Кванттық физика бойынша зертханалық жұмыстарды әзірлеу

бірегейлігі
-
бұл жағдайда термиялық ауытқулар жоқ. Бұл тек кванттық 
белгісіздікпен және кванттық шу деп аталатын шектелген рұқсат етілген 
сезімталдықпен ақпаратты беруге мүмкіндік береді.
Кванттық шу оны түрлендіру кезінде радиацияның қайтымсыз 
жоғалуымен байланысты және, атап айтқанда, ақпараттық арнаның толық 
қорғалуын қамтамасыз етуде кванттық физиканың тартымды мүмкіндігін 
пайдалануды шектейді. Ақпаратты қашықтықтан жіберудің кванттық 
арналарында немесе оптикалық кванттық компьютерде жарықты пайдалану 
шығындардың өсуіне байланысты күрделі мәселеге тап болады. Мәселені 
шешу үшін жарықтың микроскопиялық күйлерін –
кванттық регистрлерді 
сенімді жазу құрылғыларын құру қажет. Бұл кванттық жад пен кванттық 
интерфейс мәселесінің негізін құрайды.
Зертхана осы күрделі мәселені шешуді көздейтін бірқатар физикалық 
құбылыстарды зерттеумен айналысады. Жарықтың күйін бейнелейтін ең 
табиғи объект, мысалы, оның элементар компоненті –
Фотон –
атом болып 
табылады. Алайда атомдық электронның электромагниттік өріспен 
әрекеттесу константасы аз және жалғыз атомдарды қолдану онша тиімді 
емес. Көптеген атомдарды (ансамбльді) пайдаланып, оған жарық ағынын 
коллимациялау арқылы өзара әрекеттесу әсерін күшейтуге болады. Біз жарық 
пен атомдық ансамбльдер арасындағы кванттық интерфейс жүйелерінің 
әртүрлі нұсқаларын зерттейміз.
Физикадан білім алушылардың өз бетінше істейтін жұмыстарының 
түрлерімен таныстырып, оларды ұйымдастыру әдістемесін беру мақсатпен 
еңгізілген. Осы оқу
-
әдістемелік құралына келесі сұрақтар еңгізілген:
1. 
Білім алушылардың өзіндік жұмыстарының түрі.
2. 
Физикадан білім алушылардың өзіндік жұмыстарының
жүйесін 
құрудың дидактикалық принциптері және оған жетекшілік ету.
3. 
Физикадан оқу әдебиетімен өзіндік жұмыс жасау.
4. 
Жоғары сынып білім алушыларына өзіндік жұмыстарды ұйым
-
дастырудың ерекшеліктері.
Білім алушылардың өзіндік жұмыстарының түрі
Білім алушылардың өзіндік жұмысы деп біз арнаулы осы жұмыс үшін 
берілген уақыттағы, олардың оқытушынің тікелей қатысуынсыз, бірақ оның 
тапсыруымен, бақылауымен және басшылығымен орындайтын жұмысын 
түсінеміз. Өзіндік жұмыс оқытушынің ұсынғантапсырмаларының неғұрлым 
тиімді тәсілдерін іздестірумен, нәтижелерінің таңдауына байланысты білім 
алушылардың белсенді ақыл
-
ой әрекетін қамтамасыз етеді.

Физиканы және электр және магнетизм пәндердің оқыту үрдісінде 
өзіндік
жұмыстардың әр түрін қолдану арқылы білім алушылар өздері
білім, 
ебдейлік және дағдыны қалыптастырады.
Оқу барысында қодданылатын өзіндік жұмыстардың –
барлығын 
нышандарына байланысты жіктеуге болады:
–
дидактикалық мақсаты бойынша;
–
білім алушылардьщ оқу әрекеттері бойынша;
–
білім алушылардың шығармашылық элементтері бойынша;
–
жұмысты өздігінен орындай алу дәрежесі бойынша және т.б.
Өзіндік
жұмыстардың барлық түрлерін дидактикалық мақсаты 
бойынша бес топқа бөлеміз:
1. 
Жаңа
білімді
меңгеру
және
өз
бетінше
білім
алу
ебдейлігін қалыптастыру.
2. 
Алған білімдерін тереңдету және нақтылау.
3. 
Жаттығу және практикалық есептерді шығару кезінде алған білімді 
қолдана алу ебдейлігін қалыптастыру.
4. 
Практикалық сипаттағы ебдейлік пен дағдыны қалыптастыру.
5. 
Күрделенген
жағдайларға
білімді
қолдану
ебдейлігін
және шығармашылық қабілетін дамыту.
Бір дидактакалық мәселені шешу әр түрлі жолмен іске асады, 
сондықтан әрбір топта өзіндік жұмыстардың бірнеше түрлері кездеседі. 
Өзіндік жұмыстардың бұл түрлері бір
-
бірімсн тығыз байланысты, өйткені әр 
түрлі дидактикалық мәселелерді шешуде бір ғана жұмыс қолданылмауы 
мүмкін.
Мысалы; эксперименттік және практикалық жұмыстар арқылы тек 
іскерлік пен дағды қалыптаспайды, сонымен қатар жаңа ұғымдар меңгеріледі 
және алған білімдерін қолдану ебдейлігі қалыптасады.
Жұмысты негізгі дидактикалық мақсаты бойынша жіктеу кезіндегі 
оның мазмұнын қарастырайық:
1) 
Жаңа білімді меңгеру және өз бетінше білім алу ебдейлігін 
қалыптастыру оқулықпен немесе үлестірімділік материалдармен жұмыс, 
бақылаулар мен тәжірибелерді, сонымен бірге жаттығу
-
есеп сипатындағы 
жұмыстарды орындау негізінде іске асады (формуланы талдау және
оны 
талдау кезінде шамалардың негізгі өлшем бірліктері мен туынды өлшем 
бірліктерінің арасындағы қатынасты және де шамалар арасындағы 
функционалды тәуелділіктің түрін анықтау, т.с.с.).
2) 
Алған білімдерін тереңдету және нақтылау мынандай арнаулы 
жаттығулар көмегімен орындалады: ұғымның нышандарын нақтылау, 
олардың шектеулі, елеулі қасиеттерін елеусіз қасиеттерінен ажырату; 

зерттелетін құбылыстар мен денелердің қасиеттерін салыстыру және 
теңестіру т.б.
3) 
Меңгерілген білімді практикада қолдану ебдейлігін
қалыптастыру әр 
түрлі есептерді (сапалық есептеу, графиктік, есеп
-
суреттер) немесе жалпы 
түрдегі есептерді шығару, техникалық және жобалау
-
конструкторлық 
жұмыстарды орындау арқылы (құралдың бұзылу себептерін тауып, оны 
жөндеу және де оның құрылысына өзгерістер енгізіп, жаңа қүрылысын жасап 
шығару) эксперименттік жұмыстар көмегімен жүзеге асырылады.
4) 
Төмендегі әр түрлі жұмыстар практикалық сипаттагы ебдейлік пен 
дағдыны қалыптастырады: есептер шығару, практикалық сипаттағы 
зертханалық жұмыстар, өлшеу құралдарының шкалаларын оқып білу (құрал 
шкаласының бөлік құнын, белгіленуін, төмеңгі және жоғарғы өлшеу шегін 
анықтау), шамаларды тікелей өлшеу және оларды жанама жолмен анықтау, 
электр тізбектері мен құралдарының сызбасын оқу және сызу, дайын 
бөлшектерден, үлгілерден құралды жинақтау, оның шкаласын градуирлеу 
және т.б.
5) 
Шығармашылық сипаттағы ебдейлік пен дағды шығарма, реферат, 
баяндама жазу кезінде; үлгілеу және құрастыру бойынша тапсырмалар 
орындау барысында, зертгеу элементтерімен жұмыс істеу; есеп шығарудың 
жаңа тәсілдерін, тәжірибелердің жаңа нұсқасын іздеуде және оның қою әдісін 
жеке дайындау арқылы қалыптасады.
Өзіндік
жұмыстарды оның негізгі түрі мен білім алушылардың іс
-
әрекеті бойынша классификациялау:
1) 
оқулықпен және қосымша (анықтамалық оқу құралдары мен 
ғылыми
- 
көпшілік) әдебиеттермен жұмыс;
2) 
экспериментгік және практикалық жұмыс;
3) 
аналитикалық есептеу;
4) 
графиктік;
5) 
жобалау
-
конструкторлық;
6) 
жүйелеу және жіктеу бойынша жұмыстар;
7) 
білімді құбылыс және дененің қасиеттерін болжауда және 
түсіндіруде қолдану.
Эксперименттік тәжірибені дамытудың өзекті жолдарының бірі 
- 
физика бойынша құм
-
цифрлық ақпараттық технологияларды пайдалану
. 
Педагогикада компьютерлік өлшеу кешендерін зертханалық практикумдарға 
енгізу бойынша зерттеулер белгілі оқу орындары. Алайда, бұл зерттеулер 
Атомдық және кванттық физика бойынша зертханалық практикумды дамыту 
мәселелерін іс жүзінде қозғамайды.

Компакт 
- 
дискілерде жеткізілетін жалпы физика курсы бойынша 
виртуалды зертханалық жұмыстар белгілі. Алайда, шын мәнінде, біз 
теориялық білімді ұсынудың ерекше формасы туралы айтып отырмыз,
содан 
кейін оқушыны компьютерлік интерактивті ойынға қатыстырамыз. Сонымен 
қатар, виртуалды аспаптар технологиясы нақты физикалық эксперименттің 
ерекшелігін сақтай отырып, мүмкіндік
береді . Атом және кванттық физика 
бойынша
заманауи зертханалық практикум мысал, жүйелі қателіктер), 
университеттің физика 
- 
техникалық мәдениетінде оқушылар мен 
студенттерді бейіндік даярлау міндеттерін қою. Атом және кванттық
физика 
бойынша ұсынылатын оқу
-
әдістемелік зертхана кешенінің (УМЛК) физика, 
Педагогика және кәсіптік білім беру әдістемесі бойынша ғылыми зерттеулер 
мен рефераттарды талдау университеттегі атом физикасы бойынша физика 
практикумының 
келесі 
дидактикалық 
және 
эпистемологиялық 
ерекшеліктерін анықтауға мүмкіндік берді.
1. 
Зертханалық экспериментте интеграция ғана емес, сонымен қатар 
әртүрлі ғылымдардың (физика, техника, информатика, математика және т.б.) 
әдістерінің, заңдарының, ұғымдарының трансфері жүреді.
2. 
Атомдық және кванттық физика бойынша зертханалық 
зерттеулер физика, математика, информатика саласындағы студенттердің 
озық интеллектуалдық дамуына және оларда құбылыстар үшін физика 
- 
техникалық модельдеу және сандық талдау дағдыларын қалыптастыруға 
мүмкіндік береді.
3.Кванттық физикадағы зертханалық жұмыстардың құрамы негізгі 
эксперименттер арқылы оңтайлы анықталады. Негізгі эксперименттің 
белгілерінің бірі оның ерекше дүниетанымдық және қолданбалы
маңыздылығы 
болып 
табылады. 
Атом 
физикасындағы 
негізгі 
эксперименттердің бір бөлігі Нобель сыйлығының тарихында көрінеді.
4. 
Университеттің Атомдық және кванттық физика практикумында 
экспозициялардың сегіз негізгі тақырыбын бөліп көрсетуге негіз бар: 
фотондардың қатысуымен кванттық ауысулар, энергияны кванттау, 
магниттік резонанстар, материя толқындарының дифракциясы (толқындық 
функция), сәйкестілік принципі, кванттық ауысулар және сақтау заңдары, 
айырбастау өзара әрекеттесуі, туннельдік әсер.
5. 
Атом физикасы бойынша зертханалық тапсырмалар көп деңгейлі 
білім беру шкаласына ие. 1 және 2
-
кестелерде зертханалық тапсырмаларды 
қызмет түрлері бойынша саралау мысалдары келтірілген.

жүктеу/скачать 3,46 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: