CC BY
0FIZIK JARAYONLARNI KOMPYUTERDA MODELLASHTIRISHNING METODIK
ASOSLARI
1F.B.To'raxonov, 2D.Daminova, 3D.A.Muradova
1DTPI, dotsenti (PhD), 2DTPI talabasi, 3Denov tumani 48-maktab o'qituvchisi https://doi.org/10.5281/zenodo.11186094
Anotatsiya: Maqolada fizik jarayonlarni kompyuterda modellashtirish metodikasi va fizika o'qitishda pedagogik dasturiy vositalardan foydalanish usullari haqida mulohaza yuritilgan.
Kalit so'zlar: pedagogik texnologiya, axborot texnologiyasi, virtual konstruktor, simulyator, kompyuter modellari, grafik tasvirlash.
Аннотация: В статье рассматриваются методы компьютерного моделирования физических процессов и использование педагогических программ в обучении физике.
Ключевые слова: педагогические технологии, информационные технологии, виртуальный конструктор, тренажер, компьютерные модели, графическое изображение.
Annotation: The article discusses the methods of computer modeling of physical processes and the use of pedagogical software in teaching physics.
Keywords: pedagogical technology, information technology, virtual constructor, simulator, computer models, graphic representation.
Hozirgi vaqtda fizika ta'limiga innovatsion pedagogik va axborot texnologiyalarini tadbiq etish, virtual laboratoriya ishlarini bajarishga oid o'quv resurslarini yaratish va amaliyotga tatbiq etish o'quv-metodik takomillashtirish bo'yicha tizimli ishlar olib borish dolzarbligi vujudga keldi. Fizika ta'limiga innovatsion pedagogik va axborot texnologiyalarini jadal tatbiq etish, pedagogik uslubiy g'oyaga aylangan. Axborot texnologiyalarini ta'lim tizimiga kirib kelishi, ayniqsa, fizika fanini o'qitishda yangi turdagi mashg'ulot turlarining (kompyuterda fizik model bilan tanishuv, virtual tajriba o'tkazish, kompyuterda eksperimental masalalarni yechish, simulyatorlar yordamida tadqiqot olib borish, masofaviy ta'limda topshiriqlar) vujudga kelishiga sabab bo'ldi.
Jahon mamlakatlarida fizika o'qitishda, o'quychilarni dunyoqarashini shakllantirish, tafakkurinirivojlantirish, o'quv jarayonini takomillashtirishda, pedagogik dasturiy vositalardan samarali foydalanishasosiy masalalardan biri sifatida qaralib, ular ustida ko'plab tadqiqot ishlari olib borilmoqda. Fizika ta'limdavirtual konstruktorlardan foydalanib, laboratoriya ishlarini modelni yaratish, o'quvchilarda konstruktorlikqobiliyatini shakllantirib mustaqil izlanishlik va mantiqiy tafakkurini rivojlantirishga alohida e'tibor qaratilmoqda. Shu jumladan, mamlakatimizda davlat ta'lim standartlari asosida, umumiy o'rta ta'lim tizimida fizikafaniga ixtisoslashgan maktablar tashkil qilinib, o'quvchilarda xorij tajribalari asosida o'qitishning zamonaviypedagogik texnologiyalardan foydalanishning me yoriy asoslari yaratilmoqda 2021 yil 19 martdagi PQ-5032-son "Fizika sohasidagi ta'lim sifatini oshirish va ilmiy tadqiqotlarni rivojlantirish chora-tadbirlari to'g'risida gi qarori mazkur faoliyatga tegishli boshqa hujjatiarda belgilangan vazifalar irosini ta'minlash va amalga oshirishda muavvan daraiada xizmat ailadiMa lumki, Respublikamizning barcha tumanlarida fizikaga ixtisoslashgan maktablar tashkil qilindi,zamonaviy o'quv vositalari va jihozlar bilan ta'minlanayotganr paytda ularda ta lim jarayonini ilg'orpedagogik va axborot texnologiyalariga asoslanib olib borish alohida ahamuyatga ega.
An'anaviy fizika darslarida o'qituvchi yangi mavzuntushuntirishda mavjud fizik modellardanfoydalanadi. Xususan, elastik va noelastik to'qnashuv modeli, broun harakati modeli, nazariy bilimlarberishda turli xildagi modellar kiritiladi, ya'ni moddiy nuqta modeli, qattiq jism modeli, ideal gaz va xokazo.Bunda oquvch o'qituvchi tomonidan keltirilgan modellarni xayoliy tassavuriga keltiradi va shu modellarnikeyinchalik masala yechishda, laboratoriya ishlarmi
bajarish jarayonida foydalanadi. O'quvchilar o'qituvchitomonidan "yaratib" berilgan modellar bilan ishlaydi. Bunday hollarda fizika fanidan mavzuni tushuntirishda kompyuterdan foydalanish qator ustunliklarga ega. Fizik jarayonlarni modellashtirish imkoniyatini beruvchidasturlardan -simulyatorlardan foydalangan holda o'quvchilar fizik jarayonni o'zida aks ettirgan modellarni mustaqil yoki o'qituvchi yordamida yaratishlari, o'zlari mustaqil "shaxsiy" modellarini yaratishi, ularniharakatga keltirishlari, taklif qilinayotgan taxminiy farazlarni, ya'ni xayoliy abstrakt o'ylangan modellarnitekshirishlari mumkin bo'ladi.
O'quv jarayonini kompyuterlashtirishni asosan ikki yo'nalishda olib borish mumkin: kompyuter -o'rganish ob'ekti va o'qitish vositasi sifatida. Birinchi holatda bilim va ko'nikmalarni o'zlashtirish jarayonida kompyuterning imkoniyatlarini anglash turli qiyinchiliklarni yengishga, kompyuter savodxonligini oshirishga olib kelsa, ikkinchi holatda kompyuter o'qitishning samaradorligini oshiradigan va jadallashtiradigan kuchli pedagogik vosita bo'lib hisoblanadi.
Kompyuterning ta'lim olish jarayonida qo'llanilishi u yoki bu ko'rinishidagi modellarni o'quvchi hayolidagi abstrakt fizik modellarni vizullashtirish imkoniyatining mavjudligi fizika ta'limini sifatli amalga asos bo'la oladi. Fizik jarayonlarni modellashtirish imkoniyatini beruvchi simulyator orqali, ma'lum sabablarga ko'ra ayrim fizikaviy tajribalarni o'tkazish imkoniyati bo'lmagan fizik tajribalarni (laboratoriya ishlarini) endilikda xech qanday muammosiz amalga oshirish imkoniyatini tug'diradi. Masalan,turli sabablarga ko'ra haqiqiy sharoitda kuzatilishi qiyin bo'Igan: kichik yoki katta masshtabda ro'y beradiganfizik hodisalar, ularning doimiy yoki «oniy» qiymati. shuningdek ma'lim bir sabablarga ko'ra, texnikxavfsizlik bilan bog'langan yoki eksperiment o'tkazilishining texnik qiyinligi sababli amalga oshirishmurakkab bo lgan fizikaviy tajribalarni simulyatorlar orqali amalga oshirish mumkin bo'ladi. Fizika faninio'qitish jarayonida mikro olamdan makro olamgacha bo'ladigan hodisalarni tajribada kuzatish imkoniyatitug'iladi, yani virtual model yaratishda slayderlardan foydalanib turli gravitasion muhit hosil qilish, vaqto'Ichamlarini kichraytirib yoki kattalashtirib olish, jismni massasini ixtiyoriy qiymatlar berish ahamiyatlidir.Hozirgi vaqtda fizik jarayonlarni modellashtirish imkoniyatini beradigan dasturlar yaratilgan bo'lib,ularning tashqi interfeysi yangi foydalanuvchi uchun hech qanday qiyinchiliklarni hosil qilmaydi. Shuningdek,maxsus dasturlash tillarini bilishni ham talab qilmaydi. Modellashtirish imkoniyatini beruvchi bunday dasturiyta'minotlar kompyuter savodxonligi bolmagan foydalanuvchilar ham xech qanday qiyinchiliksiz foydalanishimkoniyatiga ega boladilar.
Fizik kattaliklar orasidagi funksional bog lanishlar faqat analitik usulda emas, balki grafik usulda hamifodalanishi mumkin. Grafik tasvirning afzalligi uning ko'rgazmaligidadir. Ayniqsa, grafiklardan mexanikharakatlarni o'rganishda foydalanish qulay. Bu grafiklarning oddiyligi va aniq ko'rinishi harakat xarakterinibaholashga va ba'zi masalalarni matematik hisoblashlarga murojaat etmasdan yechishga imkon beradi [1]. Fizik jarayonlarni grafik ko'rinishda tasvirlash kechayotgan fizik jarayonni yaxshi va ko'rgazmalitushunishga sabab bo ladi. Natijalarni grafik ko'rinishda namoyish etilishi qulay ekanligi hammaga ma lum va mashhurdir. Grafiklar va diagrammalardan axborotlarni o'qiy olishda tegishli xulosalar chiqara olishaxborot madaniyatining bir qismi hisoblanadi. O'rganish ob'ekti fizikaviy kattaliklarning bog lanishgrafiklaridan iborat bo'lgan masalalar grafik masalalar deyiladi [2].O' quvchiga har xil metodlardan foydalangan holda grafiklarni chizish malakasini matematika darslaridahosil qilinadi. Fizika, kimyo, biologiya, iqtisod fanlarida grafik ma'lum bir natijalarni aks ettirishda, berilgan masalanining javobini topishda va qaralayotgan holatni tahlil va tadqiq qilishda
foydalaniladi.Fizik kattaliklar orasidagi funksional bog lanishlarlarni qisqa vaqt ichida hosil qilish va hosil bo'Igan
grafikni tahlil qilish fizika fani darslarida muhim pedagogik jarayon hisoblanadi. Ana anviy odars jarayonidagrafiklarni chizish vaqtida qo'yidagi muammolar vujudga keladi:
• Grafikni chizish jarayoni juda sekin davom etishi;
• chizmada noaniqliklaming mavjudligi;
• yangi olingan ma lumotlarni hosil qilish uchun grafikni o'zgartirish imkoniyatini yo'qligi;
• o'quvchilarning matematik tayyorgarliklari yetarli darajada bo' Imagani. Fizikaning mexanika bo'limi fizikaning boshqa bo'limlariga nisbatan masalalarni grafik
ko'rinishdatadqim etilishi qaralayotgan fizik jarayonni yaxshi tushunishga yordam beradi. Mexanikaning ko'pgina masalalari jism harakatiga oid masalalarni tashkil qilib, ularni grafik ko'rinishda osongina yechish mumkin.O'quvchilarning grafik ma lumotlarni qayta ishlash va tahlil qilish jarayoni didaktik muammaolardan birihisoblanadi. Bunday holatlarda kompyuterdan foydalanagan holda grafik masalalarni yechish eng optimalyo'llardan biri hisoblanadi.
Quyida Interactive Physics dastur muhitida yaratilgan modellar tavsifini keltiramiz. Keltirilgan modellarorqali kechayotgan fizikaviy jarayonni o'quvchi kuzatishi va grafik jarayonda qatnashayotgan fizik kattaliklarorasidagi funsional bog lanishlarni tahlil qilishi mumkin bo ladi. Masalan, fazodagi nuqtaning proeksiyasinianiqlashda quyidagi modeldan foydalaniladi.
1-rasm. Fazodagi nuqtaning proeksiyasini aniqlash
Bu keltirilgan kompyuter modelidan maqsad, o'quvchilarda jismlarinng o'rnini aniqlash uchun to'g'riburchakli koordinatalar sistemasidan foydalana bilish malakasini hosil qilish va ikki o'Ichamli koordinatalartizimida nuqta koordinatasini aniqlashdan iboratdir. Bunda o'quvchi nuqta harakati tezligini va uningboshlang'ich o'mini (holatini, vaziyatini, koordinatasini) o'zgartirib model harakatini kuzatadi. O'qituvchitopshirig'iga ko'ra turli vaqt onlarida nuqta koordinatalarmi aniqlaydi.
Harakat turini klassifikatsiyalash (tasniflash)da esa quyidagi modeldan foydalanish mumkin.
2-rasm. Harakat turini tasniflash modeli
Bu keltirilgan kompyuter modelidan maqsad, harakat turlarini ajarata olish, teng vaqt oralig'ida jismlarqoldirgan "iz"larini taqqoslagan holda to'g'ri chiziqli tekis harakat turini aniqlay olish. Keltirilgan grafiklardanharakat turlarini aniqlay olishlik malakasini shakllantirishdan iboratdir. Bunda o'quvchi ko'rsatilgamjarayondan harakat turlarini klassifikatsiyalashi ya 'ni to'g'ri chiziqli harakat, to'g'ri chiziqli tezlanuvchanharakat va tezligi kamayib boruvchi harakat, shuningdek, tanlagan javobini asoslab berishi kerak bo'ladi.Keltirilgan grafiklardan qaysi biri qanday turdagi harakat turiga bog liqligini ko'rsatadi. O'qituvchi esa o'znavbatida model bilan ishlashni o'quvchilarga tushuntiradi.
Ishni bajarishga oid yo'riqnoma quyidagi ko'rinishda bo lishi mumkin.
1. Sizning qarshingizdagi kompyuter monitorida 3 ta jism harakatlanmoqda. Harakatlanayotganjismlardan bittasi to'g'ri chiziqli tekis harakatlanayotganligini ko'rsating. Haraktalanayotganjismlarning ko'chishining vaqtga bog'liqlik grafigidan, har bir jismning qanday turdagi harakatdaqatnashayotganligini aniqlang va tegishli xulosalar chiqarib hisobot daftaringizga yozing.
2. Harakatlanayotgan jismlar tezligining vaqtga bog'liqlik grafigidan kelib chiqqan holda, har birjismning qanday turdagi harakatda qatnashayotganligini aniqlang va tegishli xulosalar chiqarib hisobot daftaringizga yozing.
Berilgan grafikdan harakat turini aniqlash modeli quyida keltirilgan.
3-rasm. Harakat turini aniqlash modeli
Bu keltirilgan kompyuter modelidan maqsad, tezlik va ko'chish grafiklarini "o'qish" malakasini hosil qilish. Bunda o'quvchi modelda berilgan topshiriqni bajaradi va ro'y berayotgan fizik jarayonni tahlil qiladi (laboratoriya ishini bajaradi).
Shunday qilib, fizika darslarida kompyuter modelidan foydalanish talabalarning nazariy va amaliy bilim, malaka va ko'nikmalarini shaklantirishga, fizika o'qitish samaradorligini oshirishga olib keladi.
Xalqaro tadqiqotlardagi natijalarni yaxshilash uchun o'qituvchilarni maqsadli tayyorlash va ta'lim jarayonida o'qitish metodikasi va ustuvor tamoyillarni o'zgartirish zarur. Buning uchun o'qituvchilarni tayyorlashimiz, rivojlantiruvchi ta'limning yanada faol tizimini tatbiq etishimiz va o'qituvchilarni ta'lim jarayonida yanada muvaffaqiyatli foydalana oladigan materiallar va pedagogik dasturiy vositalar bilan ta'minlashimiz kerak.
Foydalanilgan adabiyotlar
1. Begimqulov U.Sh. Pedagogik oliy o'quv yurtlarida zamonaviy axborot texnologiyalarini joriy etishning ilmiy-nazariy asoslari. Monografiya. - Toshkent: Fan, 2007.-160 b.
2. V.S. Xamidov. Interactive physics muhitida fizik jarayonlarni modellashtirish. Ta'limda Axborot- Kommunikatsiya texnologiyalari, III-tom, Toshkent 2006, 294-298 b.
3. Ye. Гурская Компьютер для школьника. Домашние задания быстро и просто. Москва: С-Питербург, 2007. 304 ст
4. Турахонов Ф.Б. Методика разработки виртуальных лабораторных работ по физике с помощью симуляторов. Журнал. «Технологии и методики в образовании» Воронеж. -2011. №3. Стр.-34-38.
5. Турахонов. Ф.Б. бурбонов М. Хамидов В.С. Мактабда физикани укитишда симуляторлардан фойдаланиш. Журнал. "Физика, математика, информатика", Тошкент. 2010. №5.
6. СМ. Дунин. ПРОГРАММА "ЖИВАЯ ФИЗИКА", ВОЗМОЖНОСТИ НОВОЙ ВЕРСИИ. Международный конгресс конференций "Информационные технологии в образовании" (ИТО- 2003): http://www.ict.edu.ru, 2003.
7. бурбонов М., Турахонов. Ф.Б. Физикадан амалий машгулотларни педагогик дастурий воситалар ёрдамида ташкил этишю Журнал. "Педагогик таълим". Тошкент. 2012. №4. 61-65-бетлар.
8. Кошчанов Э.О. Физикадан лаборатория ишларини имитацион компьютер модели ёрдамида бажариш. "Узлуксиз таълим". Илмий услубий журнал. Т. 2003. -№4. 61-65 б.
9. Turakhanov F.B., Xamidov V.S. Problems of modernizatsion of teaching physics. Jurnal. "AVICENNA" -2011. №2. -90-94p.
