Issn 1607-2782 Республикалық ғылыми-әдістемелік


Метод простой итерации в задаче Коши для теплопроводности



жүктеу 7.23 Mb.
Pdf просмотр
бет14/29
Дата30.03.2017
өлшемі7.23 Mb.
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   29

Метод простой итерации в задаче Коши для теплопроводности.
Рассмотрим обратную задачу (1.4)­(1.7) в операторном виде
Ag = f
Будем решать эту задачу, минимизируя целевой функционал 
 с помощью метода 
наискорейшего спуска. Этот метод состоит в последовательном вычислении приб лижений q
n
 по схеме:
где q
n
 – некоторое начальное приближение, 
(q
n
) – градиент рассматриваемого функционала, а параметр q

определяется из следующего условия:

111
Покажем, как вычисляется градиент функционала в рассматриваемой обратной задаче. Вычислим 
приращение функционала J(q):
где  u(x,t) – решение задачи прямой задач (1.4)­(1.6);
       du(x,t) – решение задачи:
                                                   (8)  
                                                           (9)
  
                                                   (10)   
Конечно-разностный метод решения прямой задачи
Пусть функция   u (x, t) – решение прямой задачи  Коши для уравнения теплопроводности [2]:
   
                              
и строилась равномерная сетка в пространстве
(x, t):
Затем по известной функции q(x) в момент времени t = T  строилась табличная функция  u(x,T)
После чего проводилась дискретизация этих соотношений:
                                            (11)
                                                        (12)
                                                                  (13)
Пусть  Nx  –  количество  узлов  равномерной  сетки  на  интервале  (0,  L),  а  Nt  –  количество  узлов 
равномерной сетки на интервале (0,T). Тогда определим шаг сетки:
 
Из условия (2.11) заполняем нулевой и Nx слои по пространству x = 0, x = L
 и затем из 
условия (2.10) заполняем Nt слой по времени: 
. Тогда 
                                                     (14)
Результаты численных  расчетов
В численных расчетах для определения решения u (x, t) задачи (11)­(13) были  взяты  в качестве  

. На рисунке 1 показано поведение решения прямой задачи 
теплопроводности.

112
 
                
    
Рис. 1. Решение u (x, t)
Численное решение обратной задачи Коши уравнения теплопроводности
Как уже было рассмотрено, обратная задача заключается в нахождении функции q(x) по допол ни­
тельной информации u (x, 0)= f(x). Для этого сначала решаем прямую задачу и, забывая о q(x), должны 
показать  сходимость решения q
n
(x), полученного методом простой итерации, к точному решению q(x), 
исходя из данных f(x). Численные расчеты показали, что при e = 0,8 число итерации.

= 0,4      k = 14671
Рис. 2.

= 0,1      k = 24507
 Рис. 3.

113
Как видим, при разных значениях ошибок в задании правой части решение обратной задачи изменяет­
ся  не сильно. Таким образом, решение обратной задачи для задачи Коши уравнения теплопроводнос ти  
устойчиво при выполнении условия 
Литература:
1.  Кабанихин  С.И.  Обратные  и  некорректные  задачи.  –  Новосибирск:    Сибирское  научное  изда­
тельство, 2009.
2. Кабанихин С.И., Бектемисов М.А., Нурсеитова А.Т. Итерационные методы решения обратных и 
некорректных задач с данными на части границы. – Алматы; Новосибирск: ОФ «Международный 
фонд обратных задач», 2006.
Резюме
Жұмыстың  тақырыбы:  «Жылуөткізгіштіктің  ретроспективті  есебін  сандық  әдіспен  шешу». 
Жұмыста  мынадай  терминдік  сөздер  қолданылады:  жай  итерация  әдісі,  жылуөткізгіштік,  есепті 
регуляризация лау.  Зерттеу  жұмысымда  жылуөткізгіштік  теңдеуі  үшін  Коши  есебі  қойылып,  оның 
ішінде  ретроспективті  есебінің  әдістері  қарастырылғын.  Есептің  шешімін  табуда  жылуөткізгіштік 
теңдеуі үшін қойылған Коши есебін Aq = f  түріндегі операторлық теңдеуге келтіру әдісі пайдаланыл­
ды. Жұмыстың орындалу бары сында мынадай нәтижелерге қол жеткізілді, яғни жай итерация әдісі 
арқылы  жуық  шешімнің  нақты  шешімге  жинақтылығы  мен  орнықтылығы  көрсетілді.  Егер  әдісіміз 
жинақты және орнықты болса, онда бұл әдісті әрі қарай өмірегі нақты шынайы жылуөткізгіштік тің 
ретроспективті есептерін шешуде пайдалануға болады. 
Summary
The theme of my report is Numerical method of solving of backward heat conduction problems.  During the 
process two references were cited. Key words: approximation method, heat conduction, retrospective problem, 
regularization of problem. The object of my research is Cauchy problem for heat conduction equation. The 
goal of my research is studying methods of regularizations method of heat conduction problem. The ‘Recasting 
Cauchy  problem method for heat conduction problem to  operator equation of the form Aq = f was used 
During the research. The following results were obtained  on the process: was shown convergence and stability 
of approximate solution  built in simple  iteration  method to exact solution. As method is   convergent and 
stable it can be used for concrete  and real retrospective heat conduction problem.
ӘОЖ 371.64/69:374.3
ЖАРЫҚ ЖӘНЕ ОНЫҢ ҚОРШАҒАН ОРТАҒА
 ӘСЕРІ ТУРАЛЫ ОҚУ МАТЕРИАЛЫНЫҢ ФИЗИКА
 КУРСЫНДА ПАЙДАЛАНЫЛУЫ
Т.Р. ЖАЙСАҢБАЕВ,
  педагогика ғылымдарының кандидаты, профессор
 Ә. БЕКҚОЖАЕВА, 
Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университеті, 
Қазақстан Республикасы
Жарық  адам  өмірі  мен  жан­жануарлар,  өсімдіктер  дүниесіндегі,  жалпы  тіршіліктегі  ең  маңызды 
абио тикалық фактор болып саналады.
Күн ғарыш кеңістігіне орасан көп мөлшерде энергия бөліп шығарады. Ғарыштың жер атмосферасы 
мен шекаралық тұсындағы радиация 1,98­ден 2 кал/см
2
 немесе 1,35 кВт/м
2
 (күн тұрақтысы) мөлшерінде 
15­56

114
болады [1, 141]. Барлық түсетін радиацияның 42% = (33% + +9%)­ы атмосферадан ғарыш кеңістігіне 
шағылады,  15%­ы  атмосфера  қабатында  жұтылып  және  оны  қыздыруға  жұмсалады,  43%­ы  ғана 
жер  бетіне  жетеді.  Радиацияның  бұл  бөлігі  –  тікелей  Күннен  келетін  және  ең  үлкен  энергетикалық 
қуаты  (жүктемесі)  бар  тура  радиация  деп  аталатын  параллельге  жуық  сәулелер  (27%),  Жерге  аспан 
күмбезінің барлық нүктелерінен, ауа молекулаларынан, су буы тамшыларынан, мұз кристалдарынан, 
шаң­тозаң бөлшектерінен шашыраған, сонымен бірге, бұлттардан төмен қарай шағылған диффузиялық 
(шашырағыш) радиация деп аталатын сәулелерден (16%) тұрады. Тура және шашырағыш радиацияның 
жалпы қосындысын жиынтық радиация деп атайды [2].
Жарық, бір жағынан, тірі организмдер үшін, онсыз өмір болмайтын, энергияның бірден­бір көзі, 
екінші жағынан, оның протоплазмаға тура түсіп әсер етуі организмдер өмірі үшін өте қауіпті. Көптеген 
морфологиялық және жүріс­тұрыс, беталыс бағыттағы сипаттамалары осы мәселенің қалай шешілуіне 
байланысты болады. Сонымен, биосфераның эволюциясы, тұтасымен алғанда, Күннен келген сәулені 
«бас  білдіруге»  жұмсалып,  оның  пайдалы  құрамдас  бөліктерін  қолдануға  және  зиянды  бөліктерін 
әлсіретіп, одан қорғануға бағытталған. Демек, жарық – тек өмірлік маңызды ғана емес, сонымен қатар, 
төменгі және жоғарғы деңгейлерде шектейтін фактор. Осы тұрғыдан қарағанда, ешқандай да фактор, 
экология үшін жарық сияқты қызықты емес.
Жер,  оның  биосферасы,  атмосферасы,  гидросферасы  және  литосферасындағы  барлық  нәрсе 
Күнге, Жердің беттік қабықшасына түсетін күн энергиясына байланысты. Энергияның негізгі бөлігі 
жарық  (көрінетін  және  көрінбейтін)  түрінде  түседі.  Жарық  дегеніміз  толқын  болғандықтан,  Күннің 
толқындық  сәулесіне  рентген  және  g­сәулелері,  ультракүлгін  және  инфрақызыл  сәулелер  жатады. 
Күннің толқындық сәулесі 300000 км/с жылдамдықпен түзу сызықты түрде таралады. Демек, Күннен 
Жерге дейін бұл сәуле (көрінетін жарық, рентген, ультракүлгін, инфрақызыл сәулелер) практикалық 
тұрғыда лезде, 8 минутта жетеді [3].
Жер  атмосферасының  жоғарғы  шекаралығына  келетін  Күннің  толқындық  сәулесі  уақытқа  бай­
ланысты өзгереді. Уақыт өткен сайын Күн бетінде атом бомбасының жарылыстарын еске түсіретін, 
бірақ олардан көп қуатты процестер болып отырады. Осы жарылыстар кезінде әр түрлі жиіліктердегі 
күн сәулесі, жарылыс аймағында көрінетін сәуле, рентген және ультракүлгін сәулелер көптеген есе 
күшейеді.
Жердегі өмір үшін алдымен күн сәулесінің ауаны және жер бетін қандай дәрежеде қыздыратыны 
маңызды. Сондықтан, алдымен күн сәулесінің толық энергиясының маңызды екені түсінікті. Дегенмен, 
күндегі жарылыстар кезіндегі Күннің толқындық сәулесіндегі өзгерістер, күннің толқындық сәулесі­
нің толық энергиясына аз әсер етеді. Белгілі бір дәлдікпен Күннің толқындық сәулесінің энергиясы 
уақытқа байланысты өзгермейді, тіпті өзгермейді деп санасақ та болады.
Дегенмен, күн сәулесі, жарық тек энергетикалық қор ғана емес, ол – маңызды экологиялық фактор.
Жер атмосферасына өтетін күн сәулесі ішінен көрінетін жарықтың үлесіне энергияның шамамен 
50%­ға жуығы келеді, ал қалған 50%­ын жылулық инфрақызыл, 1%­ға жуығын ультракүлгін сәулелер 
құрайды.
Организмдер  өмірінде  тек  көрінетін  сәулелер  ғана  емес,  жер  бетіне  жететін  сәулелі  энергияның 
басқа да түрлері маңызды орын алады, оларға ультракүлгін, инфрақызыл сәулелер, электрмагниттік 
(әсіресе радио) толқындар және басқалары жатады. Ультракүлгін сәулелердің фотохимиялық әсері бар, 
организмдер оған өте сезімтал. Мысалы, ұзындығы 0,25­0,30 мкм ультракүлгін сәулелер жануарлар 
ағзасында Д витаминінің пайда болуына мүмкіндік жасайды, ал оның 0,326 мкм толқын ұзындығында 
адам  терісінде  қорғаушы  пигмент  құралады,  0,38­0,40  мкм  толқын  ұзындықтағы  сәулелердің 
фотосинтетикалық белсенділігі үлкен болады. Дозалары аз бұл сәулелер жасушалардың өсіп­көбеюіне, 
жоғары белсенділіктегі биологиялық қосылыстардың синтезделуіне жағдай жасайды, өсімдіктердегі 
витаминдер, антибиотиктер мөлшерін көбейтіп, олардың түрлі ауруларға шыдамдылығын арттырады.
Инфрақызыл сәулелерді барлық организмдер қабылдайды, атап айтқанда, жануарлар организмдері­
нің нерв жүйесінің жылулық орталықтарына әсер етіп, олардағы қышқылдану процестерін және қоз­
ғалыс реакциясына қажетті температурасын реттеу жұмыстарын іске асырады.
Барлық организмдер өміріндегі көрінетін жарықтың орны ерекше. Жарықтың қатынасуымен өсім­
діктер мен жануарларда фотосинтез, транспирация, фотопериодизм, қозғалыс, көру сияқты және т.б. 
маңызды процестер іске асады. Жарықта хлорофилдің түзілуі және биосферадағы маңызды фотосинтез 
процесі іске асады.

115
Өсімдіктер дүниесінің фотосинтездеу қызметі планетаны органикалық затпен және ондағы жинақ­
талған энергиямен қамтамасыз етеді, ал оның өзі Жердегі өмірдің пайда болуы және даму көзі екені 
белгілі.
Әрбір өмір сүретін орын белгілі бір жарық режиммен, интенсивтілік (күш) қатынастарымен, жа­
рықтың мөлшері және сапасымен сипатталады.
Интенсивтілік немесе жарық күші минутына 1см
2
 горизонталь бетке келетін джоуль мөлшерімен 
өлшенеді. Тура түсетін күн сәулелері үшін бұл көрсеткіш практикалық тұрғыда географиялық ендікке 
байланысты  өзгермейді.  Оған  рельефтің  ерекшеліктері  айта  қаларлықтай  әсерін  тигізеді.  Мысалы, 
солтүстік баурайына қарағанда, оңтүстігінде жарық интенсивтілігі көбірек болады.
Жиынтық радиациясымен анықталатын жарық мөлшері полюстерден экваторға қарай арта бастай­
ды. 
Жарық режимін анықтау үшін шағылатын жарық мөлшерін – альбедоны ескеру қажет. Ол жалпы 
радиациядан белгілі бір пайыз арқылы есептеледі және сәулелердің түсу бұрышы мен шағылдырғыш 
беттің қасиеттеріне байланысты. 
Мысалы, қар күн энергиясының 85%­ын шағылдырады, үйеңкі ағашының жасыл жапырақтарының 
альбедосы 10%­ды, ал күзгі сары жапырақтар 28%­ды құрастырады.
Жарыққа  байланысты  өсімдіктерді  мынадай  экологиялық  топтарға  бөледі:  жарықсүйгіш, 
көлеңкесүйгіш және көлеңкеге шыдамды. 
Сыртқы  дүние  туралы  барлық  мәліметтер  көлемінің  85%­ға  жуығын  адам  өз  өмірі  мен  қызметі 
барысында көзбен көру арқылы алады екен. Сыртқы түр мен кеңістік, қоршаған орта мен аудан беті 
олардың түсінің айырмашылығына байланысты қабылданады. Сонымен, жарық дегеніміздің өзі түс, 
ал түс дегеніміздің өзі жарық. Физикалық көзқарас тұрғысынан бұл ұғымдар бөлінбейді. Сондықтан, 
оқушылар түсті ортаның эстетикалық ұйымдастыру құралы есебінде ғана қабылдамай, олардың түс 
туралы физикадан қажетті мәліметтерді алғаны дұрыс. 
Жарық толқын ұзындықтары шамамен 400­ден 700 нанометрге (нм) дейінгі электрмагниттік сәуле­
лер облысын қамтиды. Олар көз торына әсерін тигізіп, соған байланысты жарықтың түсін сездіреді. Ақ 
жарық деп айтылатын табиғи жарық түрлі түсті қарапайым сәуле шоқтарынан тұрады.
Адам үшін көрінетін сәулелер облысы – күлгіннен қызыл сәулелер аралығында, яғни оның спект­
рінде жеті түрлі түсті сәулелер орналасқан.
Сәулелердің түсіне байланысты олардың адамға әсер етуі де әр түрлі. Мысалы, сары түс қуаныш, 
жылулық, кеңдік, жеңілдік сезімдер туғызып, қанның пульсациясын тездетеді, көз қарашығын ұлғай­
тады. Күлгін түс шаршағандық, ауырлық, таршылық және қолайсыз үлкендік сезімдерін туғы зады.
Көк түс суықтық, тарлық, қайғы, мұң сезімдерін келтіреді. Жасыл түс суықты шақырып, көз ішінде­
гі қысымды азайтады, қан айналымын реттейді, бұлшық ет қызметін жақсартады. Көгілдір түс қо ңыр 
салқын соққандай әсер береді, заттарды алыстатып, адам көңілін тыныштандырады. Сұр түс зерікті­
реді,  суықтық  пен  апатия  келтіреді.  Қызыл  қоңыр  мен  сұр  түстер  адам  психикасына  нашар  әсерін 
тигізіп, үрей, қорқыныш әкеледі [4].
Міне, жарық түстерінің осындай әсері мен қасиеттерін адам жұмыста, күнделікті тіршілік ортасын­
да дұрыс және тиімді пайдалануы керек.
Мектептегі оқу шеберханалары мен лабораториялары, кабинеттері, сол сияқты өндірістік цехтар үш 
түрлі әдіспен жарықталынады: табиғи жарық, жасанды жарық көздері және аралас (табиғи´жасанды) 
жарық көздері жүйесі [5, 56].
Кітап  оқу,  жазба  жұмысы  және  кез  келген  басқа  жұмыстың  ойдағыдай  жүруі  үшін  қалыпты  жа­
рықтандырудың маңызы зор. Мүмкін болғанша, табиғи жарықта жұмыс істеген дұрыс, бірақ күзгі және 
қысқы уақыттарда жасанды жарықты пайдалануға тура келеді.
Жасанды  жарықтың  нормативіне  сәйкес  жұмыс  орнының  жарықталынуы  100­200  люкс  шегінде 
болуы керек.
Табиғи жарық – жарықтандыру міндеттерінен басқа, адамның сыртқы табиғи ортамен көз байланы­
сын іске асырудағы маңызды фактор. Жалпы қазіргі заңға сәйкес өндіріс және оқу орындарының табиғи 
жарықпен  міндетті  түрде  жарықталынуы  қарастырылған.  Кейбір  жеке  жағдайларда  ғана  жасанды 
жарықты пайдалануға технологиялық мүмкіндік болуы тиіс.

116
Табиғи жарықты экологиялық және санитарлық­гигиеналық тұрғыдан тиімді пайдалану үшін оқу­
шылардың  столы,  жұмыс  орны,  өңделетін  детальдардың  дұрыс  орналасуы,  оларға  көлеңке  түспеуі, 
құрал­жабдықтардың  ашық  бояумен  боялуы,  терезе  және  шам  шынылары  тұрақты  түрде  шаң  мен 
тозаңнан тазаланып тұруы керек. Табиғи жарықты пайдалануда күндізгі мезгілдің кейбір кезеңдерін­
де жартылай мөлдір материалдар, жалюздер арқылы реттеп отыруды қарастыру қажет. Осы істелетін 
шаралар жұмыс орнын тура инсоляциядан (күн радиациясының бетке түсуінен) көзді қорғауға көмегін 
тигізеді.
Жергілікті,  яғни  жасанды  жарықталыну  кезінде  жарық  көздерінен  түскен  жарық  белгілі  бір 
аумаққа  ғана,  яғни  жұмысшы  немесе  оқушының  назары  түсетін  зонаға  бағытталуы  тиіс.  Ондай 
жұмыс  зонасы на  металл  өңдейтін  станок,  тігін  машиналарының  өңдейтін  бөліктері,  радиоаспаптар 
мен сағат бөлшектері қойылып, құрастырылатын орын, жазу столының беті, т.с.с. жатады.
Комбинацияланған  немесе  аралас  жарықталыну  жұмыс  орнының  бір  мезгілде  вертикаль  және 
горизонталь беттерін күшті жарықтандыру қажет болғанда пайдаланылады.
Жарықтандырудың кез келген жүйесінде мына ережелерді басшылыққа алу қажет:
–  жұмыс  зонасындағы  өңделетін  объектілерге  және  олар  орналасқан  бетке  жарық  біркелкі  түсуі 
керек, яғни бір зат күшті жарықта, ал екінші зат әлсіз жарықта болса, адам назары бірінен екіншісіне 
ауысқанда, көздің тез қалыптасуы қиын, сондықтан ол көзді тез шаршатуға алып келеді;
– жарықталыну тұрақты болуы керек, ол үшін ток кернеуі тербелістері болмай, шамдардың жарық­
тылығы тұрақты және олардың қозғалмайтындай бекітілгені дұрыс;
– жұмыс орындалатын объектінің бетіне және оны қоршаған кеңістікке көлеңкелер түспегені жөн, 
ондай көлеңкелерді шағылған сәулелерді пайдаланып жойып отыруға болады;
– өңделетін деталь немесе зерттелетін объекті мен аяның арасындағы контраст орташа болуы керек;
– жарық құрамында адам көзін шаршататын жарқыраған ақ дақ болмағаны және оның көзге тура 
түспегені жөн.
Оқу орындарындағы табиғи жарықталынудың ең жақсы түрі бүйірден, яғни сол жақтан күн сәуле­
сін реттеп жіберетін қондырғыларды пайдаланып түсіретін жарық саналады. Оқу бөлмелерінің ені 
6 метрден асып кетсе, оң жақ бүйірден де жарық түсіретін қондырғы болуы керек. Терезе және жарық 
түсіретін жерлерге түрлі қажетті емес заттардың жиналып, жарыққа кедергі болмағаны дұрыс. Сынып 
бөлмелеріндегі стол беттері ашық сұр, жасыл көк түстерге, жазу тақталары көбінесе қара, сұр, жасыл 
түстерге боялып, алдыңғы және соңғы оқушылар столынан тақтаға дейінгі қашықтықтар нормасының 
сақталуы қажет.
Жасанды жарықталыну бөлменің өлшемдері мен орындалатын жұмыстың түріне, оған қойылатын 
талаптарға байланысты 5­5000 лк аралығында нормаланады. Қуаты 200 Вт­тан артық электр шамдары 
еденнен ең кем дегенде 3 м биіктікте орналасады.
Міне,  осы  талаптардың  орындалуы  адам  денсаулығын  сақтауға,  оның  ішінде  көзге,  көруге  эко­
логиялық тұрғыдан жайлы болатыны сөзсіз.
Осы  айтылған  мәліметтерді  физика  пәні  мұғалімі  жарық  толқындары  мен  қасиеттері,  жарықтың 
таралуы мен әсерлері туралы нақты тақырыптарда пайдалануына әбден болады.
Әдебиеттер:
1. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология: Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ, 1999. – С. 141­144.
2. Попл Ст. Физика в диаграммах. – М.: Астрель: АСТ, 2006.
3. Вавилов А.М. Глаз и Солнце. – М.: Наука, 1976.
4. Экология и безопасность: Справочник [в 3 т.] / Под ред. Н.К. Рыбальского. – М., 1994. 
5. Сулла М.Б. Охрана труда. – М.: Просвещение, 1984. – С. 56­61.
Резюме
В статье приведены физические характеристики солнечного света, его воздействие на атмосферу, 
на животный и растительный мир, в целом на все человечество. При этом авторы рассматривают проб­
лему светового излучения не только как физическое явление, но его влияние на окружающую среду. 
Приведены конкретные примеры действия светового излучения на окружающую среду и его влияния 
на экологию. Все эти данные имеют практическую  значимость  и могут быть использованы учителями 
физики в учебном процессе.

117
Summary
The article provides the physical characteristics of the solar light, its impact on the atmosphere, the flora and 
fauna, in general the humanity.The author considers the problem of l luminous radiation, not only as a physical 
phenomenon, but its impact on the environment.To confirm this, the author provides concrete examples of the 
action of luminous radiation e on the environment and its impact on the egology.
All these data are of practical importance and can be used physics teachers in the educational process.
УДК 337.37:9.004
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ  ИНФОРМАЦИОННЫХ 
И  КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАНИЕ
Б.К. ЖАРМЕНОВА, Г.И.  МУКЕЕВА, Р.У. АЛЬМЕНАЕВА, 
Кызылординский государственный университет имени Коркыт Ата, 
Республика Казахстан
Недостатки  традиционной  системы  обучения  вынуждают  педагогов  искать  новые  организацион­
ные формы и средства обучения. Применение компьютера в учебном процессе позволяет в той или 
иной  степени  решить  задачу  поиска  новых  организационных  форм  обучения,  способствующих 
достижению оптимального как образовательного, так и воспитательного эффекта. Компьютер является 
универсальным средством обучающей деятельности, он может быть использован на самых различных 
по содержанию и организации занятиях.
Педагогическая  эффективность  от  внедрения  современных  средств  информационных  и  комму­
никационных технологий (ИКТ) в образовании напрямую зависит от реализации интенсивных форм и 
методов обучения.
К основным недостаткам традиционной схемы обучения следует отнести:
– большое количество обучаемых с разной степенью подготовленности в одной учебной группе, 
что  вынуждает  преподавателя  ориентироваться  на  среднего  обучаемого  при  пассивном  восприятии 
учебного материала сильными и слабыми обучаемыми;
–  отсутствие  постоянной  обратной  связи  между  обучаемым  и  преподавателем,  что  не  позволяет 
преподавателю вовремя вносить коррективы в учебный процесс и т.д.
Эффективность  организационных  форм  обучения  с  применением  возможностей  средств  ИКТ  во 
многом  будет  зависеть  от  реализации  следующих  рекомендаций:  во-первых,  активное  восприятие 
материала,  во-вторых,  глубокое  осознание  его,  в  результате  которого  достигается  понимание  изу­
ченного, в-третьих, применение знаний и, в-четвертых, закрепление их в ходе разнообразных учебных 
действий.
В  процессе  обучения  с  использованием  средств  ИКТ  педагог  также  имеет  право  на  научно 
обоснованный  выбор  наиболее  рациональных  для  соответствующей  ситуации  форм  и  методов 
организации обучения. Повышение эффективности процесса обучения с использованием возможностей 
средств ИКТ достигается за счет:
– применения различных форм и методов организации учебной деятельности;
– рационального сочетания активной интеллектуальной и волевой деятельности обучаемых;
– оптимального сочетания ведущей роли преподавателя, организующего и направляющего учебный 
процесс в целом, и самостоятельной работы обучаемого с компьютером;
–  сочетания  групповых  и  индивидуальных  способов  организации  обучения  с  использованием 
средств ИКТ в зависимости от возможностей обучаемого;
– использования компьютера не только как средства управления учебной деятельностью, но и для 
выполнения функции управления учением.

118
Рассмотрим  особенности  методик  использования  средств  ИКТ  при  проведении  различного  рода 
занятий.
Несмотря на многообразие применяемых в школе форм организации обучения с использованием 
средств  новых  информационных  технологий  (научно­исследовательская,  проектная  деятельность, 
самостоятельная  работа  учащихся  и  др.),  урок  пока  еще,  бесспорно,  остается  основной  формой 
обучения. При этом, естественно, требования к уроку поднимаются на качественно новый уровень. 
Конструирование  урока  с  использованием  новых  информационных  технологий  требует  соблюдения 
определенных  дидактических  принципов  и  научно­методических  положений,  сформулированных 
в  традиционной  дидактике,  и  которые  наполняются  новым  содержанием  при  использовании  ин­
формационных технологий.
Так, в настоящее время все большее распространение получает термин «визуальное мышление», 
которое  определяется  как  человеческая  деятельность,  продуктом  которой  является  порождение 
новых  образов,  создание  новых  визуальных  форм,  несущих  определенную  смысловую  нагрузку  и 
делающих  значение  видимым.  Интерес  педагогики  к  формированию  визуального  мышления  в  ходе 
учебной деятельности возрастает именно в связи с быстро расширяющимися и  становящимися все 
доступнее школьному учителю техническими возможностями компьютера, сочетания различных форм 
представления инфор мации.
Лекционные  занятия.  На  лекции  обучаемому  приходится  усваивать  все  большее  количество 
учебного материала. Для иллюстрации цифрового, графического или наглядного материала на лекции 
могут быть использованы «электронная доска» и мультимедийный проектор. Методика использования 
средств ИКТ в процессе объяснения предусматривает возможности иллюстрации излагаемого мате­
риала видеоизображением, анимационными роликами с аудиосопровождением, что позволяет педагогу 
опираться на всю триаду восприятия: вижу, слышу, пишу.
В ходе лекции преподаватель имеет возможность визуализировать протекание сложных явлений и 
процессов, имитировать работу лабораторных стендов с возможностью задания и изменения начальных 
и  граничных  условий.  Использование  на  лекциях  средств  ИКТ  позволяет  поддерживать  внимание 
учащихся  в  течение  длительного  времени,  способствует  большей  глубине  осмысления  изучаемого 
материала за счет демонстрации на экране наглядной информации.
Так, например, использование электронных презентаций позволяет значительно повысить инфор­
мативность  и  эффективность  урока  при  объяснении  учебного  материала,  способствует  увеличению 
динамизма  и  выразительности  излагаемого  материала.  Очевидно,  что  производительность  обуче­
ния  значительно  повышается,  так  как  одновременно  задействованы  зрительный  и  слуховой  каналы 
восприятия (принцип модальности). Действительно, результаты исследований показывают, что эффек­
тивность слухового восприятия информации составляет 15%, зрительного — 25%, а их одновременное 
включение  в  процесс  обучения  повышает  эффективность  восприятия  до  65%.  Более  того,  наличие 
конспектов в виде тематических электронных презентаций предоставляет возможность организации 
самостоятельной работы учащихся с подобного рода ресурсами.
Лабораторные занятия. Для каждой конкретной лабораторной работы в информационном модуле 
содержатся тема и цель работы, краткое описание лабораторного эксперимента и всех этапов занятия, 
описание  материального  обеспечения,  краткие  теоретические  сведения,  описание  лабораторной 
установки,  содержание  и  особенности  лабораторной  работы,  последовательность  вычислений  и 
основные расчетные формулы.
Лабораторные занятия включают в себя несколько этапов: подготовка к работе, допуск к работе, 
выполнение эксперимента, обработка экспериментальных данных, оформление журнала лабораторных 
работ,  защита  работы.  Обучаемый  самостоятельно  подбирает  приемлемый  для  себя  темп  работы  с 
программой и последовательно проходит все этапы занятия.
Во  вводной  части  обучаемым  напоминают  содержание  и  цель  лабораторного  занятия,  правила 
техники  безопасности.  Перед  ними  ставят  определенную  задачу  или  проблему,  дают  общее 
представление  о  практической  значимости  изучаемого  материала  и  способах  его  применения.  Это 
позволит актуализировать полученные в ходе объяснения преподавателя и в процессе самоподготовки 
знания,  выделить  основные  понятия  и  умения,  необходимые  для  достижения  целей  занятия.  Затем 
проверяется готовность учебной группы к занятию. Для проверки теоретической подготовки обучаемых 
к занятию проводится либо краткий устный опрос, либо предварительный автоматизированный опрос.

119
На этапе подготовки к проведению эксперимента обучаемые информируются о целях и порядке 
проведения лабораторного эксперимента и особенностях лабораторного стенда. 
В  процессе  компьютерного  моделирования  разного  рода  процессов  и  явлений,  имитации  работы 
лабораторных  стендов  обучаемым  предоставляется  возможность  наблюдать  за  ходом  эксперимента, 
вносить определенные коррективы в начальные параметры, исследовать закономерности протекания 
процессов  и  явлений.  Моделирующие  программы  позволяют  создать  виртуальную  лабораторию, 
имитирующую работу реальной лаборатории, позволяющую изучать разного рода явления и процессы 
изнутри, в замедленном или убыстренном режиме работы.
На этапе обработки экспериментальных данных обучаемые с помощью компьютера производят 
необходимые расчеты, строят графики, диаграммы, проводят анализ полученных результатов.
На следующем этапе занятия обучаемые оформляют журнал лабораторных работ и повторяют 
теорию,  отвечают  письменно  на  вопросы  лабораторного  практикума,  обобщают  и  анализируют 
полученные результаты, делают выводы по работе.
В процессе защиты лабораторной работы обучаемые применяют знания, полученные на занятиях, 
в ходе теоретического и экспериментального исследования. В ходе занятий система:
– имеет возможность в зависимости от уровня обучаемого подбирать ему индивидуальный режим 
работы или уровень сложности вопросов и заданий;
– помогает преподавателю организовать учебную деятельность и управлять учебным про цессом; 
–  контролирует  и  корректирует  работу  обучаемых,  проводит  анализ  допущенных  ошибок.  При 
контрольном опросе допускается использование только спе циаль ных подсказок.
Программы,  предназначенные  для  контроля  знаний  и  для  закрепления  необходимых  умений  и 
навыков,  способствуют  углубленному  изучению  учебного  материала,  развитию  творческих  способ­
ностей.
Практические занятияСледует подчеркнуть, что на практическом занятии, проводимом по тра­
диционной  методике,  управляющий  режим  задается  преподавателем  с  ориентацией  на  среднего 
обучаемого. Сложности индивидуализации и дифференциации учебного процесса при использовании 
традиционных методик вызваны прежде всего организационными трудностями. К сожалению, когда 
в  учебной  группе  находится  около  или  более  30  человек,  решение  этой  задачи  возможно  только  с 
помощью широкого использования в учебном процессе возможностей средств ИКТ.
В  ходе  работы  с  программой  обучаемый  должен  ввести  свои  данные  в  машину,  ознакомиться  с 
порядком  работы  на  занятии  и  основными  принципами  работы  программы,  для  чего  используются 
справочные данные, содержащиеся в информационном модуле. Затем обучаемому необходимо пройти 
три основных этапа занятия: опрос, повторение теории и изучение методики решения задач по данной 
теме, контроль знаний.
На втором этапе занятия, когда обучаемый повторяет теорию и знакомится с методикой решения 
задач по данной теме, используются методические указания, содержащиеся в информационном модуле.
На третьем этапе занятия обучаемый решает задачи и вводит в машину правильный ответ. Контроль 
умения решать задачи осуществляется с помощью контролирующего модуля.
В конце занятия система выставляет оценку каждому обучаемому. Все оценки система пересылает 
на экран преподавателя, выдает аналитические данные по результатам работы каждого обучаемого.
Литература:
1. Панюкова С.В. Информационные и коммуникационные технологии в личностно­ориентированном 
обучении.– М.: Издательство ИОСО РАО, 2003. 
2. Роберт И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; 
перспективы использования. – М.: Школа­Пресс, 2004. 
3. Информационные технологии. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://kunegin.narod.ru/
index.html.
4. Использование современных информационных технологий в работе с населением. [Электронный 
ресурс]. – Режим доступа: http://koi.www.expos.ru/it/it.shtml.
Түйіндеме
Мақалада  ақпараттық  және  коммуникациялық  технологияларды  білім  беру  жүйесіне  ендірудің 
тиімділігі қарастырылған. Ақпараттық және коммуникациялық технологиялар құралдарының мүмкін­

120
діктерін  қолдану  арқылы  оқытудың  ұйымдастыру  формаларының  тиімділігі  көп  жағдайда  келесі 
ұсынымдарды іске асыру негізіне тәуелді: біріншіден, материалдарды белсенді қабылдау, екіншіден, 
оны  терең  түсіне  білу  және  нәтижесінде  оқытылған  тақырыпты  терең  игеру,  үшіншіден,  алынған 
білімді қолдана білу және, төртіншіден, оларды түрлі оқу іс­әрекеті барысында бекіте білу. 
Summary
In  article  questions  the  pedagogical  effectiveness  of  the  introduction  of  modern  information  and 
communication  technologies  in  education.  The  article  shows  that  the  effectiveness  of  the  organizational 
forms  of  learning  using  the  potential  of  the  information  and  communication  technologies  depends  on  the 
implementation of the following recommendations: first, the active perception of the material, and secondly, a 
deep awareness of his, in which understanding is achieved studied, in­third, the application of knowledge and, 
fourth, securing them in a variety of learning activities.
УДК 51:330
Каталог: Docs
Docs -> Қазақстан республикасының білім және ғылым министрлігі ы. Алтынсарин атындағЫ Ұлттық білім беру академиясы
Docs -> Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі ы. Алтынсарин атындағЫ Ұлттық білім беру академиясы
Docs -> Гуманитарлық Ғылымдар кәсіби қҰзыреттіліктің негізінде студенттердің Өзіндік әрекет ету дайындығын қалыптастыру
Docs -> Бағдарламасы бойынша шығарылып отыр Редакция алқасы
Docs -> C m y k газет 2008 жылдың қазан айынан бастап шығады
Docs -> Жылдық есебі кафедраның тәрбие жетекшілерінің жұмысы
Docs -> Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   29


©emirsaba.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет