ЖОО электродинамика бөлімін оқыту әдістемесінің жалпы сипаттамасы

 Калиева Асем Абаевна
 Сулейман Демерель университетінің магистр физик, аға оқытушысы

Физика пән оқытудың әдістемесімен теориясына көп көніл бөлген дұрыс деп ойлаймын. Өйткені мектеп бітірген оқушы бірінші курс программасын ашып, терен тусінбесе ол студентке  қыйынға соғады. Казіргі таңда жаңа технологияларды меңгермейінше сауатты, жан-жақты маман болу мүмкін емес. Жаңа технологияны меңгеру үшінде мұғалімде кәсіптік, адамгершілік, рухани, азаматтық және де басқа көптеген адами келбетінің қалыптасуына игі әсерін тигізеді, өзін-өзі дамытып оқу-тәрбие үрдісін тиімді ұйымдастыруына көмектеседі. Әрбір мұғалімнің негізгі мақсаты- сабақ сапасын көтеру,  түрін жетілдіру, оқушылардың сабаққа деген қызығушылығын арттыру, олардың ізденуін, танымын қалыптастыру. Осы мақсатта физика пәнін әр түрлі әдістермен жүргізуге болады. Қазіргі кезде сабақты лекция, студенттік конференциясы, семинар, жарыс сабағы, ойын сабағы, тағыда басқа түрлерін кеңінен пайдалануға болады.

Білім беру жолында, пәндерді оқытуда Ш.А. Амонашвилидің «Білім беруді ізгілендіру технологиясы», «Дамыта оқыту», «Сорос-Қазақстан» бағдарламмасы негізінде «Оқу және жазу арқылы сын түрғысынан ойлау», «Дебат», М.М. Жанпейсованың «модульдік оқыту технологиясы», В.В. Давыдовтың «Оқушыны зерттеу жұмысына бейімдеу», В.Ф. Шаталовтың «Тірек конспектісін пайдалану», Д.В.Эльконнің «Дамыта оқыту жүйелері», В.П. Беспалконың «Оқушыларды шығармашылық жұмысқа бағыттау», Ж.У. «Деңгейлік тапсырмалары», ақпараттық технологияны пайдалану арқылы «Интрактивті тақта арқылы оқыту технологиясы», «Компьютермен оқыту технологиясы» т.б. оқыту технологияларын  студентердің ой-өрісін дамыту құралы ретінде пайдаланып жүрміз.

Физиканы ЖОО оқыту әдістемесі –педогогика ғылымдарының жүйесінің бір тармағы ретінде саналады. Себебі, ол жер жоғарғы оқу орны болғандықтан оның да зерттейтің ең негізгі мәселелері-ЖОО ғылым негіздерінің бірі физиканы щқытудың іс-тәжерибесі мен теориясын қарастыру.  ЖОО оқыту әдістемесінің жалпы сипаттамасында екі негізгі міндеттер бар: 1) Физика пәнің оқыту бағдарламасы мен оқулықтың мазмұның анықтау.  2) студенттерге физикалық білімдер мен дағдылар жүйесін ұғындырудың тиімді тәсілдерің, оқыту әдістемесің көрсету. Ендеше, әрбір студенттің, физика ғылыми және физика педогог-оқу пәні арасындағы өзара ұқсастықтар мен өзгешеліктерді ажырата білі тиіс. Ол жерде ғылыми физикада-зерттеу нысаны мен әдістері болса, педогог физиктер –физикалық білімдердің көлемі мен мазмұның тереңдігін түсіндіреді. Физика пәнің ЖОО оқыту әдістемесің ғылыми негіздерін ашуға көп көңіл бөлу керек. Физикалық ұғымдар жүйесін қалыптастыру мен негізге физикалық заңдарды түсіндірудің әдістемесі курста кеңінен көрсетілуі тиіс.         Физикалық ұғымдар жүйесін қалыптастыру мен негізгі физикалық заңдардың мазмұнын ашып, оларды практикада пайдалануын баяндау қажет. Физика әдістемесің оқытса, студенттердің тек физиканың мазмұның ғана емес, сондай-ақ физика әдістемесінің теориясы мен әдістерін, ғылыми жүйесін қалыптастыруды меңгеруін қамтамасыз ету керек.          Студенттерге түсіңдірілетін қағидалардың мазмұнымен ғана емес, сонымен бірге ол қағидаларды жасау мен тексеруге болатын әдісті көрнекті түрде көрсете алатындай етіп дербес жеке тақырыптарды оқыту әдістемесін дәлелдеуді баяндаудың нәтижесінде бұл соңғы мақсаттың жүзеге асырылуы мүмкін. Бағдарламада физиканы оқыту технологиялары мен әдістемесі, оқытудың жаңа технологиялары, салыстырмалақ теория, жартылай өткізгіштер, Био-Савар-Лаплас заңы, Электростатика, Электростатикалық өріс, Клоун заңы, Элементар заряд, Кулондық күштер, Электр құбылысы, Электр заряд, Электр сыйымдылық, Электр кернеулігі, ЭКК, Электромагниттік өріс,Электромагниттік индукция заңы, Электромагниттік толқындар, Потенциал, Электр тербелістер, Фарадей заңы, Фарадей құбылысы, Айнымалы ток, құйында ток, Кедергілер, Ампер заңы, Газдағы электр разрядтары, Магит өрісі,Эквипатенциалдық бет,  жалпы электродинамика курсы, жаңа тақырыптарды оқытудың әдістемесің қарастыру керек. Қазіргі кезде бұл тақырыптарға ерекше көңіл бөлу қажетекені әбден түсінікті. Жоғары орнындағы физика пәнін оқыту әдістемесін міндеті-студенттерді оқу үрдісің қазіргі заманғы құралдармен және жұмыс істеу әдістерімен таныстыру.  «Электродинамика» мектептегі физика курсының  ең күрделі бөлімі, мұнда электр және магниттік құбылыстар, электромагниттік тербелістер мен электромагниттік толқындар, толқындық оптика, салыстырмалы теорияның элементтері оқытылады. |Қазіргі кездегі физикаға байлансты ұғымдар электромагниттік өріс, электр заряды, электромагниттік тербелістер, электромагниттік толқын және оның жылдамдығы енгізіледі. Сондай-ақ электромагниттік толқындардың қасиеттері, олардың кеңістіктегі таралуы, радиобайланыс принциптері, теледидар қарастырылады. \оқушылар осы бөлімде Дж.К.Максвеллдің электромагниттік толқындар теориясы мен сапалық түрде танысады.Электродинамика бөлімінде материяның тағы бір түрі электромагниттік өріс ұғымын тереңірек оқып үйренеды. Негізі мектепте материяның түрлері зат және өріс ұғымын, оның ішінде электр және магнит өрістері қарастырылған. Бірақ олардың сипаттамасы толық берілмеді. Ал оқушылар жоғары сыныптарда электромагниттік өрістің заттан қандай айырмашылығының ұғып үйренеді. Салыстырмалық теорияны оқып үйренгенде оқушылар қазіргі кездегі уақыт пен кеңістік туралы түсініктермен танысады. Оқушыларға техникалық білім беруде электр энергиясын өңдіру және қолданулары айталыды. Олар электр құрал-жабдықтарымен жұмыс істеуге үйренеды. Оқушыларды еңбекке баулуда электродинамиканың алатын орны ерекше, себебі көптеген өндіріс орындарында, ауыл-шарушылығында электр энергиясын қолдану кездеседі. Білім беруде, халық-шарушылығында, халықтың күнделікті тұрмыс-тіршілігінде радиобайланыс  пен теледидардың алатын орны көрсету маңызды болып табылады.Электродинамиканы оқып үйренуде дамыта оқудың мәселелері: логикалық, теориялық, ғылыми-техникалық, диалектикалық ойлау қабылеттерін дамыта оқыту қолданылады. Қорытындысында оқушылардың зердесі және шығармашылық қабілеттері дамидыү Электродинамикада оқушалырдың ой-өрісін кеңейтетін, логикалық ойлау қабілетін дамытатын жалпы танымдық әдістерді талдау, іріктеу, индукция, дедукция , салыстырымдылық және басқа қолданып түсіндірілетін материалдар көп. Электродинамикада теориялық ойлаудың қалыптасуы жалпылауға және идеялауға мүмкіндік туғызады. Оқушылар құбылыстарды оқып уйренү кезінде ең маңыздыларын бөліп алады, абстракциялайды, одан ары керекті қорытындылар жасайды, жалпыдан жекеге көшу дағдысы қалыптасады. Оқушылар электродинамика бөлімінде шығармашылықпен орындалатын эксперименттік тапсырмаларды орындау кезінде және әртүрлі салада электродинамиканың қолданылуымен танысқанда түрлі электр қозғалтқыштары, жарықтандырғыштар жане тағы басқа ғылыми ойлау қабілеттері дамиды. Әлемнің физикалық бейнесін қалыптастыруда да электродинамиканың алатын үлесі зор. Оқушыларға әлемнің фиизикалық бейнесінің дамуын табиғатта танып білуде механикалық және макроскопиялық электродинамиканың қолданылуының шегі бар екенін түсіндіру қажет. Макроскопиялық электродинамиканың қолданылу шегін анықтау табиғатты танып білуге көмектеседі және танып білудің шексіз екенін көрсетеді, яғни диалектикалық ойлауды қалыптастырады. Электродинамика бөлімінің құрылымы: электр заряды және электромагниттік өріс ұғымдарын қалыптастыру; зат пен өрістің өзара әсерін оқып-үйрену; заттың электрлік, магниттік, оптикалық қасиеттері; әр түрлі ортадағы электр тоғы; тұрақты ток заңдары; электр тізбектері; орнаулы салыстармалық теориясының элементтері; электродинамиканың негізгі техникалық құрылғыларды қолданылуы қарастырылады. Электродинамика бөлімінің ерекшеліктері. Электродинамикада ұғымдар абстрактілі және қиын болғандықтан, оларды оқып үйренуде көптеген көрнекіліктерді, сұлбалар мен кестелерді, демонстрациялық экспериментті, әртүрлі үлгілерді, суреттерді қолданады. Оқушы көптеген электр және магнит құбылыстарын жақсы түсінеді, егерде осы құбылыстарды түсіндіретін теорияны білетін болса. Мұндай теория Максвеллдің математикалық дифференциал теңдеулермен берілген электромагниттік өріс теориясы. Орта мектепте оқушылардың математикадан дайындығы бұл теңдеулерді шешуге жарамайды. Сондықтан да орта мектепте Максвелл теориясы сапалық деңгейде электродинамиканың барлық тақырыптарын қамтиды. Яғни электромагниттік өріс, оның материялылығы, өрістің энергиясы, әсер ету жылдамдығының шектілігі жане тағы басқа. Электродинамиканы оқып үйренуде оқушылардың көңілін іргелі тәжірибелерге аудару керек. Іргелі тәжірибелер  оқытуда, ғылымда негізгі болып табылады және олардың рөлі зор. Электродинамикада іргелі тәжірибелер қатарына мыналар жатады:

-Кулон тәжірибесі 1785-1788 жж.  Екі зарядтың өзара әсерлесуі зарядтардың шамалары мен ара қашықтығына байланысты тағайындалады;

-Эрстед тәжірибесі 1820 жж. Электр тогының магнит тілшісіне әсері көрсетіледі;

-Ампер тәжірибесі 1820 жж. Тоғы бар параллель өткізгіштердің өзара әсері;

-Ом тәжірибесі 1826 жж. Ток күші және кернеудің арасындағы байланысты анықтайтын;

-Фарадей тәжірибесі 1831-1837 жж. Электромагниттік индукция құбылысын көрсететін ;

-Герц тәжірибесі 1870-1880 жж. Электромагниттік толқынды шығаратын және тарататын толқындыққ қасиеттерін зерттеуге арналған;

-Толмен-Стюарт тәжірибесі (1916 ж. ) ( немесе Манделыштам-Папалекси, 1913 ж.) металдардың электр өткізгіштігі, олардағы еркін электрондардың қозғалысын болатындығын анықтайтын;

-Майкельсон және Морли тәжірибесі (1881 ж. ) айрықша санақ жүйесінің артықшылығы байқалмаған;

-Ремер ( 1676 ж.) Физо 1849 ж.  Және басқа ғалымдардың жарық жылдамдығын өлшеу туралы тәжірибелері;

– Юнг тәжірибесі Жарықтың толқындық қасиетін анықтаған және т.б. жатады;

Көріп отырғаныңыздай элетрдинамикада іргелі тәжірибелер өте көп. Келтірілген тәжірибелердің кейбіреулері мектепте демонстрация ретінде көрсетілмейді, оларды сурет немесе компьютерлік үлгілеу арқылы көрсетіп түсіндіруге  болады. Мысалы, Иоффе жәнне Милликен, Ремер мен Физо тәжірибелері. Басқалары мектептегі бар құрал-жабдықтарды пайдаланып демонстрация жасап көрсетіледі. Мысалы, Эрстед, Фарадей, Ампер және т.б. тәжірибелер жасап түсіндіреді. Бірақ оқушыларға осы тәжірибелер қазіргі кездегі оңай жасалынып, түсіндірілгенімен оларды жасауда ғалымдардың қандай қиындықтарға кездескенін және оларды қалай жеңгені туралы әңгімелеп берген дұрыс. Электрдинамикада іргелі тәжірибелерден басқа физикалық ұғымдарды енгізуге арналған тәжірибелер де бар. Оларға электр және магнит өрістерін жекелей көрсетуге, қозғалыстағы зарядтардың айналасында бір мезгілде болатын өрісті көрсететін және т.б. тәжірибелер жатады. Сондай-ақ шамалардың арасындағы сандық қатынастарды көрсететін тәжірибелердің өту механизмін біз тікелей бақылай алмаймыз. Сондықтан да физикалық құбылыстарды түсіндіруге үлгі, аналогиялық ойша эксперимент әдістері кең қолданылады. Электрдинамика негізін оқып үйренуде келесі үлгілер: еркін электрон; электрондық газ үлгісі: өткізгіш және жартылай өткізгіштер үлгісі: өткізгіштің, диэлектриктің, жартылай өткізгіштің зондық үлгісі жатады.

Электрдинамиканы оқып үйренгенде аналогиялық әдіс кеңінен  қолданылады. Мысалы, гравитациялық және электрстатикалық, магнит өрістерін, электр тоғы мен сұйық ағынын, өздік индукция және инерция құбылыстарын, термоэлектрондық эмиссия және сұйықтың кебу құбылысын және тағы басқа салыстыруға болады.

Электрдинамика бұл электрлік зарядталған денелердің немесе бөлшектердің арасында өзара әсер туғызатын материяның ерекше бір түрінің, электромагниттік өрістің сырын ашатын заңдылықтар мен қасиеттер туралы ғылым .

Табиғатта бір ғана электромагниттік өріс бар , оның әр түрлі білінуі электр мен магнит өрістері. Электрдинамиканың оқып үйрену электрмагниттік өрістің осы екі байқалуына негізделіп оқытыладыы. Олар: электр заряд ұғымы және электромагниттік өріс ұғымы.

Қазіргі кездегі көзқарасқа сәйкес заряд элементар бөлшектердің қасиеті болып табылады. Егер денеде (немесе бөлшекте) заряд шамасы бар болса, онда олар зарядталған басқа денелермен (немесе бөлшектермен) әсерлесе алады, яғни олар электрмагниттік өріс арқылы әсерлеседі.Электр заряды және электромагниттік өріс бір-біріне өзара байланысты ұғымдар. Демек, электр заряды ұғымын тек электромагниттік өріс ұғыммен бірге қалыптастыруға болады. Егер де электр зарядын және онымен байланысқан өрісті әртүрлі санақ жүйесінде қарастырсақ, онда заряд бірқалыпты қозғалатын инерциялық санақ жүйесін тауып, тек қана электр өрісі немесе тек қана магнит өрісін анықтауға болады. Ал заряд бірқалыпсыз қозғалса, онда ылғида электромагниттік өріс болады, яғни бір мезгілде электр және магнит өрістері бар және әсер етеді. Сондықтан да санақ жүйесін таңдауға байланысты электромагниттік құбылыстарды сипаттаймыз. Электр заряды өзгермейді, абсолютті бар және санақ жүйесін таңдауға байланысты емес. Қазіргі кезде бұл экспериментте дәлелденген. Атомдар мен молекулаларды электрлік бейтарап екендігі бізге белгілі. Атом қабықшасындағы электронның және ядродағы заряд шамалары бір-біріне тең, таңбалары қарама-қарсы, ал электрондар мен ядроның қозғалыстары мүлдем басқаша. Химиялық рекция кезінде атом қабықшаларындағы электрондарының қозғалысы өзгереді.Егер де заряд бөлшектің қозғалыс жылдамдығына байланысты болса, онда химиялық реакция кезінде артық заряд шамасы пайда болып табылады.

Электродинамика макроскопиялық, микроскопиялық және кванттық болып бөлінеді. Орта мектепте макроскопиялық электродинамиканың элементтері Максвелл электродинамикасы оқытылады.  Максвелл теңдеулері орта мектепте берілмесе де  электродинамикада алатын орны еркше, механикадағы Ньютон заңдары сияқты. Бұл теңдеу электромагниттік өрісті сипаттайтын электр өрісінің кернулігі және магнит индукция векторы жазылады . Максвелл теориясында ортаның қасиеттері сипатталады . Диэлектрлік өтімділік және магнит өрісінің өтімділігі, меншікті электр өткізгіштік жатады. Жалпы алғанда әр нүктедегі электромагниттік өріс алты шамамен сипатталады . Ех,Еу,Еz, Bx,By,Bz  , бұлардың араларында өзара байланыс бар. Заттағы электромагниттік өріс үшін тағы да екі вектор :  D – электрлік ығысу (электрлік индукция),  Н – магнит өрісінің кернеулігінің векторы.

Электродинамикада физикалық есептерді де шығаруға болады. Физика есептерін шығарту, берілген тақырып бойынша теориялық мәселелерді талқылау үшін, тереңірек ұғындыру үшін өте қажет. Студенттер тақырып бойынша есеп шығара аламайтын болса, ол физиканы терең түсінбегені. Қазіргі кезде Жоғары оқуға түсетін жастардың алдына қойылап отырған мәселенің бірі. Сондықтан да студенттерге есеп шығарудың жолдарын үйрету өте қажет. Физика есептерін шығарудың неше түрлі тәсілдері бар. Бірақ барлық жағдайға әуелі студенттерге ауызша, талқылауға ынғайлы, не бір формуланы қамтитын – қарапайым есептер беру керек. Содан кейін есептердің мазмұндарын жоғарылатып күрделі етуге болады. Барлық жағдайда есеп шығару мынандай тізбектен өту қажет. Есептің шартымен танысу, мазмұнын талқылау, заңдылығын ашу, одан кейін оны жалпылама түрде шығару. Осылайша қойылған сұраққа жауап беретін қорытынды формуланы алу. Ақырында есептің сан мәнін тауып, оның шешуін тауып айқындайды.

Қортынды

ЖОО программасында, электродинамика көлемі жағынан, электродинамика біраз орын алады. Мұның себебі, электр құбылыстарының заңдылықтарын түсініп, оны іс жүзінде қолдана білу инженерлік білім алу дың бірден-бір негізі. Электр құбылыстарының табиғатын анықтау, оны түсіну студенттердің дүниеге  деген көз қарасын одан әрі байытады, кеңейтеді. Студенттер материяның  тағы бір тамаша қасиетімен танысатын болады. Электродинамикада студенттер тұрақты токтың негізгі заңдарымен, электротехника негізгі-электромагниттік индукция құбылысымен танысады. Бұл тақырыптар бойынша- студенттер өңдірістік, өмірлік мағанасы бар есептер шығарту студенттерге инженерлік, политехникалық тәрбие береді, қарапайым мәселелерді шешуге көмектеседі.

Әдебиеттер тізімі:

1.      К. Өстеміров   «Қазіргі педагогикалық технологиялар мен оқыту құралдары»  Алматы  2007 ж .

2.      Карпов П. Проекторы в учебном процессе//Техника, кино и телевидение, 1998. -№3. -С.52-54.

3.      Красильникова В.А.  Информатизация образования: понятийный аппарат//Физика и образования, Межпредметное связи естественно-математических дисциплин.

4.      Пособие для учителей. Сб. статей /Под ред. В.Н.Федоровой. –М.: Просвещение, 1980. – 208 с.

5.       Алимбекова Г.Б. Физика. Кредиттік және сырттай оқитын студенттерге арналған оқу құралы. – Алматы, 2006. – 230 б.

6.       Әбілдаев Ә. Физика оқу құралы. – Алматы, 2011.

Leave a Reply

Your email address will not be published.