Мактабда қуеш энергетикасига доир тўгарак машғулотларини ташкил этиш методикаси Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

Абдиев Умирбек Бегматович,

Низомий номидаги Тошкент давлат педагогика университети Термиз филиали, Илмий ишлар ва инновациялар буйича директор уринбосари, техника фанлари номзоди, доцент

МАКТАБДА К,УЕШ ЭНЕРГЕТИКАСИГА ДОИР ТУГАРАК МАШFУЛОТЛАРИНИ ТАШКИЛ ЭТИШ МЕТОДИКАСИ

УДК: 37.016:53

АБДИЕВ У.Б. МАКТАБДА К,УШ ЭНЕРГЕТИКАСИГА ДОИР ТУГАРАК МАШ¥УЛОТЛАРИНИ ТАШКИЛ ЭТИШ МЕТОДИКАСИ

Умумтаълим мактабларида аник, ва табиий фанларни укитишда укув тугараклар фаолияти замонавий фан ва техника ютуклари билан укувчиларни таништириб бориш имкониятини янада оширади. Шу нук,таи назардан, ушбу мак,олада мактабларда физика укув тугаракларини ташкил этиш ва самарали олиб бориш жараёнлари буйича утказилган педагогик эксперимент-лардаги тажриба-синов ишлари ва уларнинг натижалари тах,лил килинган.

Таянч суз ва тушунчалар: куёш энергетикаси, тугарак, фотобатарея, тажриба-синов, кургаз-мали макетлар, фотоэнергетика, моддий ва номоддий кургазмалар, к,изик,арли ностандарт масала, илмий-ижодий фикрлаш, конструкторлик кобилияти.

АБДИЕВ У.Б. МЕТОДИКА ОРГАНИЗАЦИИ ЗАНЯТИЙ В ШКОЛЬНЫХ КРУЖКАХ ПО СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ

При преподавании специальных и естественных наук в средних школах деятельность кружков расширяет возможности для ознакомления учащихся с современными достижениями науки и техники. В связи с этим в статье анализируются результаты педагогических экспериментов по организации и эффективному преподаванию физики в школьных кружках.

Ключевые слова и понятия: солнечная энергия, кружок, фотобатарея, экспериментальные, демонстрационные макеты, фотоэнергетика, материальные и нематериальные выставки, интересные нестандартные проблемы, научно-творческое мышление, конструкторские способности.

ABDIEV U.B. METHOD OF ORGANIZING LESSONS IN OUT OF PROGRAM SCHOOL SECTION ON SOLAR ENERGY

Teaching special and natural sciences in secondary schools, the activity of special study groups expands the opportunities for students acquiring the of modern science and technology achievements. In this regard, the article analyzes the experimental studies and their results pedagogical experiments on the organization and effective teaching of physics in schools special sections.

Keywords: solar energy, circles, photography, experimental, demonstration models, photoelectric, tangible and intangible exhibitions, interesting non-standard problems, scientific and creative thinking, design skills.

ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2019, 7(80)

Кириш. Охирги йилларда республикамиз таълим сох,асида олиб борилаётган узгариш-лар ва янгиликлар, ёшларнинг замонавий фан ва техника ютуклари асосида таълим олишла-рига ва етук мутахассис кадрлар булиб ети-шишларига каратилгандир. Шунинг учун х,ам барча сох,аларга замон талабларига мос мута-хассисларни етиштириб чикариш, уларнинг энг нуфузли хориж тажрибаларини мукаммал урганиб, ракобатбардош була олишлари ва республикамиз равнакига хизмат килишлари назарда тутилган. Шу нуктаи назардан узлук-сиз таълим тизимида тубдан янги ислох,отлар олиб бориш, укитишнинг янги метод ва усул-ларига утиш, яъни замон талабларига мос таълим тизимини яратиш масаласи долзарб х,исобланади. Бунинг учун фан ва техника сунгги янгиликларини мунтазам урганиб узлаштириб бориш, укитишнинг интерфаол методларини самарали жорий этиш зарурияти мавжуддир.

Мацсад. Ушбу маколани тавсия этишдан асосий максад мактаб физика таълимида тугарак машFулотларини замонавий билим-лар, хусусан куёш энергетикаси физикавий асосларини укитиш методикасини ишлаб чикишга каратилган.

Мавзу буйича бошца олимлар илмий асарлари цисцача та^лили. Мактаб, академик лицей ва касб-х,унар коллежларида гелиотехника элементлари, гелиотехник курилма-ларни укитишга доир Бухоро давлат универ-ситетида (С.Каххаров, Х.Жураев), Карши давлат университетида (Б.Хайриддинов ва бош-калар) олимлар томонидан илмий тадкикот ишлари олиб борилган. Бирок узлуксиз таъ-лимда физикани укитишда мукобил энергия манбалари турларига (куёш энергетикаси, шамол энергетикаси, биоэнергетика, геотер-мал энергетика, водород энергетикаси ва бошкалар) доир замонавий билимларни шакллантириш буйича етарлича методик ишлар амалга оширилмаган. Шунинг учун ушбу маколада мукобил энергия манбалари турларидан энг самарилиси х,исобланган куёш энергетикасига доир билимларни тугарак машFулотларида шакллантиришга доир баъзи методик ва дидактик ишланмалар яратиш устида олиб борилган тадкикот ишлари ва уларнинг натижалари тавсия этилган.

Мацоланинг илмий янгилиги. Тадкикот ишларида физика укув тугаракларини ташкил этиш буйича методик таклиф ва тавсиялар ишлаб чикилди ва укув жараёнига татбик этилди. Ишлаб чикилган методик ва дидактик ишланмалар «Ёш физиклар» тугараги машFу-лотларини самарали ташкил этиш ва укув-чиларда куёш энергетикасига доир етарлича билим, куникма ва малакалар шакллантиришга хизмат килди. Бундан ташкари, тугарак аъзоларида илмий-ижодий фикрлаш, яратув-чанлик, мустакил ишлаш ва конструкторлик кобилиятларининг ривожланганлигини педа-гогик тадкикот натижаларининг тах,лили курсатди.

Тадцицотнинг объекти. Тадкикот ишлари 2016-2017 ва 2017-2018 укув йилларида Тер-миз туманидаги 5- ва 9-сон умумтаълим мак-табларида олиб борилди. Тажриба-синов ишларини ташкил этишда тугарак машFу-лотлари режаси, х,ар бир машFулот учун тех-нологик харита, кургазмали куроллар, макет-лар ва таркатма материаллар ишлаб чикилди. Тугарак «Ёш физиклар» деб номланиб, тугарак аъзолари жами 17 нафар 9-синф укувчи-ларидан иборат булган. Тажриба-синов гурух,лари сифатида тажриба гурух,ига 17 нафар ва синов гурух,ига 9-синф укувчи-ларидан тугарак иштирокчилари булмаган 17 нафар укувчилар танлаб олинди. Педагогик эксперимент бошланишида х,ар иккала синов-тажриба гурух,ларига куёш энергетикаси физикавий асослари буйича ишлаб чикилган тест саволлари асосида билим даражалари текши-риб курилди. Шундан сунг, тажриба гурух,и, яъни «Ёш физиклар» тугарак аъзоларига ишлаб чикилган технологик харита асосида машFулот утказилди. Тугарак режасида 1 соат-лик «Куёш фотоэнергетикаси ва ундан фойда-ланиш истикболлари» мавзусидаги машFу-лотнинг олиб борилишини батафсил куриб чикайлик. МашFулотда ишлаб чикилган техно-логик харита асосида 10 минут назарий маъ-лумот, 20 минут масалалар ечиш, 7 минут мустах,камлаш ва савол-жавоб ва 3 минут уйга вазифа бериш учун вакт таксимоти белгилаб олинган.

Тадцицотда цулланилган усуллар. Педагогик экспериментларни олиб боришда асо-сан кургазмаллик методи, кичик гурух,ларда ишлаш, савол-жавоб, кластер, кейс-стади

ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2019, 7(80)

1-расм. Куёш энергетикасига доир тугарак машгулотларидаги моддий ва номоддий кургазмалардан фойдаланиш имкониятлари1.

Куёш энергетикаси физикавий асосларини урганишга доир кургазмали воситалар

С

Номоддий

метод ва усулларидан самарали фойдала-нилди. Тугарак аъзоларини икки гурухга ажра-тиб, уларга куёш энергетикасига доир кизи-карли савол-жавоблар, масалалар берилди. Хар бир гурухга гурух сардори сайланиб, гурух жавобларини умумлаштирди. Кичик гурух-ларнинг хар иккаласига берилган топширик натижалари тахлил килинган сунг, туFри жавоблар келтирилиб, берилган саволларга келтирилган жавоблар туFри ёки нотуFрилиги текшириб курилди. Бир вактнинг узида берилган назарий маълумотларнинг амалий томони курилма макети асосида тушунтириб берилди, яъни тугарак машFулотида мунозарали дарс методидан хам самарали фойдаланилди2.

Тугарак машFулотини олиб боришда куёш энергетикасига доир назарий маълумотлар физик конунлар асосида тушунтирилди. Куёш нурланиш энергиясини электр энергиясига айлантиришнинг физикавий конунлари, ички фотоэффект, зарядларнинг хосил булиши, фотонлар окими, фото электр юритувчи куч, электронлар ва коваклар харакати, потенциал тусик, куёш элементи ва унинг ишлаш прин-ципи туFрисида етарлича назарий билим

1 Муаллиф томонидан тузилган.

2 Abdiyev U.B., Yuldashyev B.A. Study of actual problems and prospects of using solar photovoltaic energy in climatic conditions of Uzbekistan. // International Journal of Research (IJR). - India, 2018. Vol-05, Issue-23, pp. 540-

549. (Impact Factor 5.60).

берилди3. Шунингдек, куёш элементларини тайёрлаш технологияси, хом ашё материал-лари, уларнинг турлари, олиниш технологияси, куёш элементларига механик, кимёвий ва оптик ишлов бериш метод ва усуллари, уларнинг замонавий конструкциялари, фотоэлектрик батареялар ва улар асосидаги фотоэлектрик курилмалар тузилиши, ишлаш принципи, турлари, фойдали иш коэффициенти ва уни оширишнинг замонавий метод ва усуллари туFрисида хам етарлича маълумот бериб утилди. Куёш энергетикаси ривожланган куйидаги давлатлар: АКШ, Россия, Япония, Хитой, Жанубий Корея, Германия, Англия, Франция каби давлатларнинг илFор тажриба-лари ва конструкциялари туFрисида хам кискача маълумотлар келтирилди. Бу маълу-мотларни тугарак аъзоларига етказиш учун ишлаб чикилган методика асосида моддий ва номоддий кургазмалардан самарали фойдаланилди (1-расм).

1-расмдан куриниб турибдики, тугарак машFулотини самарали олиб боришда янги педагогик ва ахборот технологиялари билан бир вактда ишчи холатдаги махсус макетлар-дан фойдаланиш дарс сифати ва самарадор-

3 Абдиев У.Б. Чариев М.М. Возможности формирования у учащихся современных знаний, умений и навыков об альтернативной источниках энергии на занятиях кружка по физике. // Евразийский союз ученых (ЕСУ). Москва, 2019. №2 (59), с. 4-6. (Global impact factor: 0.388).

ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2019, 7(80)

54 МАКТАБ ТАЪЛИМИ / ШКОЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

2-расм. Тажриба-синов гурух,лари билимини бах,олаш диаграммаси.

лигини амалий билим ва куникмалар асосида ривожлантиради1.

Натижалар ва амалий мисоллар. Тугарак аъзолари электр энергиясининг х,осил булиш жараёнлари борасида ушбу макет оркали аник билим ва амалий куникмаларга эга булдилар. Шундан сунг, ушбу назарий ва амалий маълумотлар масалалар ечиш асосида мустах,камланди.

Тугарак машFулотларида утказилган педа-гогик тажрибадан олинган натижаларнинг ишончлилигини аниклаш ва таклиф килинган тугарак машFулотини олиб бориш методика-нинг самарали эканлигини курсатиш макса-дида улар с2 статистик мезон ёрдамида тах,лил килинди. Бунда М.И.Грабарь ва К.А.Краснянскаянинг услубларидан фойдала-нилди2. Унда курсатилган статистик мезоннинг киймати

Т = -

1

(п1021-п20и)2

ou+o2i

(1)

1 Абдиев У.Б. Туропов И.Х. Технология формирования элементарных понятий об источниках альтернативной энергии на курсах повышения квалификации учителей физики учреждений среднего специального профессионального образования. // Евразийский союз ученых (ЕСУ). Москва, 2019. №3 (60), с. 4-7. (Global impact factor: 0.388).

2 Грабарь М.Н., Краснянская К.А. Применение математической теории статистики в педагогических исследованиях. // Непараметрические методы. - М.: «Педагогика», 1977. -С. 96-106.

формулага кура х,исобланди. Бу ерда п1 - тажриба гурух,идаги укувчилар сони, п2 - назорат гурух,идаги укувчилар сони, Ои ва 02iлар мос равишда назорат ва тажриба гурух,ларида бах,олаш турларига нисбатан олинган бах,олар сони. с2 мезонини тажриба натижалари танла-ган назорат ва тажриба гурух,и талабаларида 4 та бах,олаш турлари асосида олиб борилган-лиги учун бах,олаш турлари, яъни категория-лар сони C=4 га тенг. Ах,амиятлилик даражаси a = 0,05 булганда п=С-1=3 га тенг, с2 жадвали-дан олинган Т=7,81. (1) формулани 4 та бах,олаш турлари учун ёзамиз:

т =

J_{("Ai

- «2Ои У + ("lO-n -ЩОпУ +

ои+о21

ои +о22

{щО 23 — и2013) щ02.

-«20,4

(2)

ои+о2Ъ

о24+ои

}

(2) формулага кура, тугарак машFулоти бошида укувчиларнинг билим даражаларини текшириш натижалари х,исобланди.

Хисоблаш натижасига кура,

Т = 0,62< Т = 7,81

' кр '

булганлиги учун нолинчи гипотеза кабул килинади. Бундан куринадики, танланган гурух,ларда тажрибадан олдинги утказилган синов ишларидаги билим даражалари деярли фарк килмайди. Худди шу каби х,исоб-китоб-ларни тажриба утказилгандан кейинги синов топширикларидан олинган натижалар асосида амалга оширилди. Тажриба натижалари 3-расмдаги диаграммада келтирилди:

ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2019, 7(80)

3-расм. Куёш элементларини кетма-кет ва параллел улаш.

Куёш энергетикасига доир тугарак машFу-лотида укувчилар билимини бах,олаш учун куйида келтирилган ностандарт масала ва машклардан фойдаланилди.

Намуна сифатида ечиб курсатилган масалалар.

1-масала. Куёш батареясига тушаётган нурланиш окими зичлиги G, Вт/м2, ФИК, %. Куёш батареяси ФИК ва Р, Вт кувват билан кандай S юзага эга булиши керак?

Ечилиши:

Нурланиш окими зичлиги G = 460 Вт/м2;

Кувват Р = 100 Вт; ФИК=20%, S - юза, м2.

P=p-S-G

S = P/rpG

S = 100/0,2-460=1,09 м2

2-масала. Куёш батареяси улчами 20^30 см, х,ар бирининг куввати 1,5 Вт булган (n) та фотоэлементдан иборат. Агар оким зичлиги G, Вт/м2 булса, куёш батареясининг ФИК (п) ни аникланг.

Ечилиши:

Батарея 900 та фотоэлементдан иборат, оким зичлиги G = 500 Вт/м2.

Куёш батареяси куввати:

Р = n-1,5

Р = 900 1,5 = 1350 Вт

Куёш батареяси ФИК:

П = Р/^G)

S = 0,06 м2-900=54 м2

П = 0,05

П = 5%.

Мустацил ечиш учун масалалар.

1-масала. Куёш батареяси юзаси S, м2, ток зичлиги i, A/см2, нурланиш зичлиги G, B/м2. Куёш батареясининг ФИК n булганда ундаги ЭЮКни аникланг.

2-масала. Кичик уй ёритиш тизими кулланиши U, B булган аккумулятор батарея-сидан кувват олади. Ёритиш тизими х,ар кечкурун I, А ток олиб, 4 соат ишлатилади. Агар Е = 0,5 В, 0,5 А ли кремний элементи бор булса, унинг ёрдамида аккумулятор батарея-сини зарядлаш учун кандай куёш батареяси булиши керак? Батареяни зарядлаётгандаги энергия сарфи истеъмолчига бериладиган энергиядан 20 % га катта булади.

Ушбу келтирилган ностандарт масалалар ечимини топишда укувчилар куёш элементла-рининг ишлаш принципи, тузилиши, электрофизик ва фотоэлектрик характеристикалари туFрисида етарлича билим ва куникмаларга эга булишлари керак. Бунда куёш элементла-рининг электр занжирларда уланишига доир куйидаги ёрдамчи расмлардан тугарак машFу-лотларида фойдаланилди.

а) 4 та куёш элементи параллел уланган занжир;

б) 4 та куёш элементи кетма-кет уланган занжир.

Шунингдек, тугарак машFулотида кургаз-мали курол сифатида куёш панели асосидаги макетдан фойдаланилди. Бу уй макетини

ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2019, 7(80)

4-расм. «Ёш физиклар» илмий тугараги машгулотларида ук,увчилар билан биргаликда тайёрланган к,уёш батареяси асосидаги икки к,аватли уйнинг макети.

5-расм. Тугарак машгулотида ук,увчиларга к,уёш энергетикасидан турли сох,аларда фойдаланиш имкониятларига доир кургазма.

тайёрлашда 6 В кувватли куёш панели, кам-кувватли светодиодлардан фойдаланилган.

Бундан ташкари, куёш энергетикасининг амалий ах,амияти тyFрисидаги маълумотларни тугарак машFулотида турли сох,аларда кулла-нилиши тушунтирилди. Бу сох,алар кластер куринишда тасвирланган 5-расм оркали тугарак аъзоларига тушунтириб берилди.

Хулоса ва таклифлар. К,уёш энергетика-сини тугарак машFулотларида укитиш методи-касига доир утказилган тажриба-синов ишла-рининг натижалари ва уларнинг тах,лили куйидаги хулосаларни берди:

- тугарак машFулотлари давомида укувчи-ларнинг ижодий фикрлаш, мустакиллик, топ-кирлик, изланувчанлик, интилувчанлик хис-

ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2019, 7(80)

латлари шаклланди, фаоллиги ошиб, хулоса чикариш, уз-узини бах,олаш имконияти яра-тилди;

- укувчиларнинг куёш энергетикасига доир фундаментал ва амалий тушунчаларни тушу-нарли ва содда х,олатда узлаштиришлари учун укув фаолиятларни туFри ташкил килиш асо-сида илмий-ижодий дунёкараш, мустакил фикрлаш ва замонавий билимларни янги педагогик ва ахборот технологиялари асосида

самарали шаклланишига олиб келди, бунинг натижасида тугарак машFулотлари самара-дорлигини янада оширишга эришилди;

- таклиф сифатида умумтаълим мактабла-рида куёш энергетикаси ва ундан фойдаланиш истикболларига доир тугарак машFулотларини олиб боришда фойдаланиш учун мактаб укувчиларига мулжалланган илмий-оммабоп рисола тайёрлаш тавсия этилади.

Адабиётлар руйхати:

1. Abdiyev U.B., Yuldashyev B.A. Study of actual problems and prospects of using solar photovoltaic energy in climatic conditions of Uzbekistan. // International Journal of Research (IJR). - India, 2018. Vol-05, Issue-23, pp. 540-549. (Impact Factor 5.60).

2. Абдиев У.Б., Чариев М.М. Возможности формирования у учащихся современных знаний, умений и навыков об альтернативной источниках энергии на занятиях кружка по физике. // Евразийский союз ученых (ЕСУ). Москва, 2019. №2 (59), с. 4-6. (Global impact factor: 0.388).

3. Абдиев У.Б. Туропов И.Х. Технология формирования элементарных понятий об источниках альтернативной энергии на курсах повышения квалификации учителей физики учреждений среднего специального профессионального образования. // Евразийский союз ученых (ЕСУ). Москва, 2019. №3 (60), с. 4-7. (Global impact factor: 0.388).

4. Грабарь М.Н., Краснянская К.А. Применение математической теории статистики в педагогических исследованиях. // Непараметрические методы. - М.: «Педагогика», 1977.

ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2019, 7(80)