Физиканың электр бөлімінен компьютерлік зертханалық жұмыстарды ұйымдастыру

Жұмыстың тақырыбы: Физиканың электр бөлімінен компьютерлік зертханалық жұмыстарды ұйымдастыру

Аннотация

«Физиканың электр бөлімінен компьютерлік зертханалық жұмыстарды ұйымдастыру» атты дипломдық жұмыс кіріспеден, үш тараудан, қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады.

Кіріспеде дипломдық жұмыстың көкейтестілігі, зерттеудің негізгі проблемасы, мақсаты, зерттеу нысанасы мен пәні, ғылыми болжамы және зерттеудің әдістері анықталып нақтыланды.

Бірінші тарауда компьютерлік моделдерді қолданып өтілетін сабақтардың түрлері, компьютерлік моделдермен жұмыс жасауды ұйымдастыруға арналған тапсырмалар, компьютерлік моделдер мен виртуал лабораторияларды қолдану әдістемесі, компьютерлік моделдерді қолданудың басқа мүмкіншіліктері, компьютерлік моделдермен жұмыс жасаудың кейбір ерекшеліктері, компьютерлік кластағы оқушылардың іс-әрекеттерін ұйымдастыру, компьютер класында алғашқы сабақты қалай өту керек? деген мәселер талқыланып, сараптау келтірілген.

Екінші тарауда электр бөліміне арналған «Электроника. Constrctor» және «Открытая физика» бағдарламаларымен жұмыс атқару әдістемесі

Үшінші тарауда «Физиканың электр бөлімінен компьютерлік зертханалық жұмыстарды ұйымдастыру ұйымдастырудың бланкі үлгілері» жасалды:

1. Айнымалы ток тізбегіндегі конденсатордың реактивті кедергісінің айнымалы ток жиілігіне тәуелділігін зерттеу.

2. Айнымалы ток тізбегіндегі индуктивті катушканың айнымалы ток жиілігіне тәуелділігін зерттеу

3. Тізбекте күрделі жалғанған резисторлардың жалпы кедергілерін есептеу нәтижелерін компьютерлік тәжірибе арқылы тексеру.

4. Тұрақты ток тізбегіндегі қуаттың бөліну заңдарын және ток көзімен жүктемеге сәйкес келуін зерттеу.

5. Тұрақты ток тізбегін зерттеу.

6. Зарядталған бөлшектердің электр өрісіндегі қозғалысын зерттеу.

7. Зарядтар жүйесінің электр өрісін зерттеу

Барлық бланкілер үлгілерінде тапсырмалар саны артығымен берілген. Бір оқушы олардың барлығын жасай бермейді. Оқытушы ұсынылған тапсырмаларды сараптап, оқушылардың білім деңгейлеріне сай іріктеп беруі керек. Ұсынылған үлгілерге қарап оқытушы тапсырмалар аясын көбейтуіне болады.

Қолданылған әдебиеттер 72 тізімді құрайды. Дипломдық жұмыстағы суреттер саны – 28.

№1 қосымшада дипломдық жұмыстың нәтижелері бойынша «Научное обозрение» №2. 2017г. журналында «Самостоятельное конструирование исследовательских заданий компьютерных лабораторных работ по электричеству» атты мақаланың көшірмесі мен мектепте өткізілген сабақ туралы пікірлер берілген.

Кіріспе

Зерттеудің көкейкестілігі. Қазақстан Республикасының Президенті Н.Ә.Назарбаевтың 2011 жылғы қаңтардың 28-індегі Қазақстан халқына Жолдауында: -2015 жылға қарай білім беру ұйымдарының 50 пайызы электронды оқытуды пайдаланып, 2020 жылға қарай оның саны 90 пайызға дейін артады. 2020 жылға қарай халықаралық стандарттар бойынша тәуелсіз ұлттық аккрeдитациялаудан өткен жоо–лар үлесі 30 пайызды құрайтын болады деген мақсатты алға тартты [1].

«Қазақстанды әлеуметтік модернизациялау: Жалпы Еңбек Қоғамға қарай жиырма қадам» бағдарламасына сәйкес Мемлекет басшысы Елбасының тапсырмасында: 2013-2014 оқу жылынан бастап жалпы орта білім беретін мектептердегі оқу үрдісінде интерактивті оқыту формасын қолдануды кеңейту қарастырылсын және онлайн оқытудың арнайы бағдарламасы ендірілуі керек деп атап көрсетілген.

Қазақстан Республикасының Президенті-Елбасы Н.А.Назарбаев ««Казахстан-2050 –стратегиясы» -қалыптасқан мемлекеттің жаңа саяси бағыты» атты Қазақстан халқына Жолдауында: Қазақстан 2050 жылы 30 дамыған мемлекетер қатарына енуі керек деп атап көрсетті. Дамып келе жатқан елдер арасында мұндай қатарда болуы үшін бәсекелестік қатаң болады. Ұлт глобалдық экономикалық бәсекелестікке дайын болғанда ғана мұндай қатарда бола алады. Біз, аса маңызды мақсаттарымызды естен шығармай, мақсатты және шабытты еңбек етуіміз керек: қазіргі заманға сай нәтижелі білім мен денcаулық сақтау жүйесін құру. Бәсекеге қабілетті дамыған мемлекет болу үшін біз сауаттылығы жоғары елге айналуымыз керек. Бізге оқыту әдістемелерін жаңғырту және өңірлік мектеп орталықтарын құра отырып, білім берудің онлайн-жүйелерін белсене дамыту керек болады. Біз қалайтындардың барлығы үшін қашықтан оқытуды және онлайн режімінде оқытуды қоса, отандық білім беру жүйесіне инновациялық әдістерді, шешімдерді және құралдарды қарқынды енгізуге тиіспіз [2].

Бүгінгі таңда Қазақстан мектептері түгелдей интернет жүйелеріне қосылған, компьютерлермен, интерактивті тақталармен қамтамасыз етілген. Тек осы базаларды тиімді пайдалану үшін, ақпараттық ресурстардың компьютерлік модельдермен қаныққан электронды версияларын жасау керек. Үйткені, қазірде оқу материалдарының электрондық басылымдарда берілуі мен оқытудың теориясы арасында алшақтық бар [3-23]. Электрондық оқыту материалдары әлі де болса статикалық гипертекст ретінде беріледі. Оқу үрдісінде оқытудың интерактивті әдістерін қолдануға мүмкіншілік беретін, мультимедиақаныққан білім беру ресурстарын қолданып жүргізу аса нәтижелі екенін көптеген зерттеулер арқылы дәлелденген. Жоғарыда айтылған алшақтықтың себебінің бірі – жәй гипертекст құрастыру оңай, әрі арзанға түседі, ал мультимедиалы интерактитвті бағдарламалар жасау көп уақыт пен ауқымды қаржыны керек етеді. Дегенмен, Елбасының тапсырмасын жүзеге асыру мақсатында физика саласына арналған компьютерлік модельдерді пайдаланып менің «Физиканың электр бөлімі бойынша компьютерлік зертханалық жұмыстарды ұйымдастыру» атты дипломдық жұмыс тақырыбының аясындағы зерттеуімнің көкейтестілігі болып табылады.

Зерттеудің негізгі проблемасы – орта мектепте қарастырылатын механика бөліміне арналған компьютерлік зертханалық жұмысты атқаруды ұйымдастыруға арналған бланкілер үлгілерін жасау.

Зерттеудің мақсаты – жалпыға бірдей білім беретін мектептердің физика курсындағы «Физиканың электр» бөлімін оқытуда интерактивті әдісті қолдануға мүмкіндік беретін компьютерлік модельдерді қолданып сабақ өткізу мен компьютерлік зертханалық жұмыс атқаруды ұйымдастыруға арналған бланкі үлгілерін ұсыну арқылы оқу үрдісінің нәтижелілігін арттыру.

Зерттеу нысанасы – жалпы білім беретін орта мектепте физиканы оқыту үрдісі.

Зерттеу пәні – мектеп физика курсының «Физиканың электр» бөлімін оқытуға арналған электронды білім беру ресурстары.

Зерттеудің ғылыми болжамы. Егер «Физиканың электр» бөліміндегі құбылыстардың компьютерлік модельдерін нақты тақырыптарға қолданып, солардың негізінде оқытудың жетілдірілген жаңа ақпараттық технологиялық әдістемесі оқу үрдісінде интерактивті әдіс іске асырылып, оқушылардың дербес танымдық белсенділігі, қызығушылықтарын дамыта оқытудың қолайлы жағдайлары туып, физикадан берілетін білімнің сапасы артады, сөйтіп оның практикалық, теориялық және дүниетанымдық қуаты терең ашылады.

Дипломдық жұмыстың міндеттері мен мақсатын жүзеге асыру үшін мынадай зерттеу әдістері қолданылды:

– зерттеу тақырыбына байланысты психологиялық, педагогикалық, әдістемелік әдебиеттерге теориялық талдау жасау;

– мектептегі оқу үрдісін бақылау, алдыңғы қатарлы мектеп оқытушыларының озық тәжірибелерін жинақтап талдау жасау;

• педагогикалық іс-тәжірибе кезінде деңгейлік тапсырмаларды пайдаланып сабақтар жүргізу.

Дипломдық жұмыстың құрылымы: кіріспеден, екі тараудан, қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады.

Мазмұны

Кіріспе

1. Компьютерлік моделдерді қолданып өтілетін сабақтардың түрлері

2. Компьютерлік моделдермен жұмыс жасауды ұйымдастыруға арналған тапсырмалар

3. Компьютерлік моделдер мен виртуал лабораторияларды қолдану әдістемесі

4. Электр бөліміне арналған «Электроника. Constrctor»және «Открытая физика» бағдарламаларымен жұмыс атқару әдістемесі

5. Физиканың электр бөлімінен компьютерлік зертханалық жұмыстарды ұйымдастыру

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

1. Компьютерлік моделдерді қолданып өтілетін сабақтардың түрлері

Компьютерлік моделдермен жұмыс жасауды оқушылар аса қызығушылықпен атқарады. Компьютерлі класта сабақ қызықты болумен қатар оның оқыту пәрмені максимал болуы үшін не қажет? Ол үшін оқытушы келесілерді:

• Моделмен жұмыс жасауда оқушыларға нақты міндет қою керек. Мұндай болмаса оқушылар экранда өтіп жатқан процестің физикалық мағынасына көңіл бөлмей тек ойнап отырады. Тәжірибе көрсеткендей кәдімгі оқушыға нақты моделге немесе виртуал лабораторияға қызығушылығы 3-5 минуттан артпайды, одан кейін «Әрі қарай не істеймін?» деген сұрақ туады. Тәжірибе көрсеткендей мұндай сабақтың нәтижесі мардымсыз болады.

• Компьютерлік кластағы сабақ нәтижелі болуы үшін сабақ формасы қызығушылықпен өтумен қатар нетижесі де жоғары болуы керек.

• Таңдап алған компьютерлік модел немесе лабораторияға арналған сұрақтар мен есептер таңдалған моделдердің функционалды мүмкіншілігіне қарай алдын ала құрастырылып берілуі керек.

• Сабақ соңында оқушыларға қойылған сұрақтарға жауап беріп атқарған жұмыстарының есебін жасауды ұсыну керек.

• Оқушыларға алдын ала жеке тапсырмаларды беру керек, егер оларды компьютерде жазылып принтерден шығарып берсе тіптен жақсы.

• Сұрақтарға жауап беріп немесе есептерді шығарғаннан кейін оқушылар керекті компьютерлік тәжірибелерін қоюларына болады.

• Есептерді алдымен қағазға дәстүрлі тәсілмен шығарғаннан кейін барып нәтижелерін тексеру үшін оқушыларға тәжірибе қоюды ұсыну керек.

Компьютерлік моделдерді демонстрациялық вариантта жаңа материалды түсіндіру үшін немесе есептер шығаруда қолдану үшін, мысалы: магнит өрісіндегі зарядталған бөлшектердің қозғалысын тақта мен борды пайдаланып түсіндіргеннен «Открытая физика» курсындағы «Зарядтардың магнит өрісінде қозғалысы», «Масс-спектрометр» моделі арқылы түсіндіруге мүмкіншілік бар. Демонстрация кезінде моделдердің терезесінде зарядтардың мөлшерін, магнит өрісінің индукциясы өзгерген жағдайда зарядтардың траекториясы динамикалық режимде салынады, ал «Масс-спектрометр» моделінің терезесінде осы құбылысты қолданып изотоптардың қалайша сарапталатыны көрсетіледі.

Мұндай демонстрацияларды қандай құралдар арқылы іске асыруға болады? Әрине, егер оқытушы оқушылардың кіші-гірім тобымен жұмыс жасап, оларды монитор жанында орнастырса немесе кабинетте проекциялық техника болса ғана компьютерлік демонстрация нәтижелі болады. Мұндай жағдай мүмкіншілігі болмаса, онда компьютерлік класта оқушыларға моделдермен жеке жұмыс жасауды немесе үйлерінде атқаруын ұсыну керек. Оқушылардың ұсынылған моделдермен дара жасауы аса қызығушылықпен өтеді, үйткені олар приборларды жөнге салып байқап тәжірибе жүргізеді.

Мектеп физика курсындағы компьютерлік моделдердің көпшілік бөлігі «ФИЗИКОН» [3] компаниясының мультимедиа курстарында қамтылғаны белгілі. Көрсетілген курстардағы компьютерлік моделдер физикалық тәжірибелердің алғашқы шарттарын өзгерту арқылы оқушылардың көптеген виртуалдық тәжірибелер жүргізе алатын мүмкіншіліктері барын біз бұрын жазғанбыз [4-11]. Бұл курстардағы кейбір моделдерде тәжірибе өту барысын бақылаумен қатар сәйкес графикалық тәуелділіктерді сызып көрсете алады. Мұндай моделдер аса бағалы, үйткені оқушылар графиктерді оқу мен оларды сызуда әжептәуір қиындыққа ұшырайды. Компьютерлік моделдерді дәстүрлі сабаққа да оңай ендіруге және оларды қолданып оқытудың жаңа түрлерін ұйымдастыруға да болады. Мысал ретінде осы ресурстарды пайдаланып өтуге болатын сабақтардың үш түрін қарастырайық:

1.1 Білімді бекіту сабағы- есептер шығару және нәтижелерін компьютерлік тексеру

Мұндай сабақта мұғалім жеке есептерді оқушыларға өз бетінше шығарып нәтижесінің дұрыстығын компьютерлік тәжірибе жүргізу арқылы тексеруін ұсынады. Компьютерлік тәжірибе жүргізіп шығарылған есептердің нәтижелерін тексеру оқушылардың танымдық қызығушылығын арттырады, әрі олардың жұмысын творчестволық етеді және кейбір жағдайда зерттеулік сипатқа жақындатады. Осылардың нәтижесінде білімді бекіту этапында көптеген оқушылардың өздері есептер құрастыра бастап, оларды шығарып компьютерді қолданып өздерінің ой жүгіртуінің дұрыстығын тексере алады. Оқушылардың құрастырған есептерін класс жұмысы ретінде басқа оқушыларға немесе үй тапсырмасы ретінде ұсынуға болады.

1.2 Білімді қорытындылау және жүйелеу сабағы

Жаңа материалдан алған білімді қорытындылау және жүйелеу этапында оқушыларға компьютерлік моделді немесе виртуалды лабораторияны қолданып өз бетінше кіші-гірім зерттеулер жүргізіп қажетті нәтиже алу ұсынылады. Көптеген компьютерлік моделдер мен виртуалды лабораториялардың мұндай зерттеулерді әп-сәтте жүргізуге мүмкіншіліктері бар. Мұндай жағдайда оқытушы зерттеудің тақырыбын құрып, тәжірибені жүргізу және оны жоспарлау барысында оқушыларға көмектесуі керек.

1.3 Алған білімді және игерген дағдыны комплексті қолдану сабағы – компьютерлік зертханалық жұмыс.

Мұндай сабақ өткізу үшін, ең алдымен тақырыпқа сәйкес таратылатын материалдарды, яғни лабораториялық жұмыстардың бланкілерін дайындау керек. Бланкіде тапсырмаларды күрделілігі өсу ретімен орналастыру қажет. Алдында танысу сипатындағы қарапайым тапсырмалар (моделдің мүмкіншілігі, моделмен жұмыс атқаруға арналған сұрақтар, зертханалық жұмыстың мақсаты мен күтілетін нәтижерлер) мен тәжірибелік есептер, одан кейін еспетеуге арналған тапсырмалар және соңында творчестволық және зерттеулік сипаттағы тапсырмалар берілгені дұрыс. Творчестволық және зерттеулік сипаттағы тапсырмалар оқушылардың құштарлығын арттырады және қосымша мотивациялау факторы болып табылады. Көрсетілген себептерге байланысты сабақтардың соңғы екі этаптары ерекше нәтиже береді, үйткені оқушылар өз бетінше творчестволық жұмыс атқару барысында білім игереді. Бұл білімдер оларға қорытынды нәтижеге жетуіне керек. Мұндай жағдайда мұғалім оқушыларға білім қалыптастыру үрдісінде көмекші ретінде ғана қатысады. Оқушылар компьютерге отырғаннан кейін олармен тек дара қатынас жасау ғана мүмкін. Үйкені, балалар жұмысқа күшті елігетіні соншалықты, оқытушы қатты дауыспен айтса да, олар тіпті естімейді. Мүмкін алғашқы сабақтарда оқушыларға еркін уақыт бөлу де керек шығар. Сабақ тақырыбына сәйкес емес басқа моделдермен танысса да еркін уақыт бөлген жөн. Үйткені алғашқыда оларға барлығы қызық болады. Курс моделдерімен танысқаннан кейін оқушылармен келесі сұрақтарды талқылағаны дұрыс:

• Олардың пікірінше қандай моделдер аса қызықты?

• Моделдің біреуімен немесе басқасымен жұмыс жасап олар қандай жаңалық білді?

• Олар қандай тәжірибе жүргізді және қандай нәтижелер алды?

Талқылаудың мақсаты – ойластырып тәжірибе қою мен нәтиже алу оңай шаруа еместігін көрсету және мұнда үйренетін жәйттер көптігін байқату. Мүмкін өте қызық тәжірибе конкурсын жариялаған да артық болмас. Балалар әбден қаныққанша тәжірибе жинаса курс интерфейсін жақсылап меңгереді. Бұл келесі сабақтарда уақытты үнемдеуге көмектеседі. Кейде компьютерлік класта оқытушы балалардың жұмыстарын үйлестіргісі келіп, олардың әрекеттерін бөліп, ары қарай қандай әрекеттенуін хабарлайды.Сабақтың мұндай формасын тиімді деп айтуға болмайды, үйткені оқытуда компьютерді пайдаланудың бірден-бір ерекшелігі даралап оқыту үрдісі.Мейлі әр оқушы өзінің жеке тапсырмасын өз ритмінде орындасын. Оқушылардың біреулерінің тапсырмаларды көбірек орындауы, ал кейбіреулері азырақ орындауы аса қауіпті емес, ең маңыздысы-әр оқушының толыққанды жұмыс жасағаны мен одан қанағат алуында.

2. Компьютерлік моделдермен жұмыс жасауды ұйымдастыруға арналған тапсырмалар.

2.1 Танысу тапсырмасы

Бұл тапсырма оқушылардың моделдің қандай құбылысқа арналғанын түсінуге және оны басқаруды игеруге арналған. Тапсырма бақылау сұрақтары мен моделді басқару интструкциясынан тұрады.

2.2 Компьютерлік тәжірибелер

Компьютерлік моделді игергеннен кейін оқушыларға 2-3 тәжірибе жүргізу ұсынылады.Мұндай тәжірибелер экранда өтіп жатқан құбылыстың мағынасын терең түсінуге мүмкіншілік береді.

2.3 Тәжірибелік есептер

Одан әрі оқушыларға есепке сәйкес ойланып қойылатын компьютерлік тәжірибе арқылы шешілетін, яғни тәжірибелік есептер ұсынылады.Оқушылар мұндай есептерді шешуге құлшына кіріседі. Мұндай есептердің қарапайым сияқтылығына қарамастан аса пайдалы, үйткені олар оқушыларға компьютерлік тәжірибе мен оқылатын физикалық құбылыс арасындағы тікелей байланысты бақылай алады.

2.4 Компьютерлік тексеруге арналған есептер

Бұл этапта оқушыларға алдымен (2-3 есеп) компьютер көмегінсіз шешіп, алған жауабын есеп шарттары компьютерлік тәжірибе параметрлерімен сәйкес келетін тәжірибе жүргізіп тексеру ұсынылады. Мұндай есептерді ұсынғанда моделдердің функционалдық мүмкіншілігін де, сандық парметрлердің өзгеру шектерін де ескеру қажет. Ескертетін жәйт: егер мұндай есептер шешу компьютерлік класта өткізілсе, онда есепті шешуге берілетін уақыт 5-8 минуттан аспауы керек, үйткені мұндай болмаса компьютерді қолдану болмашы нәтижелі болады. Шешуі ұзаққа созылатын есептерді оқушыларға үй тапсырмасы ретінде беріп, физика кабинетінде талқылап барып, соңынан компьютерді компьютерік класта қолданыды ұсынған дұрыс.

2.5 Бірмәнді емес есептер

Бұл тапсырма аясында оқушыларға бір біріне тәуелді екі параметрді анықтауға арналғанесептер ұсынылады. Мысалы, горизонтқа көлбеу лақтырылған дененің берілген ара қашықты өтуі үшін оның алғашқы жылдамдығы мен лақтыру бұрышын анықтау. Мұндай есепті шешу үшін оқушы алдымен бір параметрдің модел авторының берген диапазонынан таңдауы қажет. Содан кейін барып шешу жауабын компьютерлік тәжірибе нәтижесімен тексеруі керек. Мұндай есептердің бірнеше шешуі болатыны түсінікті.

2.6 Берілгендері жетіспейтін есептер

Мұндай есептерді шешу үшін оқушы алдымен есепті шешуге қандай параметр қажет екенін анықтап алуы керек және сол параметрді өзі таңдап әрі қарай 5-тегі есептішешкендей әрекет етуі тиіс.

2.7 Творчестволық тапсырмалар

Мұндай тапсырма аясында оқушыларға өз бетінше бір немесе бірнеше есеп құрастыру ұсынылып, үйде немесе сыныпта орындауы ұсынылады. Содан кейін алған нәтижесін компьютерлік моделді пайдаланып тексеруі керек. Алғашқыда бұл есептер бұрын құрастырылып сабақта шешілген есептер типтесі болып, кейіннен модел мүмкіншілігіне орай жаңа типті болуы мүмкін.

2.6 Зерттеулік тапсырмалар

Аса қабілетті оқушыларға зерттеулік тапсырма, яғни белгілі бір заңдылықты растайтын немесе жалғандығын көрсететін бірнеше компьютерлік тәжірибелерді жоспарлау және жүргізу ұсынылады. Аса күшті оқушыларға мұндай заңдылықтарды өздерінің тұжырымдауы ұсынылады. Өте күрделі жағдайларда оқушыларға қажетті тәжірибелерді жоспарлауға көмектесу керек немесе оқытушы алдын ала жоспар құрып беруіне болады.

2.7 Проблемалық тапсырма

Бірқатар моделдер арқылы проблемалық ситуацияларды, яғни оқушыларды қайшылық сияқты жағдайға немесе нақты қайшылық тудыруға болады. Мұндай қайшылықтарды шешуді компьютерлі моделдеу арқылы шешу оқушыларға ұсынылады.

2.8 Ізденіс тапсырмалары

Мұндай тапсырмаларды оқушылар орындауы үшін алдымен идеясын «табу» керек, соңынан тәжірибе арқылы тексеру керек. Мысалы:

• «Фотоэффект» моделін қолданып, Планк тұрақтысын анықта;

• «Упругие и неупругие соударения» моделінде, арбаның максимал жылдамдыққа дейін қозғалту тәсілін тауып, сол жылдамдықты анықта.

2.9 Сапалық есептер

Кейбір моделдерді сапалық есептерді шешуге қолдануға болады. Мұндай есептер мен сұрақтарды жинақтардан таңдап алуға немесе моделмен алдына ала жұмыс жасап өздігінше тұжырымдауға болады.

Проблемалық, зерттеулік және ізденістік тапсырмалар оқушыларды физикаға қызығушылығын арттыруы маңызды және қосымша мотивация факторы болып табылады. Мұндай жағдайларда да компьютерлік моделдерді қолдану ең қолайлы болатынын айта кету керек. Соңғы 4-5 тапсырмалардың айқын шекарасын анықтау қиын дегендер де табылып қалуы мүмкін. Дегенмен, жоғарыда көрсетілген классификация компьютерлік моделдерге арнап әр алуан есептерді тұжырымдауға көмектесіп, оқушыларға сәйкес комментарийлер беруге болады.

3. Компьютерлік моделдер мен виртуал лабораторияларды қолдану әдістемесі

Оқушылар компьютерге отырғаннан кейін олармен тек дара қатынас жасау ғана мүмкін. Үйкені, балалар жұмысқа күшті елігетіні соншалықты, оқытушы қатты дауыспен айтса да, олар тіпті естімейді. Мүмкін алғашқы сабақтарда оқушыларға еркін уақыт бөлу де керек шығар. Сабақ тақырыбына сәйкес емес басқа моделдермен танысса да еркін уақыт бөлген жөн. Үйткені алғашқыда оларға барлығы қызық болады. Курс моделдерімен танысқаннан кейін оқушылармен келесі сұрақтарды талқылаған дұрыс:

• Олардың пікірінше қандай моделдер аса қызықты?

• Моделдің біреуімен немесе басқасымен жұмыс жасап олар қандай жаңалық білді?

• Олар қандай тәжірибе жүргізді және қандай нәтижелер алды?

Талқылаудың мақсаты – ойластырып тәжірибе қою мен нәтиже алу оңай шаруа еместігін көрсету және мұнда үйренетін жәйттер көптігін байқату. Мүмкін өте қызық тәжірибе конкурсын жариялаған да артық болмас. Балалар әбден қаныққанша тәжірибе жинаса курс интерфейсін жақсылап меңгереді. Бұл келесі сабақтарда уақытты үнемдеуге көмектеседі.

Кейде компьютерлік класта оқытушы балалардың жұмыстарын үйлестіргісі келіп, олардың әрекеттерін бөліп, ары қарай қандай әрекеттенуін хабарлайды. Сабақтың мұндай формасын тиімді деп айтуға болмайды, үйткені оқытуда компьютерді пайдаланудың бірден-бір ерекшелігі даралап оқыту үрдісі. Мейлі әр оқушы өзінің жеке тапсырмасын өз ритмінде орындасын. Оқушылардың біреулерінің тапсырмаларды көбірек орындауы, ал кейбіреулері азырақ орындауы аса қауіпті емес, ең маңыздысы-әр оқушының толыққанды жұмыс жасағаны мен одан қанағат алуында.

Компьютерлік моделдермен жұмыс жасауды оқушылар аса қызығушылықпен атқарады. Компьютерлік класта сабақ қызықты болумен қатар оның оқыту пәрмені максимал болуы үшін не қажет? Ол үшін оқытушы келесілерді:

1. Моделмен жұмыс жасауда оқушыларға нақты міндет қою керек. Мұндай болмаса оқушылар экранда өтіп жатқан процестің физикалық мағынасына көңіл бөлмей тек ойнап отырады. Тәжірибе көрсеткендей кәдімгі оқушыға нақты моделге немесе виртуал лабораторияға қызығушылығы 3-5 минуттан артпайды, одан кейін «Әрі қарай не істеймін?» деген сұрақ туады. Тәжірибе көрсеткендей мұндай сабақтың нәтижесі мардымсыз болады.

2. Компьютерлік кластағы сабақ нәтижелі болуы үшін сабақ формасы қызығушылықпен өтумен қатар нетижесі де максимал болуы керек.

3. Таңдап алған компьютерлік модел немесе лабораторияға арналған сұрақтар мен есептер таңдалған ресурстардың функционалды мүмкіншілігіне қарай алдын ала құрастырылып берілуі керек.

4. Сабақ соңында оқушыларға қойылған сұрақтарға жауап беріп атқарған жұмыстарының есебін жасауды ұсыну керек.

5. Оқушыларға алдын ала жеке тапсырмаларды беру керек, егер оларды компьютерде жазып принтерден шығарып берсе тіптен жақсы.

6. Сұрақтарға жауап беріп немесе есептерді шығарғаннан кейін оқушылар керекті компьютерлік тәжірибелерін қоюларына болады.

7. Есептерді алдымен қағазға дәстүрлі тәсілмен шығарғаннан кейін барып нәтижелерін тексеру үшін оқушылар тәжірибе қоюды ұсыну керек.

3.1 Компьютерлік моделдерді қолданудың басқа мүмкіншіліктері.

Компьютерлік моделдерді демонстрациялық вариантта жаңа материалды түсіндіру үшін немесе есептер шығаруда қолдану үшін, мысалы: алғашқы жылдамдық оң және теріс үдеуі бар жағдайдағы дене қозғалысын тақта мен борды пайдаланып түсіндіргеннен «Открытая физика» курсындағы «Тұрақты үдеумен қозғалу» моделі арқылы түсіндіруге мүмкіншілік бар. Демонстрация кезінде «Бірқалыпты үдемелі қозғалыс» моделінің терезесінде спортшының қозғалысымен қатар қойылған шарттарға сәйкес оның тежелуі, бұрылуы және кері қозғалғандағы жылдамдығын ұлғайтуы, осыларға сәйкес жылдамдық векторының ұзындығы мен бағытының өзгерулері көрсетіледі, сонымен қатар координата, орын ауыстырудың модулі мен жылдамдық проекциясының графиктері динамикалық режимде салынады. Мұндай демонстрацияларды қандай құралдар арқылы іске асыруға болады?

Әрине, егер оқытушы оқушылардың кіші-гірім тобымен жұмыс жасап, оларды монитор жанында орналастырса немесе кабинетте проекциялық техника болса ғана компьютерлік демонстрация нәтижелі болады. Мұндай жағдай мүмкіншілігі болмаса, онда компьютерлік класта оқушыларға моделдермен жеке жұмыс жасауды немесе үйлерінде атқаруын ұсыну керек. Оқушылардың ұсынылған моделдермен дара жасауы аса қызығушылықпен өтеді, үйткені олар приборларды жөнге салып байқап тәжірибе жүргізеді.

3.2 Компьютерлік моделдермен жұмыс жасаудың кейбір ерекшеліктері

Шындығында компьютерлік моделдермен жұмыс жасау қызықты, бірақ жеткілікті күрделі екенін ескерте кету керек. Себебі, өнім авторлары оқушыларға өздерінің моделдерінің қандай демонстрациялауға арналған тізімі мен тапсырмалар орындауына болатынын бермейді. Мүмкін олар мұғалім моделдерді пайдаланып өз демонстрациялар тізімін және оқушылар орындайтын тапсырмаларын береді деп ойланатын шығар. Тек интерактивті лабораториялық жұмыстарды қамтитын «Открытая физика 2.0, часть I» және «Открытая физика 2.5, части I и II» курстарында ғана мұндай тізімдер берілген. Көрсетілген курстарда интерактивті лабораториялық жұмыстардың пайда болуы қуанышты ақ факт. Бірақ бұл курстарда сәйкес 50 және 100 компьютерлік моделдер қамтылған. Сонда қалған моделдермен қалай жұмыс жасаймыз? Тек «Открытая физика» курсының жетілдірілген курстарында лабораториялық жұмыстар мен интерактивті тапсырмалар саны артады деп үміттенеміз. Тәжірибе көрсеткендей, әр модел тиісті ондаған әртүрлі типті және күрделігі әрқилы есептерді, сұрақтарды және зерттеу тақырыптарын қамтитын болғаны дұрыс. Сонда ғана можелдермен жұмыс жасау жоғары оқытушы нәтиже береді. Сонымен қатар компьютерлік курстар үшін есептер мен сұрақтар жинағы құрастырылуы керек, олардың мазмұндары моделдердің функционалдық мүмкіншіліктерімен сәйкестенген болуы керек, әрі жұмыс дәптерлері мен лабораториялық жұмыстардың бланкілері дайындалуы керек. Есептер мен сұрақтар жинағының және жұмыс дәптерінің болуы мұғалім жұмысын оңайлатып, оған компьютерлік курсты оқушылардың үй тапсырмаларын орындауына ұсынуына мүмкіншілік береді. Ал, қазірше тек энтузиаст-мұғалімдер ғана компьютерлік моделдерге арналған есептер мен тапсырмаларды өз бетінше құрастырып жүр.

3.3 Компьютерлік кластағы оқушылардың іс-әрекеттерін ұйымдастыру

Компьютерлік класта оқушылардың нәтижелі жұмыстарын ұйымдастырудың бірқатарын келтірейік:

• Егер компьютерлік класта желі ұйымдастырылған болса, онда оқытушы желіден алуға болатын, оқушыларға арналған папка ашуына болады. Мұндайда сабақ соңында оқушы өз жұмысының нәтижелерін сол папкаға көшіреді.

• Егер компьютерлік класта электронды поштамен жұмыс жасауға мүмкіншілік болса, оқытушы лабораториялық жұмыстың бланкісі мен дара тапсырмаларды алдын ала оқушыларға жібере алады. Сабақ соңында оқушылар өз жұмыстарының нәтижелерін оқытушының жеке компьютеріне жібереді немесе желідегі папкаға көшіреді.

• Егер оқушылар саны компьютер санынан артық болса, онда оларды екі топқа бөлу керек: бірінші топ компьютерде тәжірибелік тапсырмаларды орындаса, екінше топ қағазға есептерін шығарып отырады, соңынан олар орын ауытырады.

• Егер оқушылар есептерді сенімсіз шешіп отырса, онда компьютерлік сабақ нәтижелі болу үшін оларға есептерді алдын ала таратып беріп керекті шығаруларды үйлерінде жасауды ұсынған жөн. Мұндай жағдайда оқушылар компьютерлік класта негізінен тәжірибелерге көңіл бөле алады.

3.4 Компьютер класында алғашқы сабақты қалай өту керек?

Компьютерлік класта үлкен топты балалармен жұмыс жасауды сабақтың 10-15 минуттік фрагменттерінен бастаған ыңғайлы. Әрі курспен жұмыс атқару ережелерін және оқушылар орындайтын тапсырмаларды оқушылар компьютерге отырмай тұрғанда түсіндіру керек. Мұны компьютерлік класта емес физика кабинетінде атқарған жөн. Оқушылар компьютерге отырғаннан кейін олармен тек дара қатынас жасау ғана мүмкін. Үйкені, балалар жұмысқа күшті елігетіні соншалықты, оқытушы қатты дауыспен айтса да,

олар тіпті естімейді. Мүмкін алғашқы сабақтарда оқушыларға еркін уақыт бөлу де керек шығар. Сабақ тақырыбына сәйкес емес басқа моделдермен танысса да еркін уақыт бөлген жөн. Үйткені алғашқыда оларға барлығы қызық болады. Курс моделдерімен танысқаннан кейін оқушылармен келесі сұрақтарды талқылаған дұрыс:

• Олардың пікірінше қандай моделдер аса қызықты?

• Моделдің біреуімен немесе басқасымен жұмыс жасап олар қандай жаңалық білді?

• Олар қандай тәжірибе жүргізді және қандай нәтижелер алды?

Талқылаудың мақсаты – ойластырып тәжірибе қою мен нәтиже алу оңай шаруа еместігін көрсету және мұнда үйренетін жәйттер көптігін байқату. Мүмкін өте қызық тәжірибе конкурсын жариялаған да артық болмас. Балалар әбден қаныққанша тәжірибе жинаса курс интерфейсін жақсылап меңгереді. Бұл келесі сабақтарда уақытты үнемдеуге көмектеседі.

Кейде компьютерлік класта оқытушы балалардың жұмыстарын үйлестіргісі келіп, олардың әрекеттерін бөліп, ары қарай қандай әрекеттенуін хабарлайды. Сабақтың мұндай формасын тиімді деп айтуға болмайды, үйткені оқытуда компьютерді пайдаланудың бірден-бір ерекшелігі даралап оқыту үрдісі. Мейлі әр оқушы өзінің жеке тапсырмасын өз ритмінде орындасын. Оқушылардың біреулерінің тапсырмаларды көбірек орындауы, ал кейбіреулері азырақ орындауы аса қауіпті емес, ең маңыздысы-әр оқушының толыққанды жұмыс жасағаны мен одан қанағат алуында.

Алғашқы сабақты интерактивті сұрақтар мен есептерді пайдаланып өткізген тіпті оңайға соғады. Әрине, оқушылардың тапсырмаларды орындай алатынын ескеру үшін олардың мазмұндарын алдын ала көріп алған жөн. Айта кететін жәйт- кейбір оқушылар бақылау сұрақтарын тезде орындайды, үйткені олардың саны әр тақырыпта 6-7 ден аспайды. Сондықтан әр сабақта 2-3 тақырыптың тапсырмаларын қамититындай етіп жоспарлау керек және күрделі сұрақтар мен есептерді талқылауға уақыт жоспарлау қажет. Өкінішке орай, мұндай курста жұмыстар саны аздау, сондықтан алдын ала олардың тізімімен танысып, компьютерлік класта өтілетін сабақ жоспарын сабақтардың жалпы жоспарымен үйлестіру керек. Тек компьютерлік класта бірнеше сабақтар өтіп, өзіңіз әбден жаттығып «Открытая Физика» курсын оқытуда пайдаланудың негізгі артықшылықтары мен қиындықтарын егжей-тегжейлі меңгергеннен кейін ғана өз сабақтарыңызды құрастыруыңызға болады. Ол үшін сабақтың толық жоспарын жасап, оқушыларға ұсынатын компьютерлік моделдерге арналған сұрақтар мен тапсырмаларды дайындап барып өз сабағыңызды өткізуіңіз жөн.

«Открытая физика 2,5» курсының әдістемелік материалдарында бірнеше сабақтардың толық құрастырылғаны бар. Егер сіз батыл әрі өзіңізге сенімді болсаңыз сабақты бірден компьютерлі класта өткізуіңізге болады. Бірақ ол үшін өзіңізді психологиялық дайындауыңыз керек, өйткені мұндай дайындық болмаса техникалық олқылықтардан немесе оқушылар шапшаң стартқа дайын болмауынан сабақ нәтижесіз өтуі мүмкін.

Өз сабағыңызды жоспарлағанда оқушылардың компьютермен жұмыс атқару уақыты 30 минуттан аспауын ескеру керек. Егер сабақ соңында сіздің алдына ала берген сұрақтарыңызға жауап ретінде оқушылар қысқаша жұмыс есебін дайындаса тіптен жақсы.

Мұндай жұмыс оқушылардың жүргізген тәжірибелеріне ой жүгіртіп ұғынуына көмектеседі. Мүмкін болса барлық топтармен бірігіп негізгі қиыншылықтар мен алынған нәтижелерді талқылаған дұрыс. Компьютерлік сабақтың осылайша аяқталуы оның нәтижелілігін арттырады. Компьютерлік кластағы сабақ максимал нәтижелі болуы үшін оқушыларға алдын ала молелдерге сұрақтар мен тапсырмаларды жазып таратып беру керек. Алғашқыда сіз келесі көрсетілгендердегі әдістемелік материалдардағы тапсырмалар мен лабораториялық жұмыстардың бланкілерін дайындап жазып таратсаңыз да болады.

Қолданылған әдебиеттер

1. Назарбаев Н.Ә. Қазақстан халқына Жолдауы. www.bnews.kz. 28. 01. 2011 ж. Астана. Егемен Қазақстан. 4 февраль 2011 ж.

2. Назарбаев Н.Ә. ««Казахстан-2050 –стратегиясы» -қалыптасқан мемлекеттің жаңа саяси бағыты». Қазақстан халқына Жолдауы. www.bnews.kz. 14.12.2012ж. Астана. . Егемен Қазақстан. 14.12.2012 ж.

3. Морозов М.И., Танаков А.И., Герасимов А.В. и др. Разработка виртуальной химической лаборатории для школьного образования // Educational Technology & Society. – 2004.-7(3).-C/ 155-154

4. Смирнов А.В. Применение новых средств информационных технологий при подготовке будущих учителей физики. Образовательная среда сегодня и завтра. Материалы III Всероссийской научно-практической конференции. Москва 2006, стр.532-534.

5. Безрукова Н.П., Кулакова О.В., Свищева О.Г. Электронный учебник по естественно научной дисциплине - каким ему быть? Образовательная среда сегодня и завтра. Материалы III Всероссийской научно-практической конференции. Москва 2006, стр. 80-83.

6. Кандаурова Н.В. Методические особенности создания электронных образовательных ресурсов. Образовательная среда сегодня и завтра. Материалы III Всероссийской научно-практической конференции. М: 2006, стр. 258-263.

7. Кавтрев А.Ф. «Компьютерные программы по физике в средней школе». — Журнал «Компьютерные инструменты в образовании», Санкт-Петербург, Информатизация образования, № 1, 1998 — с. 42–47.

8. Кавтрев А.Ф. «Компьютерные модели в школьном курсе физики». — Журнал «Компьютерные инструменты в образовании», Санкт-Петербург, Информатизация образования, № 2, 1998 — с. 41–47.

9. Чирцов А.С. ««Информационные технологии в обучении физике». — Журнал «Компьютерные инструменты в образовании», Санкт-Петербург, Информатизация образования, № 2, 1999 — с. 3–12.

10. Гомулина Н.Н. Компьютерные обучающие и демонстрационные программы. — Газета «Физика», № 12, 1999.

11. Белостоцкий П.И., Максимова Г.Ю., Гомулина Н.Н. «Компьютерные технологии: современный урок физики и астрономии». — Газета «Физика» №20, 1999. — с 3.