Оқушылардың физикалық ойлау қабілеттерін дамыту

Оқушылардың ойлау қабілетін дамыту – мектептің білім берудегі басты міндеттердің бірі. Ойлаудың даму проблемасы- ның ерекше мәнділігі білім берудің мақсаты мен міндеттерінің өзгеруімен байланысты. Білімдер, іскерліктер және дағдыларды меңгеру осы дамудың құралдары болып табылады.

Мектеп жағдайындағы белсенді, мәдениетті жеке тұлғаны қалыптастыру талаптары жөніндегі қоғамның тапсырысы педаго- гикалық қауымдастықтың білім мазмұнына, оқытудың жүйесіне, құралдарына деген көзқарасты өзгертті. Білімнің шығармашылық тәжірибені, әлемге деген эмоционалды-құндылықтық қатынас тәжірибесін беру мектеп оқушысының дамуы үшін үлкен маңызға ие. Сонымен қатар оқушының тұлғалық дамуы үшін оның өзінің оқу-тәрбиелік процесінің объектісінен мұғаліммен белсенді өзара әрекеттесетін субъектіге айналғандығы қажет. Оқушының жеке тұлғасының дамуы, ең алдымен, оның ойлауы- ның дамуын болжайды. Ойлау – бұл объективті болмысты бей- нелеу процесінің, адамзаттың 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, байытылған- дығын көрсетеді; көп уақыт бойы жаратылыстануда үстемдік етіп келген метафизикалық ойлаудың орнына біртіндеп диалекти- калық ойлау келеді. ХХ ғ. Физика саласындағы төңкерістер (жаңалықтар) шынайы болмысты тепе-тең бейнелеу үшін диалек- тикалық 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, диалек- тикалық 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 бір маңызды шарты -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 сынып- тағы оқушыларға да түсінікті. Алайда бұл табиғат құбылыс- тарының 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 ғылымының басты түсінік- терінің 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 білмеу- лерінде жатыр.

Ең алдымен, ұқсас тапсырмаларды шешкенде дәстүрлі шешулер аясынан шығып, сол немесе басқа физикалық параметр- лердің өзгеруі кезінде объектінің алатын мүмкін сипатын талдап, алынған нәтижелерді және олардың физикалық жағдайға анық сәйкестігін анықтап, мүмкін болатын шешімдерді болжау керек.

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, коопе- ратив 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, тап- қырлық пен ізденімпаздықты, шеберлік және іскерлік қасиеттерді талап етеді. Мұндай экономикалық және әлеуметтік маңызы зор істі мектепттен бастап, жастарға конструкторлық және өнер- тапқыштық 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 шығар- машылық 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.АПоно- маревтің, 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 пайдала- намыз. 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, элек- тромагнитгік толқын, радио байланыс, т.т.) үйретіп, әлі шешіл- меген мәселелердің зерттеліп толық білімге айналатындығын (атомның және ядроның құрылысы, ғарыш кемелерін ұшыру, телевизиялық хабар беру, т.т.) түсіндіріп, физикалық заңдылық- тардың өзара байланысын (газ заңдары, уранның тізбекті реакциясы, т.т.) ашып көрсетуіміз қажет.

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.

Бастапқы фактылар жиынтығы: алынған ыдыстың барлық көлемін газ толық толтырады, газ қатты сығылады және шапшаң ұлғаяды, газда диффузия құбылысы байқалады (тәжірибе көрсетіледі).

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;

Логикалық салдар: бұл фомула бойынша, егер газ

молекулаларының орташа кинетикалық энергиясы өзгермейтін болса, онда газдың берілген массасы үшін газ қысымы мен көлемінің көбейтіндісі тұрақты болып қалады, яғни рV - const.

Эксперименттік тексеру: алынған қорытынды рV - const Бойль-Мариотт заңы деп аталады, ол 1662 және 1676-жылдары ашылған. Сабақта бұл заң туралы демонстрациялық тәжірибе көрсетіліп, рV - const екендігі дәлелденеді.

Теориялық негізі: молекула-кинетикалық теория тұрғы- сынан модель-гипотеза дәлелденіліп, түсіндіріледі

Кулон және электролиз заңдары, электромагниттік және фотоэффект құбылыстары, т.т. осындай шығармашылық заңдылықар негізінде айқындалып ашылғандығы түсіндірілуі тиіс.

Оқушылардың шығармашылық қабілетін дамытуда, оларға эксперименттік есептер, шығармашылық жаттығулар, зерттеу- шілік лабораториялық жұмыстар, тапқырлыққа баулитын қызық- ты үй тапсырмаларын (бақылау жүргізу, модель жасау, конструк- циялық сұлбалар орындаттыру қажет. Физика сабақтарында және үйірме жұмыстарында ғалымдардың, конструкторлардың, өнер- тапқыштардың, бизнесмендердің өмір жолы мен шығармашылық іс-

әрекеті жайлы ұдайы оқып, олардың шығармашылық ерекше- ліктерімен таныстырып отыруды дағдыға айналдырған жөн. Сонда физиканы оқытудың міндеттерінің де дұрыс шешілуіне қолайлы жағдай туғызылатын болады.