Негізгі мектептіѕ физика курсын оќытудыѕ теориясы мен јдістемесі
жүктеу/скачать 0,66 Mb.
|
Негізгі мектептіѕ физика курсын оќытудыѕ теориясы мен јдістемесі
| 2.3 Оқушыларды физикалық ойлау және шығармашылық кабілеттерін дамыту
Оқушылардың ойлау қабілетін дамыту – мектептік білім берудегі орталық міндеттердің бірі. Ойлаудың дамуы проблемасының ерекше мәнділігі білім берудің мақсаты мен міндеттерінің өзгеруімен байланысты. Соңғы кездері білім мақсаттарының үштұғырлығын түсінуде жаңа акцент ұғынылуда және тұжырымдалу үстінде: оқыту процесінің маңызды мақсаты ретінде оқушының жеке тұлғасын дамыту болуда. Меңгерілген білімдер, шеберліктер және дағдылар осы дамытудың құралдары ретінде түсіндіріледі. Мектеп жағдайындағы белсенді, дербес, мәдениетті жеке адамды қалыптастыру талаптары жөніндегі қоғамның тапсырысы педагогикалық жұртшылықтың білім мазмұнына, оқытудың жүйесі мен құралдарына деген қатынасты өзгертті. Білімнің шығармашылық тәжірибені, әлемге деген эмоционалды-құндылықтық қатынас тәжірибесін беру мектеп оқушысының дамуы үшін үлкен маңызға ие. Сонымен қатар, оқушының жеке тұлғасының дамуы үшін оқушының өзінің оқу-тәрбиелік процесінің объектісінен мұғаліммен белсенді өзара әрекеттесетін субъектіге айналғандығы қажет. Оқушының жеке тұлғасының дамуы, ең алдымен, оның ойлауының дамуын болжайды. Ойлау – бұл объективті болмысты бейнелеу процесінің, адамзаттық танымның ең жоғары сатысы. Жалпы айтқанда, мектеп оқушыларының ойлауының дамуы оқытудағы басты міндеттердің бірі болып саналады, мұғалім оны шеше отырып, нақты бір оқу материалында мектеп оқушыларын салыстыруға, талдау жасауға, топтастыруға, жинақтауға үйретеді. Ғылымдар дамуының тарихы, бірінші кезекте, физиканың дамуы, ғылыми дамудың қалай дамығандығын, байытылғандығын көрсетеді; көп уақыт бойы жаратылыстануда үстемдік етіп келген метафизикалық ойлаудың орнына біртіндеп диалектикалық ойлау келеді. ХХғ. Физика саласындағы төңкерістер (жаңалықтар) шынайы болмысты тепе-тең бейнелеу үшін диалектикалық ойлау заңдарын қолдану қажеттілігін дәлелдей түсті. Әдістемелік әдебиеттерде пайдаланылатын ғылыми ойлауға тән негізгі көріністерді бөліп көрсетейік. Олар, ең алдымен: -объектінің диалектикалық қарама-қарсы қасиеттерінің, құбылыстардың бірмезгілде болуы мүмкіндігін түсіну, диалектикалық қарама-қайшылықтарға сүйене білу; -объект немесе құбылыстың үнемі қозғалыста, дамуда екендігін қарастыра білу; -білімнің нақтылығын, оның белгілі бір жағдайларда шындық екенін түсіну; -сапалық және сандық өзгерістердің өзара байланыстылығын түсіну; -ғылыми білімнің дамуындағы теріске шығаруды көре білу. Оқушыларда ғылыми ойлаудың дамуының басқа бір маңызды шарты бұл оларда табиғат құбылыстарының өзара байланыстылығы мен өзара келісімділігі туралы түсініктерінің қалыптасуы болып табылады. Табиғат құбылыстарының өзара байланыстылығы мен өзара келісімділігі жөнінде айтқанда, физикаға оқыту кезінде оқушыларға физикалық құбылыстар мен процестердің ішкі, мәнді өзара келісімділігін көруді және ұғынуға үйрету керектігін естен шығармаған жөн. Мысалы, мынадай құбылыстардың, күннің күркіреуі мен найзағайдың өзара байланыстылығы төмен сыныптағы оқушыларға да түсінікті. Алайда бұл табиғат құбылыстарының қасиеті құбылысты анықтап тұратын мәнді сипаттарды талдау мен салыстыру арқылы ашылуы мүмкін. Басқаша айтқанда, физикалық құбылыстардың өзара байланыстылығы мен өзара келісімділігі, олардың дамуы мен бағытының сипаты физикада ең алдымен физикалық шамалардың арасындағы байланыспен анықталады. Физика, бәріне белгілі, мөлшерлік ғылым, оның басты түсініктерінің бірі – физикалық объектінің немесе оның әртүрлі қасиеттерінің сапалық әрі сандық (мөлшерлік) әралуандылығын анықтап тұратын физикалық шама ұғымы болып табылады. Орта мектептің жоғары сыныптарында оқушылар көптеген (физикалық шамалармен танысады. Өкінішке орай, бірқатар жағдайларда шаманың физикалық мәні оқушыларға түсініксіз болып қала береді. Мұндай кемшіліктердің себептерінің бірі оқушылардың физикалық шамалардың өздері анықтайтын объектілердің (құбылыстардың) қасиеттерімен байланыстылығын түсінбеулерінде, мұндай байланыстарды талдай алмауларында, яғни берілген физикалық объектінің (құбылыстың) күйінің оны сипаттайтын физикалық шамаларға тәуелділігін көре білмеулерінде жатыр. Механика тарауын оқығанда (жоғары сыныптарда) оқушылардың ойлау үлгісінің қалыптасуының, меңгерілген білімдерінің метафизикалық сипаты ерекше анық көрінеді. Бұл тарауда саны өте көп физикалық есептерді шешуді алгоритмдеу кез-келген физикалық жағдайды талдағанда (мысалы, Ньютон заңдарын қарастырғанда) оқушыларды сол немесе басқа бір физикалық объектіге немесе объектілер жүйесіне әсер ететін күштерді және Ньютонның екінші заңына сәйкес біржақты байланыстарды анықтауларына әкеледі. Одан әрі қарай формальды математикалық айла-амалдар оқушыларды ізделіп отырған есептің шешуіне әкеледі. Ең алдымен, ұқсас тапсырмаларды шешкенде дәстүрлі шешулер аясынан шығып, сол немесе басқа физикалық параметрлердің өзгеруі кезінде объектінің алатын мүмкін сипатын талдап, алынған нәтижелерді және олардың физикалық жағдайға анық сәйкестігін анықтап, мүмкін болатын шешімдерді болжау керек. Мысал үшін механика курсында дәстүрлі шешіліп жүрген есепке тоқталайық. Есепте орталық серпімді соққы кезіндегі дененің (материалдық нүктелердің) жағдайы анықталатын болады. Оқушылар өзара әсерлешуші екі дененің біреуі тыныштықта болып, олардың массалары мен және біреуінің жылдамдығы берілсе, олардың соқтығысқаннан кейінгі жылдамдықтарын () импульс пен энергияның сақталу заңдарын қолданып анықтайды. Осы екі теңдеуді шешіп мен -ні анықтайды: ; Егер есепті оқушыларда сақталу заңдарын қолдану дағдыларын қалыптастыру көзделсе, онда мұнымен тапсырманың орындалғандығы деп есептеуге болады. Алайда мұндай формальды шешу шын мәнісінде денелердің күйі жөнінде ештеңе айтпайды. Тек өзара әрекеттесуші денелердің массаларының арақатынасын есепте анықталатын нақты жағдайды талдағанда ғана қойылған сұраққа жауап беруі мүмкін. Шын мәнісінде егер денелер массасы тең () болса, онда бұрын қозғалып келе жатқан дененің жылдамдығы соқтығысқаннан кейінгі жылдамдығы нөлге теңеледі, ал тыныштық күйдегі дене V жылдамдығымен қозғалатын болады. т1 және т2 шама мәндерінің (т1>т2 немесе т1<т2) арақатынасына орай денелердің алатын жылдамдықтары бір бағытта немесе қарама-қарсы бағытта болады. Егер денелер массалары бір-бірінен ерекше айырмашылықта болғанда (т1 >> т2 немесе т1 << т2) өзара әрекеттесуден кейінгі алатын жылдамдықтар төмендегі жағдайлардағы қозғалысқа сәйкес: 1) ауыр дененің жылдамдығы өзгермей, ал жеңіл дененің жылдамдығы 2 есе артады; 2) жеңіл дененің ауыр денеден серпілуі болады. Келтірілген жағдайлардың барлық әралуандылығы т1 және т2 мәндерінің процесті анықтайтын физикалық шамалардың арақатынасына және V1 және V2 анықтайтын формулаларды талдау нәтижесінде алынды. Мектеп оқушыларының ғылыми ойлауы жөнінде айтқанда есте сақтарлық нәрсе – бұл физика мұғалімі оқушыларда физика ғылымының әзір тұрған ақиқат қоймасы емес, оларға жету процесі, білмеуден білуге деген қозғалыс екендігін, шектеулі білімнен едәуір дәл, жалпыға ортақтылыққа ұмтылыс екендігін түсінуді шексіз. Қазіргі ғылыми-техникалық прогресс заманындағы нарықтық катынастардың талабына сай бизнес пен коммерцияның, кооператив пен жеке косіпорынның, кәсіпкерлік пен меншіктің әр түрлі формаларын қарқынмен дамытудың қажеттігі болашақ кадрлардан жаңалыққа реакциясы жылдам, бақылаушылық ебдейлігі мен стандартты емес ойлау бейімділігі жетілген, тапқырлық пен ізденімпаздықты, шеберлік және іскерлік қасиеттерді талап етеді. Мұндай экономикалық және әлеуметтік маңызы зор істі мектепттен бастап, жастарға конструкторлық және өнертапқыштық шығармашылықтың негізін үйретуіміз керек. Бұған физика сабақтарының мол мүмкіндігін пайдалануымыз тиіс. Физиканы оқытуда оқушылардың шығармашылық қабілетін арттыру олардың физикалық ойлауын дамытудың құрамдас бөлігінің бірі болып табылады. Жас жеткіншектердің шығармашылық қабілетін дамытудың әдістемесі ғылыми-техникалық шығармашылық процестің заңдылықтарына негізделіп жүргізілуі керек. Жалпы алғанда, шығармашылық процестің құрылымы өзіне тән кезеңдер мен сатылардан, фазалар мен периодтардан тұратындығы П.К.Энгельмейердің, П.М.Якобсонның, Я.АПономаревтің, т.б. зерттеулерінен белгілі. Атақты физик-ғалымдардың (А.Эйнштейн, М.Борн, М.Планк, П.Л.Капица, А.Иоффе, И.Курчатов, С.Королев, т.б.) ғылыми өмір тәжірибесін қорытып, ой-пікірлерін талдап қарасақ, ғылыми-техникалық шығармашылықтың элементтері мынадай цикл түрінде құрылатындығы белгілі: фактілерді жинақтау →гипотеза ұсыну (абстракты модель құру)→идеяны шешу принципін анықтау → теориялық салдарларды қорыту → оларды эксперимент жүзінде тексеріп көру. Оқушылардың физикалық ұғымдарды түсініп, талдап ұғуы олардың логикалық және диалектикалық ойлауын дамытуға зор ықпал етеді. Академик С.И. Вавилов айтқандай, физикалық ойлауға дағдылану керек, оған көп жаттығу мен үзақ үйренудің нәтижесінде қол жеткізуге болады, бұл физиканы оқытудың ең басты міндеітерінің бірі болуы тиіс. Физика - табиғат туралы ғылым. Оның басты мақсаты -заттар мен денелердің, құбылыстар мен процестердің негізгі қасиеттерін біліп-тану, табиғат кұбылыстарының заңдылықтарын зерттеу. Сабақта мұндай танымдық процесс оқушылардың физикалық ойлауын дамытуды қажет етеді. Бұл үшін оқыту процесінде анализ және синтез, салыстыру мен аналогия, классификация және жүйелілік (систематизация), абстракция және жинақтап қорытындылау сияқты логикалық ойлау операцияларын пайдаланамыз. Демек, физиканы осындай логикалық талапқа сай оқытып, физика ғылымы негіздерінің логикалық жүйесін ашу арқылы оқушы жастардың физикалық ойлауы дамытылады. Бұл, әрине, алдымен мұғалімнің физикалық білімдер жүйесі мен оның құрылымының ерекшелік сипаттарын білуің қажет етеді. Оқушылардың физикалық ойлауын дамытуда ең алдымен оларды диалектикалық ойлауға, яғни физикалық құбылыстар сырының қалай ашылғандығына (мысалы, архимед күші, электромагнитгік толқын, радио байланыс, т.т.) үйретіп, әлі шешілмеген мәселелердің зерттеліп толық білімге айналатындығын (атомның және ядроньщ қүрылысы, ғарыш кемелерін ұшыру, телевизиялық хабар беру, т.т.) түсіндіріп, физикалық заңдылықтардың өзара байланысын (газ заңдары, уранның тізбекті реакциясы, т.т.) ашып көрсетуіміз қажет. Мектепте физиканы оқыту кезінде оқушыларды логикалық ойлаудың негізінен мынадай түрлеріне үйретуіміз керек: физикалық ойлау; ғылыми-техникалық ойлау; диалектикалық ойлау; индуктивтік ойлау; дедуктивтік ойлау; абстракты ойлау. Әрине, мұның бәрі бір сабақта немесе бір тарауды оқытумен бітетін іс емес, мұны оқушылардың мектепті бітіргенге дейін дамытылатын қабілеттері деп түсінуіміз тиіс. 1. Физикалық ойлау деп оқушылардың: а)физикалық құбылыстарды бақылау, ә) күрделі құбылыстарды құрамды бөліктерге жіктеу, б) олардың арасындағы өзара байланыстар мен қатынастарды анықтау, в) физикалық құбылыстар мен шамалардың арасындағы сандық және сапалық байланыстарды тағайындау, г) физикалық теориялардан шығатын салдарларды көре білу д) физикалық білімдерді практикада қолдана білу ебдейліктерін дамытуды түсінеміз. Мұның сапалық дәрежесін оқушылардың мынадай іс-әрекетінен көруге болады: а) ой еңбегін жеңілдететін логикалық тәсілдерді қолдана білуі, ә) физикалық формулалардың дұрыстығыыа сеніп, тексере білуі, б) есеп шығаруда тиімді тәсілдерді дүрыс таңдап ала білуі, в)физикалық шамалардың өлшем бірліктерін тексере білуі, г)физикалық зандылықтардың өмірде қолданылуын түсіндіре білуі, т.т. Физикалық ойлаудың осы көрсетілген жүйелілігі бойынша, мысал үшін, фотоэффект құбылысын, жылудың механикалық эквивалентілігін ( с = А/Q), т.т. талдауға болады. Оқушылардың ғылыми-техныкалық ойлауы физика мен математиканың арасындағы терең байланысты таба білуге, олардың техникада қолдану мүмкіндіктерін алдын ала болжай білуге, физикалық идеялардан түрлі техникалық конструкциялар мен модель сұлбаларды жасай білуге үйрету арқылы дамытылады. Бұған шала өткізгіштер мен электромагниттік толқын теорияларын мысал ретінде алуға болады, себебі оның негізінде электрониканың және радио телевизиялық техниканың қарыштап дамығаны белгілі. Табиғаттың объективті заңы - энергияның сақталу және айналу заңы-мектепте оқытылғанда, табиғат құбылыстарының өзара байланыстылығы, материя қозғалысы формаларының өзгеруі, энергияның сақталуы туралы ол заңның негізгі идеясы бүкіл физика курсын "қызыл жіптей көктеп" өтеді. Бұл оқушылардың диалектикалық ойлауын дамытуға қолайлы мүмкіндік туғызады. Физикалық құбылыстардың арасындағы байланыстардың себеп-салдарларын анықтай білуге үйрету - оқушылардың диалектикалық ойлауын дамытуға өте пайдалы әдістемелік тәсіл. Мысалы, капиллярлықтың себебі – сұйықтардың беттік керілу құбылысы, жарық жылдамдығының бір ортадан екінші ортаға өткендегі өзгеруі - жарықтың сынуының себебі дене жылдамдығының өзгеруі-күш әсерінің салдары, ал ауа салмағының салдары - атмосфералық қысым болып саналады; физикалық парадокстар мен софизмдерді шешу де - бұл мақсат үшін әсерлі тәсілдің бірі. Оқушылардың индуктивтік ойлауы логиканың синтездік (жалқыдан жалпыға көру, жинақтау) тәсілі негізінде дамытылады. Мысалы, балалардың жұқа резеңке шарларын, футбол мен машина баллонының камераларын насоспен үрлеп толтыруы, сабын суы көпіршіктеріп шығаруы, Паскаль шарымен (сумен және түтінмен толтырылған) тәжірибе жасауы арқылы жеке фактыларды қорытып, Паскаль заңын түсіндіріп, оның тұжырымдамасын береміз. Анализ (жалпыдан жекеге көшу арқылы талдау) тәсіліне сүйеніп оқушылардың дедуктивтік ойлауын дамытуға болады. Мәселен, Паскаль, Бернулли, Ленц заңдары энергияның сақталу және айналу заңының дербес түрі ретінде қорытылып шығарылады; Ньютон заңдары, қозғалыс мөлшерінің сақталу заңының жеке бір дербес түрі ретінде қарастырылады; Бойль-Мариотт, Гей-Люссак, Шарль заңдар -газның кинетикалық теориясының дербес түрі. Ойлаудың аналитикалық және синтетикалық тәсілдері физикалық есептерді шығаруда да көп қолданылады. Индуктивтік ойлауды дамытуда бақылаудан және зерттеуден алынған фактілерді қорытындылаудың (элементар бөлшектердің қасиеттері, электролиз туралы Фарадей зандары, т.т.) маңызы зор. Дедуктивтік ойлауға дағдыландыруда физикалық құбылыстарды классификациялау мен жүйелеу, салыстыру мен аналогия (ұқсату) тәсілдерін пайдалану да тиімді. Мысалы, физика сабақтарында термометрлердің, насостардың, механикалық қозғалыстардың түрлері, тегі, класы бойынша классификациясы беріледі. Мұны тақтада мынадай әр түрлі формада сызып көрсеткен жөн : Сұлба 3. Мәліметтерді сұлба түрінде берілуі физикалық шамаларды мәндерінің артуы бойынша талдап, жинақтап, кестеге түсіргенде жүйелеу (систематизациялау) тәсілін қолданудың да тиісті нәтижесі бар (мысалы, денелердің меншікті жылу сыйымдылықтары мен өткізгіштердің меншікті кедергілерінің кестелері). Физикалық аналогияға, жіңішке және жуан өткізгіштіктер кедергілеріне - тар және кең көшелердегі адамдар тобырын, тізбектеп және параллель қосылған өткізгіштіктердегі электр кернеуіне - сондай тармақты су құбырындағы қысымды мысалға келтіруге болады. Оқушыларды физикалық құбылыстарды салыстырудың күрделі формаларына (жоғары сыныптарда) үйретуге болады. Мысалы, активті, сыйымдылықты, индуктивтілікті кедергілердің немесе электронды, ионды, аралас электр өткізгіштердің өзара жалпы ұқсастықтары мен ерекшелік айырмашылықтарын олардың ажырата білгені жөн. Төменгі сыныптарда денелерді (қатты, сұйық, газ тәрізді), көлемі мен формасын сақтау қасиеті бойынша, механикалық қозғалыстарды жылдамдығы мен траекториясы бойынша классификациялауға үйретудің мүмкіндігі бар. Меншікті салмағы, тығыздығы, жылу өткізгіштігі, жылу сыйымдылығы, электр өткізгіштігі, балқу температурасы бойынша денелердің физикалық қасиеттерін талдап, салыстыруға, жүйелеуге, классификациялауға болады. Талдаудың нәтижесінде әр түрлі кұбылыстардың бәріне бірдей тән қасиетті анықтаудың да оқушылардың физикалық ойлауын дамытуда маңызы үлкен. Мысалы, өсімдіктердің қоректенуі, сорғыш қағазды пайдалану, май шамның пілігі (фитиль), үй қабырғасының сыз болуы, помидорды банкіде тұздау қандай физикалық ортақ бір құбылысқа негізделген (капиллярлық құбылыс) екендігін тағайындау. 6. Бірқатар түсіндіруге қиын физикалық құбылыстарды баяндауды оңайлату мақсатында сабақта абстракты ойлау (қиялдау, ойша тұжырымдау) тәсілін қолдануға мәжбүрміз. Мысалы, идеал газ, Карноның идеал циклы, абсолют қара дене сияқты ұғымдар, процестер, объектілер - абстракты ойлаудың жемісі. Физикалық құбылыстар мен объектілерді нобайлау (модель) арқылы да оқушылардың абстракты ойлауын дамытудың ескерерліктей мүмкіндігі бар (мысалы, атом мен ядроның моделі, кемтіктік өткізгіш, Галактика, Метагалактика, т.т.). Оқушыларды физикалық ойлаудың осындай түрлері мен тәсілдеріне үйретудің нәтижесінде олардың физикаға қызығушылығы артады, біліп-тану қарекеті жақсарады, оқу процесіндегі белсенділігі жоғарылайды, мұның бәрі оқытудағы формализм мен догматизмді жоюға ықпал жасап, жастарды тапқырлыққа, ебдейлікке, бақылай білушілікке, ізденушілікке, дәлел келтіруге, оқудағы қиыншылықты жеңе білуге, ғылыми құмарлыққа тәрбиелейді. Физиканы оқыту әдістемесіне ғылыми-шығармашылық процестің мынадай негізгі компоненттері кіруі тиіс: 1) фактыларды жинап, талдап, қорыта білуді үйрету; 2) фактыларды интуитивті жолмен нобайлауға баулу; 3) салдардан логикалық қорытынды шығаруға тәрбиелеу; 4) оны эксперименттік жолмен тексеруге дағдыландыру; 5) эксперименттің нәтижесін белгілі бір теориялық негізде дәлелдей білуге бағыттау. Мұның бәрі, әрине, бір сабақта жүзеге асырылмайтынын мұғалім түсінуі тиіс. Мұндай сабақтардың әдістемесін "Газдардың қасиеттері" тарауы негізінде талдап көрсетейік. 1. Бастапқы фактылар жиынтығы: алынған ыдыстың барлық көлемін газ толық толтырады, газ қатты сығылады және шапшаң ұлғаяды, газда диффузия құбылысы байқалады (тәжірибе көрсетіледі). 2. Гипотеза - модель: бақылаулар мен тәжірибенің негізінде серпімді шар-молекулалардан тұрады, олар ұдайы ретсіз қозғалыста болады деп жорамалдаймыз. Мұндай модель-гипотеза, газ қысымының болатындығын және газдың күйін сипаттайтын параметрлердің шамасын есептеуге мүмкіндік береді. Егер газ толтырылған ыдыстың көлемі V, ондағы газ молекулаларын саны N , массасы m, молекулалар қозғалысының орташа жылдамдығы V болса, онда газдың ыдыс қабырғасына түсіретін қысымын (р) есептеп шығаруға болады: рV = 2/3 N mv2/2; жүктеу/скачать 0,66 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|