CC BY
195
ФИЗИКА ЕСЕПТЕР1Н ШЫГАРУ БОЙЫНША ПРАКТИКАЛЬЩ САБАЦТАРДЫ ¥ЙЫМДАСТЫРУ МЕН 0ТК1ЗУ ЭД1СТЕМЕС1
© Сырым Ж.С.*, Суюнгалиева Л.Е.*
М.втемюов атындагы Батыс Кдзакстан Мемлекетгiк Университет^
Орал каласы
ЖОО-да физика есептерш шыгару сабактарын eткiзудщ эдiстемесiн дайындау. Болашак физика пэнi муатшнщ практикалык сабактар ке-мегiмен физикадан есепп шыгара бiлу бiлiмдерi мен бшктшжтерш дамыту. Физикадан есептердщ TYрлерi мен олардьщ шыгару эдстемесi.
К1лтт1к создер: физика, есеп, эдютеме, практикалык сабак, есеп TYрлерi, эдiстер.
Практикалык сабактар дэрктен кейiн жэне олмен байланыста eткiзiледi. Дэрiсте гылымныц негiзгi жетютт^ - зандар, териялар, гылыми iздеу эдiстерi карастырылса, практикалык сабактарда онын колдана бiлуi каралады.
Практикалык сабактарды eткiзу улкен дайындыкты талап етеда. Олар-дын эрбiреуiне теориялык материалды кайталауга арналган сурактарды дайындап, кажет есептердi жинактап, кeрнекiлiк куралдарды дайындап, оны етк1зу эдiстемесiн ойластыру кажет болады. Практикалык сабак жетiстiгi бiрден-бiр дэрiс материалынын толык менгерiлгендiгiне байланысты. Сон-дыктан практикалык сабактын жана такырыбына тiрек гылыми факгiлердi кайталап, жадыга сактап алу кажет. Булар шеше алатын есептердiн жалпы турлерш атап eтiп, олардын танымдык жэне практикалык мэтн ерекшелеп, оларды шешу жолдарын кeрсету кажет. Осы максатта басты такырыптар бойынша алдымен семинар сабактар eткiзуге де болады. Такырып бойынша метриалды кайталауга келесiдей мысал келтiруге болады. Мысалы, «Ньютон зандары» такырыбы бойынша каралауы кажет сурактар:
1. Ньютон механикасынын калыптасуынын тарихи кезендерi.
2. Ньютон зандарынын жазылуы мен аналитикалык жазбалары.
3. Санак жYЙесi жэне Ньютон зандарынын колданылу шекарасы.
4. Ньютон зандары шмепмен шешiлетiн есептер.
Теориялык материалда Ньютон механикасынын непзп жагдайы кайта-ланып оны терендетедi, механиканын негiзгi есет^ шешiлетiн келесi эре-кегтердiн трек схемасы дайындалады, бастапкы шарт мэндерi айкындалады.
Практикалык сабак тиiмдiлiгi есептщ мазмуны бойынша, сонмен катар оны шешу эдга бойынша оларды тандауды ойластыруга да белгiлi-бiр ден-
* Педагогика гылымдарынын кандидаты, М.втемюов атындагы Б^МУ профессоры.
* М. втемюов атындагы БКМУ магистранты.
гейде тэуелда. Сонымен катар белгш-б1р талаптарды устану кажет, есептер келесвдей болулары керек:
- студенттер Yшiн мумк1нд1ктер1 жетеиндей жэне карапайымнан кур-делге втуi кажет;
- есеп физикалык к¥былыс пен Yрдiстi, олардын казiргi практикадагы манызды колданысын бейнелеп, манызды гылыми жэне политех-никалык акпаратка ие болы кажет:
- студент ойлап, вз-взше жаналык ашып, Yйренiп, кате т^жырым-дарды болдырмай, кателiкке бой алдырмай белгiлi-бiр максатты квздеуi кажет.
Физикалык есеп дегенiмiз - ол окушыньщ алдына койылатын кандай да бiр проблема. Оны шешуде белгiлi бiр логикалык акыл-ой кызмел, жYзеге асып, физикалык эксперимент жасалынып, математикалык аппарат колда-нылады. Есеп шыгару физиканы окыту Yрдiсiнiн ¥дайы бвлiнбес к¥рамды бвлiгi болып саналады, вйткенi ол физика сабактарынын тYгелдей барлык тYрлерi мен кезендерiне жэне сыныптан тыс ж^мыстарында орындалынады. Есеп шыгару, физиканы окытудыц эдiстерi, тэсiлдерi, амалдары ретшде эр жакты магынада колданылады. Физикалык есептердi шыгарудын мынадай мацызы бар:
1) окушылардыц логикалык жэне физикалык ойлауын дамытады, математикалык амалдар мен тYрлендiрулердi орындауга жаттыктыра-ды, физикалык зандар мен экспериментгiн сандык жэне сапалык магыналарын ашады;
2) физикалык к¥былыстар мен зандылыктардын практикалык маны-зына жэне вмiрмен байланыстылыгына квз жеткiзедi.
3) мектеп окушыларын тапкырлыкка, вз бетiнше ж^мыс ютеуге, енбек CYЙгiштiкке киындыкты жену твзiмдiлiгiне Yйретедi, енбек-ж1герле-рiн кайрайды;
4) физикалык ¥гымдарды, окушылардын практикалык iскерлiктерi мен дагдыларын, шыгармашылык кабiлеттерiн калыптастырады;
5) окушылардын алган бiлiмдерiнiн терендш мен берiктiгiн тексередi;
6) сабакта проблемалык жагдаяттар койып, оны шешуге жэрдем-деседi;
7) физикалык к¥былыстар мен зандарды жэне теорияларды талдауга, корытындылауга, олардын арасындага взара байланыстарды аны-ктауга жэрдемдеседi;
8) окушылардын бiлiмдерiн, iскерлiктерiн, дагдыларын жYЙеге келп-рiп, оларды дамытады, терендетедi;
9) пэнаралык байланысты кYшейгуге ыкпал жасайды;
10) окушылардын физикага деген кызыгушылыгын арттырады.
Физикалык есептер мазм^нына (тараулар, абстрактылы жэне накты), зерттеу максатына жэне зерттеу терендшне, шыгарылу тэсшне, кYPделiлiгi-не карай жiктелiнедi.
Физикалык есептердi шыгару субъектiнiн ойлау карекетiнiн негiзгi тYр-лерiне байланысты жiктелiнуi.
Физикалык есептердщ аукымды бвлiгiн есептеудi кажет ететш есептер к¥райды. Олар физикалык формулалар мен зандарды коршаган ортанын белгш^р шарттарында колдана бiлуге, вз ойларын математикалык дэлел-дей бiлуге YЙретуге мYмкiндiк бередi. Сонымен катар практикалык сабак-тарда тэжiрибелiк есептер мен с^рак; есептердi беру кажет. С^рак; есептер формулалар мен есептердi формальды колданбай ак к¥былыстыц iшкi к^рылымын талдап физикага кызыгушылык оятады.
Практикалык сабакта есептердi рационалды тандау болашак физика пэнi мралшшщ окушыларга беретш есептердi тандай бiлуiне квмектеседi. Физика бойынша есептердi шыгара бiлу дагдысыныц болуы оларды шешу эдiстеррi мен тэсшдерш YЙренумен тыгыз байланысты. Логикалык талдау бойынша есептердi шешудiн еш эдiсi бар: аналитикалык, синтетикалык.
Аналитикалык тэсiл бойынша есептiн табуы керек щамага назар бвль нiп, есептщ шешiмi белгiсiздiн берiлгенiндегi шамалармен байланысымен басталып жэне оны сандык врнектеушi формула, зандылык немесе тендеудi табу аркылы к¥ралады. Егер б^л врнекте белгiсiз шамалар болса, онда есептщ берiлген шарттары бойынша косымша тендеулер к¥рылады. Барлык жасалган ж^мысты синтездеу нэтижесiнде белгiсiз шама аныкталады.
Есептi шешудiн аналитикалык эдiсi тобектей жYредi, жоспарланган эрекеттер болуы мумшн болмайды. Жогары мектепте ол квп колданыс та-быды. Мысал карастырайык.
Есеп 1. Бензин козгалткышыныц цилиндршде ж^мыс коспасынын тез жануы болады. Егер жану камерасынын квлемi V = 10-3 м3, жану алдындагы кысым р1 = 5^105 Па, температура Т1 = 483 К, коспадагы бензин мвлшерi т1 = 0.9 г, жану втмшщ жылу сыйымдылыгы су = 0.7403 Дж/(кгК), жанган коспанын орташа молярлык массасы ц = 29.4 кг/кмоль; бензиннщ жану жы-луы q = 4.19-107 Дж/кг болса, жану кезщде кысым мен Т2 температура канша?
Шeшiмi. Клaпeйpон-Meндeлeeв тeндeyi бойынша жaнapмaй ^cm^iraiR мaccacын табамыз:
m = 35.8 •10_3кг;
RT
^останыи жaнyы кeзiндe бeлiнeтiн жылу мeлшepi: Q = qm = 2.93 •lO4 Дж; газдыц тeмпepaтypacы мeн онын кышимы:
Q = cvm(T T); T = T = 1963 K, cvm
P2 = PiT = 20,3 •lO5 Па.
Сонда cинтeтикaльщ эдic жакын cypaктapды шeшeдi дe cонынaн нeгiзгi eceптe ;ой^1лган cypa^rap^i кapacтыpaды.
Физикалыц ecenmepài шышру жолдары:
Eif 11 in ы тару
Физикалык eceптepдi шыFapy тэtiлдepiнщ мынадай тYpлepi кeздeceдi:
1. Apифмeтикaльщ тэciлдe eceптep математи^л^ тeидeyлep к^ыш^ай, apифмeтикaлык; aмaлдapдыц жэpдeмiмeн, cypa^rap кою ap^^i шын-а-pылaды.
2. Aлгeбpaльщ тэciл физикалык фоpмyлaлapдын нeгiзiндe математика-лык тeндeyлep rçypy ap^^i ecernep шыFapFaндa колданылады.
3. Гeомeгpиaлык; тэал физикалык eceптepдi шыFapyдa фигypaлapдыц гeомeгpияльщ жэнe гpигономeгpиялык; кacиeгтepiн колдану кажгт болFaн жaFдaйдa пайдаланылады.
4. Гpaфитiк тэciл ap^^i eceптep шыFapылFaндa, олapдыц жayaптapы, гYpлi гpaфиктepдi талдау нeгiзiндe алынады. Нeгiзiнeн физикалык шaмaлap-дыц apacындaFы тэyeлдiлiктi cипaтгaйтын гpaфиктepдi зepтгeyдi талап eтeтiн eceптep гpaфиктiк ecemep болып табылады. Кeйбip eceптepдe ^афик eceптiн шapтындa бepiлce, кeйбip eceптepдe олapды caлyды кeздeйдi.
5. Экcпepимeнттiк тэciл бойынша ecemep экcпepимeнт жYpгiзyдщ ж-гiзiндe шeшiлeдi.
Бepiлгeнi:
V = 10-3 м3 pi = 5-105 Па Т1= 483 K m1 = 0.9г
с, = 0.7-103 Дж/(кгК) ^ = 29.4 кг/кмоль q = 4.19^107 Дж/кг
Т2 - ? P2 - ?
6. Аналитикалык тэсшде есептiн мазм^ны жеке карапайым элементтер-ге ж1ктелш, жан-жакты талданып, сонын негiзiнде табуга кажетп шаманы бiрден аныктаудын зандылыктары карастырылады (жалпыдан жекеге квшу). Ягни есептiн жауабына катысты формуланы бiрден тауып аламыз да, оган берiлген мэндердi койып есептеймiз
7. Синтетикалык тэсiлмен (жекеден жалпыга квшу) шыгарганда, есеп-тщ берiлгендерi бойынша кандай шамаларды алдымен табуга болса, соны ретiмен аныктап, ен акырында гана есептщ шешуiне жетемiз.
Эрбiр физикалык есептi шешу кезiнде онын бершу шарты белгiлi-бiр к^былысты, зандылыкты сипаттайтындыгын жэне олар белгiлi екендiгiн ескерген жвн. Алдымен есеп кандай к¥былысты бейнелейтiндiгiн, кандай зандылыкка багынатындыгын жэне шешiмiн табу Yшiн ол зандылыкты калай колдануга болатындыгын аныктауга багыт алу кажет. Аталган с^рак-тарды шешiлуi ойлаудын аналитикалык-синтетикалык тэсiлiмен жYзеге аса-ды. Ол келесiдей с^лбамен жYргiзiледi:
Есептiн шартын тYсiну онын мэитн оку мен жазу, мэлiметтерге назар аударып олардын есептiн с^рауына катынасы, шартты кыска тYPде жазу мен белгiсiздердi аныктау, суреттi, с^лбаны немесе графиктi салу сиякты ка-дамдардан тирады.
Есеп шартын талдау - б^л есепте карастырылган к¥былыс немесе зат-тын касиетiн тYсiнуге мYмкiндiк беретш накты белгiлердi аныктау. Соны-мен катар косымша есеп шарттарын аныктау да осы бвлiмде жYргiзiледi.
Есептi шешу жоспарын к¥ру жэне оны жYзеге асыру - б^л аналитикалык-синтетикалык тэсiлдiн манызды бвлiгi. Есепт шешу жоспары непзшен ойлау кортындысынын аналитикалык тiзбегi немесе алгебралык тенеулер жYЙесiн к¥ру ретщде жазылады.
Жауапты тексеру влшем бiрлiктердiн влшемдерi, жауаптын сандык мэнiнiн коршаган ортадагы шынайы мэндермен, мэлiметтер мэндерiмен немесе тэж1рибе нэтижесiмен салыстыру нэтижеа бойынша жYзеге асады. Мысалы есеп шыгарудагы колданысын кврсетейiк.
Есеп 2 Квлденен кимасы 4 см2 болатын горизонталь багытталган су агысы вертикаль багытталган кабыргага 5 м/с жылдамдыкпен согылады жэне онымен ерк1н агады. Кдбыргага эсер ететiн агыстын горизональ кYшiн аныктаныз.
Берiлгенi: Талдау. Механиканын екiншi заны бойынша кабыргага
8 = 4-10-4 м2 согылган агыстын импульсшщ взгеру жылдамдыгы ка-у=5 м/с бырга агыска эсер ететш кYшпен жэне агыс кабыргага
р - ? эсер ететш ^шпен аныкталады.
Шешiмi. Агыстын азгантай бвлш Yшiн механиканын екiншi заны ке-лесвдей тYPде болады:
Д( mv)
—-—'- = FДmv = 0 - mv = -mv екетн ескерсек жэне Дt уакыт аралы-Д
гында каб^1ргага vДt агыс белш согылса, массасы m = pSvtä болады. Сонда Д(дау) = -pSv2Дt.
Куш тендеуiне агыс импульсiнiн езгерюш коятын болсак;
F = -^L = -pSv2. Д
«Терю» тацбасы кабырганьщ агыска эсер ететш кYшi оньщ жылдамды-гына Kepi баг^ггталганд^1гын керсетед^
ЖОО-нан болашак; мр^мдер физикалык; есептерд жег1к шын-ара бiлуге Yйренiп жэне б^лай шыFару даFыдыларын игерулерi кажет.
Эдебиеттер:
1. Усова А.В. и др. Практикум по решению физических задач. - М.: Просвещение, 1992.
2. Бушок Г.Ф., Венгер Е.Ф. Методика преподавания общей физики в высшей школе. - К.: «Наукова Думка», 2000.
3. Фридман Л.М., Турецкий Е.И. Как научиться решать задачи. - М.: Просвещение, 1983.
