Физикалық моделдеу

«Қоғамды ақпараттандыру» III Халықаралық ғылыми-практикалық конференция

327
ОӘК 378.013:53

К.С. САУРОВА

ҚазЭҚ және ХСУ, Астана, Қазақстан

ФИЗИКАЛЫҚ ПРОЦЕССТЕРДІ КОМПЬЮТЕРЛІК МОДЕЛЬДЕУ

Білім беруді ақпараттандыру үрдісінде, компьютерді оқу жүйесінде пайдалануы
арқылы халыққа білім беру жүйесін реформалаудың негізгі буынының бірі болып саналады.
Қазіргі қоғамның қажеттілігіне сай оқытудың әдісі мен қалпын, білім берудің мазмұнын
түбірімен өзгертуде компьютердің мүмкіндігін пайдаланбай жүзеге асыру мүмкін емес.
Модельдеу қоршаған ортаны, табиғат пен қоғамда болып жатқан ақпараттық
процестерді тану әдісі ретінде ерекше мәнге ие болады. Сондықтан да компьютерлік
модельдеуге ерекше назар аударуға тура келеді.
Сондықтан физика курсын оқыту өзара әрекеттесетін модельдерді кеңейте түсетін жаңа
жүйе ретінде құрылуы тиіс.
Физиканы оқытудағы модельдеу әдісінің мәні мынада, яғни қандай да бір зерттеу
нысанын оқып-үйрену барысында, алдыңғы зерттеу нысанын алмастыратын басқа зерттеу
нысаны қолданылады.
Бүгінгі таңда пәндерді компьютер көмегімен оқыту нәтижелігін зерттеудегі ғылыми
мәселелердi шешу ең басты орын алады. Бұған себеп психологиялық-педогогикалық
мәселенiң бiрi - оқыту процесін компьютерлендірудің барлық бағыттарын жан-жақты
қамтуы болып табылады.
Оқушылардың жалпы оқу біліктілігіне жататын оқу -компьютерлік біліктіліктерін
(клавиатурамен жұмыс, программа түзу, принтермен жұмыс істей білу, дайын программаларды
қолдана білу, текстік, графикалық редакторлармен жұмыс істей білу) жүйелі түрде қалыптастыру
бүгінгі күннің кезек күттірмес талабына айналуда.
Сонымен бірге сабақ барысында сабақты қызықты жүргізуге, қызықты
материалдармен олардың көңіл күйін аулауға, олардың жоғарғы деңгейдегі жұмыс
қабілеттіктерін көрсетеді. Сабақты бұлай жүргізу студенттердің танымдық мотивациясын
ұстану әрекетін, үлгерімін жоғарылатуға тек кана жаксы әсерін тигізеді.
Дәстүрлі оқытудан компьютерлікке көшу оқытудың жаңа және ыңғайлы түрін қажет етеді,
сондықтан да оқу процесінде қолданылатын және ақпаратты жүйелейтін, жалпылайтын және
көрнекті түрде көрсететін дербес ЭЕМ үшін программалар өңдеу қажеттілігі туады. Қазіргі таңда
білімді ақпараттандыру жүйесін дамыту процесіне үлкен, зор үлес қосатын негізінен – жоғарғы
дәрежелі ақпараттық жүйелер. Оларға жататындар: бақылайтын және тест жүргізетін программалар,
компьютерлік ойындар, ақпараттық жүйелер, оқыту орталары, электронды оқулықтар және
мультимедиялық оқулықтар және мультимедиялық программалар. Сондықтан бұл жүйелер - ең
жоғарғы дәрежелі оқыту технологияларының құрылғылары болып табылады.
Қазіргі ақпараттық және телекомуникациялық өзара ықпал технологияларының
мүмкіндіктерін іске асыру оқу ісін байытады, информатиканы ғана емес, басқа да көп
пәндерді оқытудың ұйымдық түрлері мен тәсілдерін жетілдіруге жаңартуға мүмкіндік
беретіні дәлелденген. Бұл жерде оқу материалының мазмұнын іріктеу критерийлері өзгереді.
Олар оқушы тұлғасының өзін-өзі дамытуының және ақыл-ойының қарқынды дамуының
қажеттілігіне дүние туралы білім алу, өздігінен іздену, заңдылықтар арқылы шағын
"жаңалықтар ашу", қазіргі ақпараттық технологияларды заттық әлемді өлшеу, т. б. бейнелеу
және оған әсер ету құралы етіп пайдалануға негізделеді.
Компьютерлік техника және оның мүмкіншіліктері оқушыларды жаңа ақпараттық
технологияға (ЖАТ) және табиғаттағы құбылыстарды және процесстерді, қоғамды,
техниканы, шешуді және түсіндіруді талап ететін, әр түрлі жағдайларды модельдеуге
әкеледі. Сонымен бірге бір мезгілде физика мен информатика пәнаралық байланысы,
информатика пәнінде алған білімдерін физика пәнін оқуда пайдаланса, олар физиканың

«Қоғамды ақпараттандыру» III Халықаралық ғылыми-практикалық конференция

328
экспериментальды есептерін, өте жылдам немесе өте баяу өтетін процесстерді
фундаментальды түсінуге, негізгі физикалық мәселелерді шешулеріне көп комегі тиеді.
Компьютерлік модельдеу – бұл нақты физикалық процесстерді, ЭЕМ көмегімен
қорытындылау әдісі болып табылады. Компьютер динамикалық модельдер құру, сондай-ақ
нақты объект реакцияларының уақытын жылдамдату немесе ақырындату, кеңістікті созу
немесе қысу, жағдайды қайталау, кесте, кескіндермен толықтыру сонымен бірге процессті
басқару мүмкіншіліктерін береді. Компьютер факторлар және шамалар, кездейсоқ
жағдайларды енгізу, творчестволық процесстерді модельдеу, қабылданған шешімдердің
салдарын, сондай-ақ алынған нақты қорытындыларды имитациялауға болады.
Компьютерлік модельдеу – студенттердің танымдылығын, оқытушыларға жоғарғы
деңгейде физиканы оқыту мүмкіншіліктерін арттырады. Оқытушы өз қолына қуатты
педагогикалық құралды алады. Көркемділік, құбылыс параметрлерін өзгерту мүмкіншілігі,
физикалық құбылыстарды және процесстерді көрсету мүмкіншілігі, физикалық
құбылыстарды зерттеу мүмкіншіліктері және т.б. сондай-ақ, студенттер модель
параметрлерін өз еркінше өзгерту мүмкіншілігін алады. Сонымен бірге, компьютерлік
модельдеу сабаққа дайындалу уақытын әлдеқайда үнемдейді.
Компьютерлік модельді пайдаланып есептер шығару, студенттердің өздігінен дамуына
көмектеседі, өз бетінше есептерді шығаруға, сонымен бірге, студенттердің сабаққа деген
қызығушылығын арттырады.
Физика пәні – материя қозғалысының жалпы және қарапайым формаларын, қасиеттерін
зерттейтін ғылым. Қозғалыстың философиялық мағынасы оны материяның қасиетін бөліп
алып қарауға болмайтынын түсіндіреді.
Бізді қоршаған орта үздіксіз қозғалатын материялардан тұрады. Материяның нақты
түрлері көп.
Физика басқа техникалық ғылымдар мен жаратылыстану ғылымдары қолданатын
жалпы заңдарды береді.
Физикамен басқа жаратылыстану ғылымдарының арасындағы шекараны бөліп тастауға
болмайды, өйткені физикамен басқа ғылымдар арасындағы байланыс өте тығыз.
Ғылыми-техникалық прогресс физиканы оқытуда белгілі бір нақтылы есептерді койып
отыр:
– физика ғылымының негіздерімен танысу – оның негізгі түсініктері, заңдары және
теориясы;
– студенттердің санасына қоршаған орта туралы ғылымитабиғи суретті енгізу;
– студенттерді эксперименталдық немесе теориялық зерттеу әдістері арқылы алынған
нәтижелердің дұрыстығының дәрежесін анықтауға дағдыландыру.
Студенттердің физикалық құбылыстардың моделін компьютер арқылы жасау, табиғи
құбылыстарды өз бетімен танып білу, творчестволық ойлау жүйесін дамытуға жол ашу.
Физика пәнін оқытудағы негізгі элемент есептерді шығару болып табылады. Есеп шығару
барысында оқушылар физикалық заңдарды және формулаларды, олардың қайда және қалай
қолданылуын, олардың негіздерін, қарастырылып отырған физикалық құбылыстарды тереңірек
түсінеді. Есеп шығару оқушылардың қорытынды жасауға қабілеттіліктерін дамытады, оқушылар
қойылған сұрақтарға жауап табуға және оларды талқылауды үйренеді. Оқытушы, оқушылардың
есеп шығарғанына қарап олардың қаншалықты өтілген материалды түсінгендігін көре алады.
Физика курсын физикалық есептерді шығармай меңгеру мүмкін емес. Негізінен
оқытушылардың көбісі физикалық есептерді шығаруға көп көңіл бөледі. Оқу және әдістемелік
құралдарда оқушылардың физикалық ойлау қабілетін дамытуға, физикалық ұғымдарды меңгеруге
және алған білімдерін тәжірибеде қолдануға арналған есептер, жаттығулар болады.
Физиканы оқытудағы негізгі мақсаттың бірі – физикалық есептерді шығаруға үйрету,
оқытушылар үшін бірден бір қиын мәселе болып табылады. Осы мақсатқа жету үшін оқытушы
оқушыларды қызықтыра білуі қажет, яғни оларда осы немесе басқа есептерді шығаруға деген
нақты мотивациясы пайда болуы қажет. Осы маселені шешудің бірден бір әдісі физикалық
есептерді шығаруда компьютерлік модельді пайдалану болып табылады.

«Қоғамды ақпараттандыру» III Халықаралық ғылыми-практикалық конференция

329
Физикалық есептерді компьютерлік модельдеу негізінде кәсіби оқыту мәселесін теориялық-
әдіснамалық және тәжірибелік зерттеу нәтижелері төмендегідей қорытынды және ұсыныстар
жасауға мүмкіндік туғызды.
Мәселен есептерді шығаруда компьютерлік модельді пайдалану студенттердің
қызығушылығын арттыратындығын, сонымен бірге білім сапасының артатындығын, біліктілігін
арттыратындығы өз тәжірибемнен белгілі.
Заман ағымына сай күнделікті сабаққа видео, аудио қондырғыларымен теледидарды,
компьютерді қолдану айтарлықтай нәтижелер беруде. Бұндай қондырғылар оқушылардың
қызығушылығын арттырып, зейін қойып тыңдаумен қатар, түсінбей қалған сәттерін қайталап
көруге, тыңдауға және алған мағлұматты нақтылауға мүмкіндік береді. Оқушылардың өздері де
алынған ақпаратты көшіріп алып (дискетке, бейне таспаға) онымен өз ыңғайына қарай жұмыс
істей алады.
Қоғам дамуының қазіргі кезеңі адам қызметінің басым бөлігін ақпараттандырумен,
компьютерлендірумен ерекшеленеді. Соған байланысты болашақ мамандардың қызмет аясы
кеңейіп, ақпараттық-логикалық модельдеу іс-әрекетінің практикалық сұранысы артуда.
Қоғамдық прогрестегі табысты жаңалықтар болашақ ұрпақтың білімі мен тәрбиесіндегі
жетістіктерге, ал ол өз кезегінде жаңа қоғамның іскер маманын даярлау деңгейіне байланысты.
Сондықтан да болашақ мамандарды инновациялық тұрғыда оқыту мәселесін ерекше назарда
ұстауды талап етеді.

Әдебиеттер

1. Г. А. Бордовский, А. С. Кондратьев, А. Д. Р. Чоудери Физические основы
математического моделирования. – М.: Академия, 2005. – 320 стр.
2. Д. В. Алексеев Компьютерное моделирование физических задач в Microsoft
Visual Basic. – М.: Солон-Пресс, 2004. – 525 стр.
3. А. Ф. Кавтрев "Опыт использования компьютерных моделей на уроках физики
в школе "Дипломат", Сборник РГПУ им. А. И. Герцена "Физика в школе и вузе". -
СПб: "Образование", 1998.
4. В.А. Буров «Демонстрационный эксперимент по физике в средней школе». -
М.,1979г
Методика преподавания физики в 8-10 классах средней школы. /Под ред. В.П.,
Орехова, А.В. Усовой. Ч. 1, 2.—М.: Просвещение, 1980.— 320 с, —351 с.