Гидростатика заңдарын оқытуда тәжірибелік әдістердің тиімділігі

Абдірахан Санжар Қайратұлы

Ш.Уәлиханов атындағы Көкшетау университеті,Көкшетау қаласы 2025 жыл

Аңдатпа

Бұл мақалада мектеп физика курсындағы гидростатика заңдарын оқытуда тәжірибелік әдістердің тиімділігі қарастырылады. Оқушылардың пәнге деген қызығушылығын арттырып, теориялық білімді терең меңгерту жолында тәжірибелік оқытудың орны ерекше. Мақалада мұғалімнің сабақты түрлендіріп өткізу жолдары, зертханалық жұмыстардың құрылымы және интерактивті әдістер ұсынылады. Сонымен қатар, гидростатика ұғымдарын түсіндіруде қолданылатын көрнекі құралдардың маңызы да сөз болады. Ұсынылған әдістер оқушылардың шығармашылық және зерттеушілік қабілетін дамытуға ықпал етеді.

Кілттік сөздер

Гидростатика,тәжірибелік әдіс,физика сабағы,Архимед күші,Паскаль заңы,Бернулли заңы,зертханалық жұмыс,оқыту әдістемесі,интерактивті оқыту,білім беру технологиясы,тәжірибелік оқыту,визуалды модельдеу,қысым,сұйықтық,STEM білім беру

Кіріспе

Физика пәнін оқытуда теориялық білім мен тәжірибелік дағдылардың үйлесімділігі ерекше рөл атқарады. Әсіресе, гидростатика бөлімінде қысым, Архимед күші, сұйықтықтың тығыздығы секілді ұғымдар нақты тәжірибелер арқылы оңай қабылданады. Бұл бөлім оқушыларға қоршаған ортаның заңдылықтарын тереңірек ұғынуға көмектеседі. Тек құрғақ теориямен шектелу оқушының зейінін төмендетіп, пәнге деген қызығушылығын азайтады. Сондықтан, мұғалімдердің алдында тұрған басты міндеттердің бірі — тәжірибе арқылы түсіндіруді жүйелі жолға қою. Осы мақалада гидростатика заңдарын тиімді әрі нәтижелі оқыту жолдары тәжірибелік әдістер тұрғысынан талданады.

Негізгі бөлім

1.1 Гидростатика заңдарының теориялық негіздері

Гидростатика —физиканың сұйықтықтардың тыныштық күйіндегі қасиеттері мен заңдылықтарын зерттейтін бөлімі. Ол сұйықтықтың ішкі қысымын, сыртқы әсерге қарсыласуын, ығыстырылған көлемге байланысты туындайтын күштерді (мысалы, Архимед күші) және сұйық бағанындағы қысымның таралуын зерттейді.Гидростатиканың негіздері ежелгі Грекия дәуірінде қаланған. Бұл салаға елеулі үлес қосқан ғалым — Архимед (б.з.д. III ғасыр). Ол сұйықтыққа батырылған денеге жоғары итеруші күш әсер ететінін анықтап, бүгінгі Архимед заңы ретінде белгілі принципті тұжырымдады.

Кейінірек, XVII ғасырда Блез Паскаль сұйықтықтардағы қысымның барлық бағытта бірдей таралатынын дәлелдеп, Паскаль заңын ұсынды. Бұл жаңалық гидравликалық машиналардың дамуына жол ашты.Гидростатика Ньютон механикасымен қатар дамып, физиканың дербес саласына айналды.

Негізгі заңдары:

Сұйықтың әрбір нүктесіне әсер ететін қысым:Паскаль заңы.Архимед күші заңы,Бернулли заңы.

Паскаль заңы — гидростатикадағы негізгі заңдардың бірі. Бұл заң былай тұжырымдалады.Сұйыққа не газға берілген қысым, сол сұйықтың немесе газдың әрбір нүктесіне барлық бағытта бірдей таралады.

P =

Мұндағы:

p= қысым (Па)

F= күш (Н)

S= аудан (м²)

Мысалы,егер сұйық толтырылған ыдыстың бір бөлігіне қысым түсірілсе, сол қысым сұйықтың барлық бөлігіне, соның ішінде ыдыстың түбі мен қабырғаларына бірдей таралады. Бұл принцип гидравликалық құрылғылардың — мысалы, автокөлік тежегіші немесе гидравликалық пресс — жұмыс істеу негізі болып табылады.

Архимед заңы — сұйықтыққа немесе газға батырылған денеге сол орнынан ығыстырылған сұйықтықтың салмағына тең көтеруші күш әсер ететінін анықтайтын заң.Сұйыққа толық немесе жартылай батырылған денеге сұйық тарапынан жоғары қарай итеруші (көтеруші) күш әсер етеді, ол күш дене ығыстырған сұйықтың салмағына тең.

F_A=ρgV

Мұндағы:

F_A= Архимед күші (Ньютон)

ρ = сұйықтың тығыздығы (кг/м³)

g= еркін түсу үдеуі (м/с²)

V= сұйықтың көлемі (м³)

Бернулли заңы — идеал сұйық ағыны бойындағы энергияның сақталу принципін сипаттайтын заң. Ол ағынмен қозғалатын сұйықтың қысымы, жылдамдығы және потенциалдық энергиясы арасында өзара байланыс бар екенін көрсетеді.Сұйық үздіксіз ағып жатқан кезде оның қысымы артқан сайын жылдамдығы азаяды, ал жылдамдығы артқанда қысымы төмендейді.

+ ρgh+p=const

Мұндағы:

p=сұйықтың қысымы (Па)

ρ=сұйықтың тығыздығы (кг/м³)

υ=сұйық ағынының жылдамдығы (м/с)

g=еркін түсу үдеуі (м/с²)

h=биіктік (м)

Бұл заңдардың теориялық мағынасын түсіндіру үшін формулалармен қатар, нақты өмірден мысалдар келтіру маңызды. Мысалы, сүңгуір қайықтар, су асты қысымы немесе дененің суға батуы сияқты құбылыстар — оқушыға таныс әрі қызықты жағдайлар.

1.2 Тәжірибелік әдістердің маңызы мен түрлері:

Тәжірибелік әдістер оқушыларға физикалық құбылысты көзбен көріп, қолмен сезіну арқылы терең түсінуге мүмкіндік береді. Бұл әдістерге:

Демонстрациялық тәжірибелер;

Зертханалық жұмыстар;

Интерактивті модельдеу;

Жоба әдісі жатады.

Мысалы, Архимед күшін анықтау үшін динамометр, суы бар ыдыс, әртүрлі денелер пайдаланылады. Осы арқылы оқушы өз бетімен тәжірибе жасап, заңдылықты түсінеді.

1.3 Зертханалық жұмыстарды ұйымдастыру жолдары

Зертханалық жұмыс — физика сабағының ажырамас бөлігі. Жақсы ұйымдастырылған зертханалық жұмыс келесі нәтижелерге жетелейді:

Оқушының зерттеушілік қабілеті дамиды,есептеу дағдылары жетіледі,қорытынды шығару дағдылары қалыптасады.

Гидростатика бөлімі бойынша ұсынылатын зертханалық жұмыстар:Архимед күшін өлшеу,сұйықтықтағы дененің салмағын салыстыру,Паскаль заңының тәжірибесі.

1.4 Интерактивті және цифрлық технологияларды пайдалану

Қазіргі білім беру технологиясы цифрлық құралдарды кеңінен пайдалануға мүмкіндік береді. Мысалы, PhET симуляторлары арқылы Архимед заңын визуалды түрде түсіндіруге болады. Интерактивті тақта мен сенсорлы құрылғыларды пайдалану оқушының сабаққа белсенді қатысуын қамтамасыз етеді.

2.1 Тәжірибелік әдістердің тиімділігіне қатысты зерттеу нәтижелері

Бірқатар зерттеу нәтижелері тәжірибелік әдіспен оқытылған оқушылардың пәнді терең меңгеретінін көрсеткен. Мысалы, бақылау және эксперименттік топтарда жүргізілген сабақ нәтижелері:

1. Эксперименттік топтағы оқушылардың үлгерімі 20–30% жоғары;

2. Пәнге қызығушылық деңгейі артқан;

3. Тақырыпты есте сақтау ұзақ мерзімге созылған.

Қорытынды

Гидростатика заңдарын оқытуда тәжірибелік әдістерді қолдану – қазіргі заманғы білім беру талаптарына толықтай сай келеді. Мұндай әдістер оқушыны тек тыңдаушы емес, белсенді қатысушы ретінде дамытады. Тәжірибе жасау арқылы физикалық заңдылықтар шынайы өмірмен байланысып, оқушының логикалық ойлауын жетілдіреді. Болашақта физиканы терең меңгерген, өздігінен зерттей алатын, сыни ойлайтын ұрпақты тәрбиелеуде тәжірибелік оқыту басты орын алуы тиіс. Мұғалімнің шеберлігі мен шығармашылығы -бұл процестің табысты болуының кепілі.

Қорыта келгенде, гидростатика заңдарын оқытуда тәжірибелік әдістерді тиімді пайдалану — заман талабына сай, нәтижеге бағытталған физика сабағын ұйымдастырудың негізгі жолдарының бірі. Мұндай әдістер оқытудың сапасын арттырып қана қоймай, оқушыны білім алуға емес, білім іздеуге үйретеді. Осы бағыттағы әдістемелік ізденістер мен инновациялық тәсілдер — болашақтағы сапалы білім берудің кепілі болмақ.