МУҚОБИЛ ВА ҚАЙТА ТИКЛАНУВЧИ ЭНЕРГИЯ МАНБАЛАРИГА ДОИР ЎҚУВ МАТЕРИАЛЛАРИДАН ФОЙДАЛАНИБ ФИЗИКА ФАНИНИ ЎҚИТИШ МАЗМУНИНИ ТАКОМИЛЛАШТИРИШ Текст научной статьи по специальности «Физика»

Абдиев Умирбек Бегматович,

Термиз давлат университети "Назарий физика" кафедраси мудири, педагогика фанлари доктори, доцент

МУКОБИЛ ВА К.АЙТА ТИКЛАНУВЧИ ЭНЕРГИЯ МАНБАЛАРИГА ДОИР УКУВ МАТЕРИАЛЛАРИДАН ФОЙДАЛАНИБ ФИЗИКА ФАНИНИ УКИТИШ МАЗМУНИНИ ТАКОМИЛЛАШТИРИШ

УДК: 37.016:53

АБДИЕВ У.Б. МУКОБИЛ ВА КАЙТА ТИКЛАНУВЧИ ЭНЕРГИЯ МАНБАЛАРИГА ДОИР УКУВ МАТЕРИАЛЛАРИДАН ФОЙДАЛАНИБ ФИЗИКА ФАНИНИ УКИТИШ МАЗМУНИНИ ТАКОМИЛЛАШТИРИШ

Ушбу маколада мактаб физика таълимида мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбаларига доир укув материаллардан физика дарсларида фойдаланишга доир методик ишланмалар келтирил-ган. Маколада физика дарсларида мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбаларига доир билим, куникма ва малакаларни шакллантиришда ишчи х,олатдаги кургазмали демонстрацион макетлар ва жих,озлардан фойдаланиш имкониятлари х,ам баён этилган.

Таянч суз ва тушунчалар: мукобил энергия манбалари, кургазмали куроллар, макетлар, укув мате-риаллари, куёш уйи, билим, куникма ва малака, замонавий энергетика, интерфаол метод ва усуллар.

АБДИЕВ У.Б. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ПРЕПОДАВАНИЯ ФИЗИКИ С ПОМОЩЬЮ УЧЕБНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО АЛЬТЕРНАТИВНЫМ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫМ ИСТОЧНИКАМ ЭНЕРГИИ

В статье представлены методические разработки по использованию учебных материалов по альтернативным и возобновляемым источникам энергии на уроках физики в школьном образовании. В статье также описаны возможности использования демонстрационных моделей и оборудования в рабочем состоянии при формировании знаний, навыков и умений в области альтернативных и возобновляемых источников энергии на уроках физики.

Ключевые слова и понятия: альтернативные источники энергии, наглядные пособия, макеты, учебные материалы, солнечный дом, знания, навыки и умений, современная энергия, интерактивные методы и техники.

ABDIEV U.B. IMPROVING THE CONTENT OF PHYSICS TEACHING ALTERNATIVE AND RENEWABLE ENERGY SOURCES IMPLEMENTING TEACHING MATERIALS FOR.

In the article is presented methodological developments of the educational materials implementation in physics lessons for alternative and renewable energy sources at school education. The article also describes the opportunities models and equipment demonstration in working to formation of knowledge, skills and abilities in the field of alternative and renewable energy sources.

Key words and concepts: alternative energy sources, visual aids, models, educational materials, solar house, knowledge, skills and abilities, modern energy, interactive methods and techniques.

Кириш.

Хаммага маълумки, инсоният яшаш турмуш тарзида энергия манбалари ва улардан сама-рали, окилона ва тежамкор фойдаланиши бугунги куннинг энг долзарб масалаларидан биридир. Хозирги замон фан ва техникасида энергия манбалари асосан хом-ашё захиралари микдорига, атроф-му,итга таъсирига караб 2 турга: анъанавий ва мукобил энергия манбаларига ажратилади1.

Ушбу замонавий энергетика турларидан сама-рали фойдаланиш, ютук ва муаммолар, келажак-даги истикболларига доир билим, куникма ва малакаларни доимий равишда укувчиларда шак-ллантириб бориш зарурияти мавжуддир. Чунки, инсоният турмуш тарзини энергетикасиз, яъни замонавий энергия манбаларисиз тасаввур этиб булмайди. Мактаб физика курсида энергия тушун-часи мукаммал келтирилган булсада, унинг ама-лий а,амияти, турлари, конуниятлари ва пайдо булиш сабаблари етарлича акс эттирилмаган. Мактаб физика таълимида мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбаларига оид элемен-тар тушунчаларни шакллантиришнинг методик ва дидактик асосларини ишлаб чикиш зарурияти мавжуддир.

Бунинг учун мактаб физика таълимида мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбаларига оид укув материалларни танлаш, физика фани дастур-ларида келтирилган мавзуларга мослиги аниклаб олиниши максадга мувофик. Айникса, куёш фото-энергетикаси туFрисидаги маълумотлар физика фанининг оптика булимидан сунг шакллантири-лиши максадга мувофикдир. Чунки, куёш фотоэ-лементлари ишлаш принципи ички фотоэффект ,одисасига асослангандир. Бундан ташкари куёш фотоэлектрик курилмалари тузилиши ва ишлаш принципларини содда механизмлар асосида тушунтириш учун ишчи ,олатдаги макетлар тузил-масидан фойдаланиш дарс сифати ва самарадор-лигини янада оширади.

Мацсад.

Амалга оширилган тадкикотдан максад мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбаларига оид укув материалларни умумтаълим мак-таблари физика курсида шакллантириш методи-

1 Колтун М.М. Оптика и метрология солнечных элементов. - М.: «Наука», 1985. - 280 с.

касини ишлаб чикишдир. Укувчиларда мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбалари турлари (куёш, шамол, биогаз, геотермал) оид хусу-сий ва таянч компетенцияларни шакллантириш ва ривожлантиришдан иборат. Шунингдек, укувчиларнинг мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбаларидан фойдаланиш (окилоналик, самаралилик ва тежамкорлилик) маданиятларини шакллантириш назарда тутилган. Бундан ташкари, укувчиларда конструкторлик ва яратувчанлик кобилиятларини ривожлантириш асосида физика укитиш мазмунини такомиллаштиришдан иборат.

Илмий муаммони цуйилиши.

Физикада мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбаларига оид фундаментал ва амалий тушунчаларни укитиш имкониятлари буйича С.Каххаров, Х.Жураев ишларида, МДХ давлатларида А.Тлеуов, В.Германович, Ю.Сибикин, А.Алхасовлар томони-дан тайёрланган кайта тикланувчи энергия манбалари турларига оид илмий адабиётларида, Хорижий давлатларда Дж.Твайделл, Д.Бойлс, B.Sorensen, С.Танака ва бошкалар томо-

нидан илмий ва укув адабиётлари яратилган.

Шунинг билан, мактаб физика таълимида мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбаларига оид хусусий ва таянч компетенцияларни шакллантиришнинг янги методикасини ишлаб чикиш бу борадаги билим ва куникмаларни узлаштирини янада такомиллиаштиради. Бунда замонавий энергия турларини ,осил килишнинг физик-технологик жараёнларини урганишга оид демонстрацион макетлар тузилмасини ишлаб чикилиши ва укув жараёнига татбик этилиши ало,ида ахамият касб этади.

Тадцицотда цулланилган усуллар.

Бунинг учун мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбалари физикавий асосларига доир укув материаллар танлаб олинди. Шунингдек, укувчилар сони бир хил булган синфлардан таж-риба ва синов гуру,лари ажратиб олинди. Педаго-гик эксперимент учун ишлаб чикилган методик ва дидактик ишланмаларнинг дарс жараёнига амалий татбики танлаб олинган тажриба гуру,ларида олиб борилди.

Педагогик эксперимент Сурхондарё вилояти Термиз тумани 5 ва 9 сонли умумтаълим мак-

ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2021, 2 (99)

1-жадвал. 6-синф физика фанини ук,итишда мукобил ва ^айта тикланувчи энергия манбаларига доир ук,ув материаллардан фойдаланиш1

№ Фан дастуридаги мавзулар Мукобил энергия манбаларига доир укув материаллари Кургазмали куроллар ва воситалар

1 Иш ва энергия х,ак,ида тушунча Табиатдаги энергия манбалари хакидаги дастлабки тушунчалар Презентация, видеоролик, таркатма материаллар

2 Энергия турлари. Кувват Мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбалари турлари (куёш, шамол, биогаз, геотермал) Куёш, шамол, биогаз ва геотермал энергия манбалари курилмалари макетлари

3 Иссикликни хосил килувчи курилмалар. Иссик,лик, кабул килиш Термоиссиклик курилмалари (коллек-торлар) турлари ва уларнинг ишлаш принципи Коллектор ва фотоиссиклик курилмаси макетлари, презентация, тестлар

4 К,аттик, жисм, суюклик ва газларда иссиклик узатилиши. Иссиклик утказувчанлик. Конвекция Мукобил энергия манбаларининг уйларни иситиш тизимида ва иссик сув хосил килишда кулланилиши Уйларни иситиш тизимида фойдаланиш учун термо иссиклик курилмаси макети

5 Нурланиш. Турмушда ва техникада иссиклик узатилишидан фойдаланиш Фотоэлектрик ва термоэлектрик курилмалардан турмушда ва халк хужалигида фойдаланиш имкониятлари Фотоэлектрик курилма макети, презентация, кроссвордлар, таркатма материаллар

6 Жисмларнинг электрланиши Куёш элементларида электр токининг хосил булиш физикавий конуниятлари Куёш элементи намунаси, презентация, тест ва масалалар

7 Электр токи хакида тушунча. Ток манбалари Мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбаларида электр энергияси сифа-тида фойдаланиш Мукобил энергия манбалари турлари-нинг универсал макети, таркатма материаллар

8 Турмушда электр токининг ахамияти. Оддий электр занжири Турмушда ва энергия таъминотидан узилган худудларда мини куёш фотоэлектрик курилмалардан фойдаланиш имкониятлари Мини фотоэлектр курилма макети, презентация, видеороликлар

9 Хонадондаги электр асбоблар. Электр энергиясини тежаш Хонадонларда энерготежамкор жихоз ва курилмалардан фойдаланиш Энерго тежамкор лампалар, электр занжири, куёш батареяси

табларида 2018-2020 йиллар мобайнида олиб борилди.

Тажриба - синов ишлари физика дастуридаги мавзуларга мос келадиган мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбалари турларига доир укув материаллар танлаб олинди (1 жадвалга каранг).

Жадвалларда келтирилган дастурда курсатилган мавзуларга мос мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбалари мазмунидаги укув материаллар танланиб дарс жараёнига сингдириб бориш назарда тутилган. Шунингдек, укувчиларда мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбаларига доир етарлича билим, куникма ва мала-каларни шакллантириш учун ишчи холатдаги кургазмали демонстрацион макетлар тузилмаси-дан фойдаланиш имкониятлари буйича таклифлар куйидаги 1-жадвалдаги "Кургазмали куроллар ва воситалар" кисмида келтирилган.

Ушбу жадвалда келтирилган мавзулар асосида дарсларни олиб боришда фойдаланиш учун зарур буладиган кургазмали демонстрацион материал-

1 Жадвал муаллиф томонидан тузилган.

лар ва жихозлар тайёрланди. Мисол учун мукобил энергия манбалари турларидан куёш нурланиш энергиясига айлантириш жараёнини тушунтириш учун "Куёш уйи" макети ишлаб чикилди. Чунки, куёш энергетикаси мукобил энергия манбалари ичида энг самаралиси хисобланади2. Шунга ухшаш бошка макетлар, биогаз курилмаси, геотермал энергетик курилма, шамол энергетик курилмаси макетлари ва электр занжирлари хам тайёрланди3.

Натижалар ва амалий мисоллар.

Тажриба-синов ишларини самарали олиб бориш учун мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбаларига оид укув материалларини тан-лаш мезонларига катта эътибор каратилди. Хар

2 Виссарионов В.И., Дерюгина Г.В., Кузнецова В.А., Малинин Н.К. Солнечная энергетика: Учебное пособие для вузов / Под ред. В.И. Виссарионовна. - М.: Издательский дом МЭИ, 2008. - 320 с.

3 Абдиев У.Б., Исмоилов Э., Мухаммадиева Г. Олий таълим муассасалари физика таълимида "Гелиотехника ва ноанъанавий энергия манбалари" талаба тан-лов фанини укитишда янги педагогик технологиялардан фойдаланиш // Замонавий таълим. Тошкент, 2014. №2, 45-48 б.

ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2021, 2 (99)

1-расм. Универсал куринишдаги муцобил ва цайта тикланувчи энергия манбалари (цуёш энергияси, геотермал энергия, биоэнергия) асосидаги "Инновацион ацлли уй" деб номланувчи кургазмали демонстрацион макет.

2-расм. Куёш элементларининг электрофизик ва фотоэлектрик характеристикаларини урганиш цурилмаси.

бир дарс машFулотини ташкил этишда энергия манбалари турларига оид презентациялар тай-ёрланди. Мукобил энергия манбаларига доир интернет сайтларидан ,ар бир энергия турининг ,осил булиш физикавий жараёнлари ва улар-нинг амалий татбикига доир видеороликлар танлаб олинди. Дарс жараёнларини самарали олиб бориш учун кушимча таркатма материаллар, тест-лар, кроссвордлар, кизикарли савол ва масала-лар тузиб чикилди1.

1 Абдиев У.Б., Исмоилов Э. Физика таълимида яримутказгичли фотоэлектрик курилмалар ва улардан фойдаланишнинг имкониятлари // "Замонавий таълим"

илмий-амалий оммабоп журнали. Тошкент, 2014. № 8, 49-52 б.

Масала ва тажриба машFулотларидан намуна-лар келтирилади:

1-масала. Куёш батареясига тушаётган нурла-ниш окими зичлиги G, Вт/м2, ФИК, %. Куёш бата-реяси ФИК ва Р, Вт кувват билан кандай Б юзага эга булиши керак?

Ечилиши:

Нурланиш окими зичлиги - в = 460 Вт/м2;

Кувват Р = 100 Вт;

ФИК=20%,

Б-юза, м2.

Б=Р/п^

Б=100/0,2 460=1,09 м2

ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2021, 2 (99)

3-расм. Куёш элементининг фойдали иш коэффициентини аник,лашга доир электр занжир.

2-масала. Куёш батареяси улчами 20^30 см, хар бирининг куввати 1,5 Вт булган (п) та фото-элементдан 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 = п1,5

Р = 900 х 1,5=1350 Вт

Куёш батареяси ФИК:

П = Р/СФ

S = 0,06 м2^900=54 м2

1350 .

п =-= 0,05

' 54 • 500

П = 5%.

Куёш элементлари фойдали иш коэффициентини ани^лаш. Куёш элементининг фойдали иш коэффициентини билиш ахамиятга эга-дир. ФИК ни аниклаш учун элемент (аккумулятор, узгармас ёки узгарувчан ток генератори) ички каршилиги , электр энергияни узатиш симлари-нинг электр каршилигини ва каршилиги булган истеъмолчи (чуFланма лампа)дан иборат электр занжирдан фойдаланамиз (3-расм).

Маълумки, 1- расмда курсатилган схемадаги берк занжир учун Ом конуни:

/ =

Я + Яц+г

£ = 1(Я + Я0+г) = 1(К + Я0) + 1г = и + 1г

(1)

(2)

Бунда и - ташки занжирнинг учларидаги куч-ланиш тушиши. Агар , Ш = и1, Ш0 = и2 ва 1г = иъ деб белгиланса, у холда

£ = их+и2+иъ (3)

(2) тенгликнинг чап ва унг томонларини занжирдан утувчи ток кучи га ва токнинг узлуксиз утиш вакти га купайтирсак, энергиянинг баланс тенгламасига эга буламиз:

¿^/^(Д + До+г) (4)

Бу формулага куйидаги белгилашларни кири-тамиз:

1. А = еЬ - электр зарядини берк занжир буйлаб кучиришда бажарилган тула иш;

2. Ах =Ы - элемент контактларида зарядни кучиришда бажарилган иш;

3. А2 =1(Я + - занжирнинг ташки кисмида бажарилган иш;

4. Аг =1Ш - фойдали иш.

Бундан куринадики, электр зарядини берк занжир буйлаб кучиришда бажарилган тула иш куёш элементининг ички ва ташки занжир кисмида бажарилиши мумкин булган ишларнинг йиFиндисидан иборат экан, яъни:

А = АХ+А1 (5)

Тулик занжирнинг истеъмолчи кисмида бажарилган иш фойдали булганлигидан, элементнинг ФИК:

т] = —-100% = ——— А А + А,

■100% =

Я

(6)

Я + Я0+г

•100%

4-расм. 2018-2020 йилларда 9 мактаб 6 синф физика фанини укитиш жараенида олиб борилган педагогик тажриба-синов ишлари натижалари

и_ш

о

Синов гурухи Тажриба гурухи Синов гурухи Тажриба гурухи

экспериментдан экспериментдан экспериментдан экспериментдан

олдин олдин кейин кейин

■2 3-4 5

булади, бунда - куёш элементининг фойдали иш коэффициенти деб аталади.

Бундан ташк;ари, мукобил ва к;айта тикланувчи энергия манбаларидан турмушда, саноатда ва кос-мик тадкикотларда фойдаланишдаги ютук, камчи-ликлари ва келажакдаги истикболлари акс этти-рилган А3 форматда акс эттирилган расм ва жад-валлар тайёрланди1.

Дарс жараёнларини самарали ва мазмунли олиб борилиши учун х,ар бир мавзуга мос келадиган интерфаол метод ва усуллар х,амда кургазмалар танлаб олинди.

Олиб борилган тажриба-синов ишларининг статистик тах,лили куйидаги диаграммада келти-рилган (4-расм).

Олинган статистик маълумотларга кура, куйидаги хулоса ва таклифлар такдим этилади: 1. Маколада мактаб физика таълимида мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбала-рига оид элементар тушунчаларини шакллан-тиришда укитишнинг кургазмалилик тамойили асосида кургазмали воситалар, ишчи х,олатидаги демонстрацион макетлардан фойдаланиш мето-

1 Абдиев У.Б., Исмоилов Э.О. Физика таълими дастур-ларида ноанъанавий энергия манбалари физик-технологик асосларини шакллантириш // "Замонавий таълим" илмий-амалий оммабоп журнали. Тошкент. 2014 йил, № 9, 38-42 б.

дикаси буйича таклиф ва тавсиялар ишлаб чи^илган ва амалиётга жорий этилган.

2. Маколада мактаб укувчиларида мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбаларига доир хусусий компетенцияларни шакллантиришнинг умумий модели тавсия этилган.

3. Куёш элементлари фойдали иш коэффи-циентини аниклашга доир амалий машfулот тав-сифи ишлаб чикилган.

Таклифлар:

1. Физика фанини укитиш жараёнида мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбаларига оид таянч ва хусусий компетенцияларни шакллантиришда кургазмали демонстрацион макетлар тузилмасидан фойдаланиш тавсия этилади.

2. Физика дарсларида мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбаларига оид ностан-дарт масалалар ва янги тажриба маштулотларидан фойдаланиш тавсия этилади.

3. Маколада таклиф этилган методика-дан фойдаланиб мукобил ва кайта тикланувчи энергия манбаларига оид замонавий билим, куникма ва малакаларни шакллантириш асосида укувчиларнинг конструкторлик ва яратувчанлик кобилиятларини ривожлантириш имкониятлари тавсия этилади.

ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2021, 2 (99)

с ТАЪЛИМ ТЕХНОЛОГИЯЛАРИ / ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ 57 и

Адабиётлар руйхати:

1. Колтун М.М. Оптика и метрология солнечных элементов. - М.: Наука, 1985. -280 с.

2. Виссарионов В.И., Дерюгина Г.В., Кузнецова В.А., Малинин Н.К. Солнечная энергетика: Учебное пособие для вузов / Под ред. В.И. Виссарионовна. - М.: Издательский дом МЭИ, 2008. - 320 с.

3. Абдиев У.Б., Исмоилов Э., Мухаммадиева Г. Олий таълим муассасалари физика таълимида "Гелиотехника ва ноанъанавий энергия манбалари" талаба танлов фанини укитишда янги педагогик технологиялардан фойдаланиш // "Замонавий таълим" илмий-амалий оммабоп журнали. Тошкент, 2014. № 2, 45-48 б.

4. Абдиев У.Б., Исмоилов Э. Физика таълимида яримутказгичли фотоэлектрик курилмалар ва улардан фойдаланишнинг имкониятлари // "Замонавий таълим" илмий-амалий оммабоп журнали.Тошкент, 2014. № 8, 49-52 б.

5. Абдиев У.Б., Исмоилов Э.О. Физика таълими дастурларида ноанъанавий энергия манбалари физик-технологик асосларини шакллантириш // "Замонавий таълим" илмий-амалий оммабоп журнали. 2014-йил, № 9, 38-42 б.