтары (жарықтың түзу сызықты таралу заңы, шағылу заңдары, жарықтың сыну құбылысы) ашылды. Демокрит, Аристотель, Архимед тәрізді ерте дүниедегі ұлы ғалымдардың ғылымға қосқан теңдесі жоқ мол үлесі халықтың ғасырлар бойына жинақталан тәжірибесімен ұштаса келіп, Ф-ның ірге тасы болып саналатын классикалық механиканың тууына қолайлы жағдай жасады. Орта ғасырдың алғашқы кезеңінде ғылымның дамуына араб мәдениеті елеулі үлес қосты. Арабтар эксперименттік зерттеу тәсілдерін қолдана бастады. Еуропада Алхазен деген атпен белгілі болған Египет физигі әл-Хайсам оптикалық зерттеулер жүргізді. Ол көздің көру теориясын жетілдірді, эксперименттер жүргізіп, құралдар жасады. Алхазеннің «Оптика кітабы» атты еңбегі 12 ғ-да латын тіліне аударылды. Орта Азия мен Қазақстанан шыққан ғылымдар араб мәдениеті мен ғылымың одан әрі дамытты. Әбу Насыр әл-Фараби өзінің «Вакуум» атты трактатында ежелгі гректерде қолданылған эксперименттік тәсілдер мөн Ф. ғылымының сол кездегі жетістіктеріне сүйене отырып, «абсолют вакуумның» жоқ екендігін дәлелдеуге ұмтылды. Ал Бируни өзі жасаған құралдың көмегімен металдар мен кейбір заттардың меншікті салмағын аса үлкен дәлдікпен анықтады. Ол сондай-ақ астрон. және геогр. зерттеулерді де мұқияттылықпен жүргізді. ¥лықбек мектебінің өкілдері физика-матем. ғылымдарының дамуына өз үлестерін қосты. Бірақ Еуропа мәдениетіне кенжелеп қосылған бұл ғылыми зерттеулер, соңғы кездері ғана ғылым тарихынан өз орнын ала бастады. 15—16 ғ-ға дейін физ. ғылыми бақылаулар мен тәжірибелік зерттеу жұмыстары кездейсоқ сипатта жүргізілді. Нақтылы бір мақсатты көздеп жасалған эксперименттік зерттеу жұмыстары аз болды. Эксперименттік тәсіл Ф-да тек 17 ғ-дан бастап жүйелі түрде қолданыла бастады. Физиканың дамуындағы бірінші кезең Г. Галилей (экспе-рименттік тәсілдің негізін қалаған) еңбектерінен басталады. Галилей Аристотель динамикасының қате қағидаларын біржолата теріске шығарды. Сөйтіп, динамиканың алғашқы ғылми негізін қалады (инерция заңын және қозғалыстарды қосуды ашты). Галилей мен Б. Паскалъдың еңбектерінде гидростатиканың негізі жасалды. И. Ньютон өзінің «Табиғат философиясының математикалық негіздері» атты еңбегінде (1687) механика заңдарының ең жетілдірілген түжырымдамасын берді. Ол өзінен бұрынғы ғалымдардың жұмыстарын қорытындылай отырып, күш туралы ұғымды жалпылады және масса ұғымын енгізді; жүйе динамикасының негізгі заңы — әсер мен қарсы әсердің теңдік заңын тағайындады. Сонымен Галилей мен Ньютон ғасырлар бойы жинақталған тәжірибелерді қорытып, матем. жүйеге келтірді. Бұл зерттеулер бір жүйеге келіп, классикалық механиканың негізін жасаумен аяқталды. жүктеу/скачать 113,22 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|