CC BY
0ЭОЖ 004: 372.853
«ОРТА МЕКТЕПТЕ ФИЗИКАЛЬЩ ЭКСПЕРИМЕНТТЕРД1 ¥ЙЫМДАСТЫРУДА ЦИФРЛЬЩ ЗЕРТХАНАЛАРДЫ ЦОЛДАНУ ЭД1СТЕМЕС1Н ЭКСПЕРИМЕНТТ1К НЕГ1ЗДЕУ»
ИРИСТАЕВ САРДОР ОЛИМЖАНОВИЧ
Академик Е.А.Бекетов атындагы Караганды университетi, Физика жэне Нанотехнологиялар кафедрасынын 2-курс магистранты Еылыми жетекшiсi - ф.-м.г.к., кауымдастырылган профессор, МУСЕНОВА Э.К.
Караганды, ^азакстан.
Аннотация: Цифрландыру цогамныц барлыц салаларында, соныц 1ш1нде бшм беру процестде мацызды орын алатын цаз1рг1 кезецде цифрлыц технологияларды оцу процес1не 6ipÍKmipy цажеттшт туындайды. Физикалыц эксперименттердг уйымдастыруда цифрлыц зертханаларды пайдалану орта мектептердегi бшм беру процесшц сапасы мен цолжетiмдiлiгiн арттырудыц бiр жолы болуы мумюн. Бул мацалада заманауи бшм беру мен XXI гасыр дагдыларын цалыптастырудыц жаца цырларын ашатын цифрлыц технологияларды пайдалану негiзiнде физика саласындагы зерттеулердi одан эрi дамыту цажеттiлiктерi атап керсетшген. Сонымен цатар мацалада физиканы оцыту барысында жаца жабдыцты цолдану цажеттшт царастырылады. Цифрлыц зертхананы оцу процеснц эртYрлi кезецдертде - сабацта да, сабацтан тыс жумыстарда да цолдану мYмкiндiктерi усынылган.
ЮлттЫ свз: цифрлыц зертхана, педагогикалыц эксперимент, физиканы оцыту эд^темеЫ, сыни тургыдан ойлау, оцушыларды ынталандыру, оцу багдарламаларына бешмдеу.
^аз1рп технология заманында окушыларга тек пэндш бiлiмдi берш кана коймай, сонымен катар технологиялык дамыган когамда табысты ж^мыс ютеуге кажетп дагдыларды окушылар бойында дамыту мшдет тур. Бул, эаресе, практикалык жэне эксперименттш кызмет бшм беру процесшде шешушi рел аткаратын жаратылыстану гылыми пэндерiн окытуда езектi болып отыр. Осыган орай жалпы бiлiм беретш мектептерде цифрлык зертханаларды пайдалану окушылардьщ бiлiмiн терендету жэне олардын жаратылыстану-гылыми пэндерiне деген кызыгушылыгын арттыруга деген мYмкiншiлiктерге жол ашады. Дегенмен сонша артыкшылыктарга карамастан, цифрлык технологияларды оку процесше енгiзу бiркатар киындыктарды, сонын iшiнде окыту эдiстемелерiн бешмдеу жэне мyFалiмдердi жана к¥ралдармен жумыс iстеуге Yйрету кажеттiлiгiн камтиды.
Сабактарда цифрлык зертханаларды пайдалану тэж1рибелер мен зерттеулердщ аукымын кенейтуге, жылдам жYретiн физикалык процестердi карастыруга, жYргiзiлiп жаткан жумыстардын гылымилык дэрежесiн арттыруга мYмкiндiк бердi. Сондыктан елiмiздегi барлык бшм беру уйымдары цифрлык зертханалык жиынтыктарымен камтамасыз етiлуде.
Макала жYргiзiлген зерттеу жумыстары оку процесiнiн эртYрлi аспектшершде цифрлык зертханаларды пайдаланудын тиiмдiлiгiн багалауга, сонын iшiнде оку материалын тYсiнудi жаксартуга, окушылардын ынтасын арттыруга жэне олардын зерттеу дагдыларын дамытуга багытталган [1].
Цифрлык зертханалар - жаратылыстану циклшдеп сабактарда демонстрациялык жэне зертханалык сабактарды жYргiзу Yшiн кажеттi кондыргылар мен багдарламалык камтамасыз ету куралдары. Цифрлык зертхана - эртYрлi физикалык-химиялык шамаларды тiркейтiн датчиктер (курылгылар) мен контейнерден, жеке компьютермен байланыс жасау кабшет бар елшеу блогынан турады. Мундай зертханаларды колдану жумыс барысындагы кернекiлiктi арттырып кана коймай, зертхана жиынтыгына енетiн жана, сезiмтал к¥ралдар аркылы жумыс нэтижелерiн де тез, эрi жогары дэлдiкпен ендеуге кемек беред^ мысалы, физика
зертханасында ^ш, аракашыктык, кысым, температура, ылгалдык, ток ^ш^ кернеу, жарыкталу, дыбыс, магнитпк epic датчиктерi. Цифрлык зертханалар жабдыктары эмбебап, эpтYpлi тэжipибелiк кондыргыларга жалгануы MYMKiH, eлшеулеpдi «далалык жагдайда» жYpгiзуге болады, м¥Fалiм мен окушылардыц уакытын Yнемдейдi, елшеу паpаметpлеpiн езгерту мYмкiндiктеpi аркылы окушыларды шыгармашылыкка жетелейдi.
^аз1рп мектептегi окытудыц негiзгi максаттарыныц бipi - окушыны бiлiммен катар, оларды игеру тэciлдеpiмен каруландыру. Физикалык тэжipибелеpдi жасау, эксперимент жYpгiзу аркылы жацалыктарга кол жеткiзу Yшiн бiлiм алушылардыц бойында цифрлык технологиялар негiзiнде акпараттык кузipеттiлiктi калыптастыру казipгi заманныц езект! мэселелершщ бipi болып табылады. Зертханалык эксперимент окытудыц ец эcеpлi жэне нэтижелi эдicтеpiне жатады. Оны физика гылымындагы экcпеpименттiк зерттеу тэсшдершщ бейнес жэне тiкелей «кeшipмеci» деп тYciну керек [2]. Сондыктан ол физика пэнше гылыми-зерттеу сипат береди Айналамыздагы бiздi коршап т^рган денелер мен процестер элемшде тунып турган физикалык сыр-купия мен тацгаларлык тамаша кубылыстар мол. Тiптi, аяк бассац, козгала кетсец, тамак тарсец, ойыншыкпен ойнасац, машинамен жYpcец, сырганак тепсец, суда жYЗcец, эн салсац, домбыра тартсац - бэpi физика екендшн физик-муFалiм ешкашан естен шыFаpмауы тшс. Муны бiлiм алушылаpFа уктырудыц, OFан cендipудiц ец тиiмдi жолы - олаpFа цифрлык ресурстар аркылы физикалык тэж1рибелер мен бакылауларды жасату.
Цифрлык зертхананы пайдалану бойынша кiшiгipiм тэж1рибе непзшде оны колдану эдеттегi сабактыц барысында да пайдалы болуы мYмкiн екенш кepcетедi. Мундай жабдыкты сабактыц эpтYpлi кезецдеpiнде, эpтYpлi окыту эдicтеpiн пайдалана отырып, колдану кажет. Демонстрациялык тэж1рибелер, зертханалык жумыстар, экcпеpименттiк тапсырмалар жаца техникасыз да жYpгiзiлуi мYмкiн. Алайда, еткен Fаcыpдыц аспаптарымен Fана жумыс icтейтiн окушылардыц казipгi коFам талабына бейiмделу децгейi тeмендейдi [3]. Физиканы казipгi epкениеттiц негiзiнде жаткан Fылым pетiнде кабылдау бурмаланатын болады. Сонымен катар казipгi заманFы окушыныц кешнп eмipде тiптi баFыттаушы куpылFылаpмен кездесу ыктималды^ы eлшенген паpаметpлеpдiц сандык индикациясы бар компьютер мен KуpылFылаpды пайдалану ыктималды^ымен cалыcтыpFанда шамалы болады. Сондыктан барлык окушылар жаца жабдыкпен жумыс ютеу туралы тYciнiкке ие болуы кажет [4].
Цифрлык зертханаларды колдана отырып физиканы окытудыц тиiмдiлiн арттыру максатында ^аpаFанды каласы «Э. Ермеков атындаFы мектеп-лицеш»-нщ 7-9 сынып окушылары жэне мектеп муFалiмдеpiмен Fылыми таFылымдама аясында зерттеу жумыстары уйымдастырылды. Зерттеу жумыстары ею апта кeлемiнде жYзеге асырылды:
1 апта
• жэне 8-шi сыныптарда фронтальды экcпеpименттеpдi уйымдастыруда цифрлык зертхананы колдану тшмдшпн бакылау
• 9-шi сыныптарда фронтальды экcпеpименттеpдi уйымдастыруда цифрлык зертхананы колдану тшмдшпн бакылау.
2 апта
• Мектеп жаратылыстану пэш муFалiмдеpiнiц катысуымен цифрлык зертханалар такырыбына семинар уйымдастыру.
• Фронтальды зертханалык жумыстарды, физикалык практикумдарды уйымдастыру жэне окушылардыц жобалык зерттеу жумыстарын уйымдастыру кезiнде цифрлык зертханаларды колдану эдютемесш куру принциптерш аныктау
Зерттеу жумысыныц алFашкы аптасында 7-9 сынып окушыларымен цифрлык зертханаларды колдану аркылы жеке-жеке эксперимент™ тапсырмалар орындалды. Мысалы:
7 сынып: «Архимед зацын зерделеу», «денелердщ суйыктыктарда жYзу шарттарын зерделеу» такырыптарында экcпеpименттiк тапсырмалар орындалды.
8 сынып: «0ткiзriштеpдi тсзбектей жэне параллель жалFауды зерттеу», «Электр тогыныц жумысы мен куатын аныктау» такырыбына экcпеpименттiк тапсырмалар орындалды(сурет 1).
9 сынып: «Математикалык маятниктiц кeмегiмен еркш тYcу YДеуiн аныктау» такырыбына экспериментпк тапсырмалар орындады.
1-сурет. Эткiзгiштеpдi тiзбектей жэне параллель жалFау
Зерттеу жумысыныц екiншi аптасында мектеп муFалiмдеpiне (физика, химия, биология, география) арнап «Vernier цифрлык зертханасы: теориядан пpактикаFа» такырыбында семинар eткiздiм. Семинар мектеп муFалiмдеpi Yшiн eте пайдалы болды. Семинар барысында такырып толыктай камтылды. Такырыптыц атауы айтып туpFандай семинар теориялык жэне практикалык деп екi кезецнен турды. Бipiншi кезецде цифрлык зертхананыц барлык теориялык маFлуматтаpы айтылды (сурет 2). Ал екiншi кезецде болса мектеп муFалiмдеpi ездер1 цифрлык; зертхананы колданып эксперименттер жасап керд1 (сурет 3).
Теориялыц vo.ii.M
Фишкдлмвс urrnirf
Тгмпгргорты кжьтш. куши. ыггд. nlmi.iy жктлжм.шпд жэпг опека за ахрпдетрэерз! fcrairy
\лмип.!ик lar'intrrep.
|lH- HUM ШМ1|СН1|иПШ»1Ы еуы1ИЛ1.*|и1И ••TKlUiantfin »ЯШ an** .1* чнчнн"» » mkkiwjiiii tflMty
Ьполотялмк .гшпмкгер.
Аурек car.' жшимн. тышэс irnu Ocho;iuikui Aiur 0ieta —j tocuouiuu нршкетгр.п u-aarv
tW Kuhiim/imk .ипмкгер
Су uen яуа ti'Miicpanpacbiit. жармк леш tinti. млгаллыпыктм жлвс кпрспагпн ортаны vprrcv.
2-сурет. Семинардыц теориялык бeлiмi.
3-сурет. Семинардыц практикалык кезецiнiц нэтижеci
Семинар соцында цифрлык зертханалардьщ оку YДерiсiндегi тшмдшгш багалау максатында мектептщ физика, химия, биология, география жэне жаратылыстану пэн мyFалiмдерi арасында кiшiгiрiм сауалнама жYргiзiлдi. Сауалнаманыц шынайы жэне накты жауап алу максатында мyFалiмдердщ кyпиялыFы сакталатыны ескертiлiп, «Google form» платформасы колданылды. СауалнамаFа мектептщ 10 мyFалiмi катысты. МyFалiмдердщ жумыс eтiлi жэне санаты эртYрлi. СауалнамаFа катыскан пэн мyFалiмдершщ 40% астамы жумыс eтiлi 13 жылдан астам екен. Сауалнама корытындысына токталатын болсам:
Цифрлык зертханаларды ез оку пэнiнде пайдалану тиiмдiлiгiн баFалау бойынша сауалнамаFа катысушылардыц берген жауаптары диаграммада кeрсетiлген. Диаграммадан кeрiнiп тyрFандай респонденттер жауабы бойынша цифрлык зертханаларды пайдалану тшмдшп бiрнеше денгейде карастырыетан. ЯFни 70%-ы ете жоFары деп жауап берсе, 20%-ы жоFары, ал 10%-ы орташа деп жауап бердь Осы жерден бiз байкаFанымыз ешюм темен деген жауапты бермептi. Демек, барлык пэн мyFалiмдердi сабак барысында цифрлык зертханалар колданады деген сез.
# бте жогары. Очень высокий
# ЖогарыЭысоний
# Орташа'Средний
# Темен'Низкий
4-сурет. Vernier цифрлык зертханаларын ез оку пэшщзде пайдалану
тшмдшшн калай багалайсыз?
Vernier цифрлык зертханаларын пайдаланудьщ ез^з жэне окушыларыцыз Yшiн кандай артыкшылыктарын бeлiп керсете аласыз?- деген суракка мyFалiмдердiц басым кепшшп яFни 80% астамы окушылардыц пэнге деген кызыFушылыFын арттыру деп жауап берсе, 50% астамы заманауи технологиялармен жумыстеу даFдыларын дамытады деп жауап берген, 40% астам мyFалiмдер балалардыц оку материалын мецгеру децгешн жаксартады деп жауап бердi. ЯFни бул сауалнамада эр мyFалiм бiрнеше жауап варианттары бойынша жауап берген болатын.
Оку материалы« тус1куд1 жацслрлу! Улучшить понимание учебного материала Окушылардыц пэнге деген кызыгушылыгын арттыру/ Повышение интереса учащих Жогары двпдхпен эхсперименттер журпэу МуМК.НД|П' Возможность Пров
Заманаум технологиялармен жумыс icrey да*дыларын дамыту/ Развитие навыков ра
0 2 4 6 8
5-сурет. Vernier цифрлык зертханаларын пайдаланудыц езщз жэне окушыларыцыз Yшiн кандай артыкшылыктарын белш керсете аласыз?
^здщ ойыцызша Vernier цифрлык зертханаларын оку процесше интеграциялау кезiнде кандай киындыктар туындауы мYмкiн?-деген сурак тешрепнде мyFалiмдер
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
жYргiзiлген сауалнама аркылы ез ойларымен белють МyFалiмдердiц басым кeпшiлiгi 60% астамы оку жабды^ын сатып алуFа каражаттыц жеткшказдтн айтса, 30% -ы цифрлык зертханалардыц кeмегiмен эксперименттердi yйымдастыруFа уакыттыц жеткшказдш жайлы айтты. Ал калFан 10% мyFалiм зертханамен жyмыстеу барысында кажетп бiлiм мен дагдыныц жеткшказдшн айтты.
ф Жвбльщты г.ятып ялу у или жетилжс!» мржыландыру/ Недостаточно* финансирование для приобретения Ф Жабдыцпам жумыс ютеу уилн кожет биим май дмдылардын жоктыгы' Отсутствие знаний и нааыяое. не об ф Э«слерименттера1 дайындяу жене
журозу ушм уаныт талшмлыгы/ Hex Ф Me*ten 0асшыпм>ынмч колдауыныц жоктыгы/ Отсутствие поддержки со
5-сурет. Оздщ ойыцызша Vernier цифрлык зертханаларын оку процесше интеграциялау кезiнде кандай киындыктар туындауы мYмкiн?
Цифрлык зертханлар жайлы eзiмiздi кызыктырFан барлык сyрактарFа пэн мyFалiмдерiнен жауап алдык. Пэн мyFалiмдерiнiц берген жауаптарын мукият талдап шыксак, олардыц цифрлык зертханалар жайлы кезкарастары оц екен. Барлык пэн мyFалiмдерiне цифрлык зертхана yйымдастырFан семинар катты унады. Олардыц берген жауабы бойынша 80% мyFалiм семинарда цифрлык зертхана жайлы кептеген кунды маFлyматтарFа ие болыпты, ал 20% мyFалiмге цифрлык зертханамен жYргiзiлген
ф ©те гайлапы квптеге* жана
нарсепера' &ддл* Очень полезно, у... ф ©те пайдалы. Ьрмеше кызыкты
сапер бапды.' О«»» полезно было ф Орташа пайдалы аклараттын «ел
бегал магам бурь* чаи беягип болды ф Пайдалы еиес. мен кача ештене
fjimirfiiM' Бесполезно, я ничего нов ф Жалпы пайдалы wet семинар мечи яаниямн*« шыкпадь» В целом и* ом...
5-сурет. ¥йымдастырылFан семинар аз Yшiн каншалыкты пайдалы болды?
МyFалiмдер yйымдастырылFан семинардыц практикалык мацыздылыFын ете жоFары баFалады. МyFалiмдердiц 50%-ы семинардан алFан бiлiмiн практикалык тyрFыда, яFни iс жYзiнде колдана алса, калFан 40%-ы мецгерiлген бiлiм жумыс барысында пайдалы болатынды^ын айтты. Тек 10%-ы Fана кейбiр идеялар мен эдiстердi Fана колданатындыFын айтты.
ф ©те могары Мен алгам випм1мн«н —Он ■ 1с шуз*мде шзлдама аламми.1 От» аыгопп я могу применить бо ф Жотары зерттелгеи «елтеген
tcmitimp ясуммста гъайдепы болялы.' ВицтЖ многие изучемммя еспеят ф Орташа дейб*р мдеелер мян е/йстеро!
пллпягутя Лопмшм Средний момет ф Темам елыиген бятмд» лремивада аолдеку чиыи Ииияи полученным
6-сурет. Семинарда алFан бiлiмнiц практикалык пайдасын калай баFалайсыз?
эксперименттер катты унапты.
Гылыми тагылымдама аясында жYргiзiлген зерттеу жалпы бiлiм беретш мектептщ оку Yдерiсiнде, эаресе физикалык эксперименттердi уйымдастыруда цифрлык зертханаларды пайдаланудьщ тиiмдiлiгi ете жогары eкeндiгiн растады. Оку ic-эpeкeтiнe цифрлык технологияларды енпзу оку материалын тYciнудi жаксартуга жэне окушылардыц жаратылыстану гылыми пэндepiнe деген кызыгушылыгын арттыруга гана емес, сонымен катар сыни ойлауын, зepттeушiлiк дагдыларын жэне ез бeтiншe iздeугe дайындыгын дамытуга ыкпал eтeдi.
Тагылымдама кезшде жYpгiзiлгeн зерттеу нэтижeлepi бiлiм беруде жаца инновациялык технологияларды соныц шшде цифрлык зертханаларды колданудыц мацыздылыгын орасан зор екендшн кеpceттi. Дегенмен, заманауи курал-жабдыктарга кол жeткiзудi камтамасыз етш кана коймай, м¥Fалiмдepдi даярлау жэне олардыц бiлiктiлiгiн арттыру бойынша жYЙeлi жумыстарды жYpгiзу, сондай-ак оку багдарламалары мен оку эдicтeмeлiк кeшeндepдi жаца оку жагдайларына бeйiмдeу кажет. Осындай жумыстарды аткарган кезде гана цифрлык зертханаларды колданудыц жогарга дeнгeйiнe жетуге болады.
Зерттеу жумыстарымды корытындалай келе физиканы окытуда цифрлык зертханаларды пайдалану окытуды интерактивт!, кызыкты жэне тиiмдi eтeдi. Эр м¥Fалiм пэнге деген кызыгушылыкты арттыруга, оку нэтижeciн жогары децгешне жетуге мYмкiндiк бepeтiн оцтайлы технологияны тацдайды. «Vernier» цифрлык зертханасын пайдалану пэннiц мазмунын жандандыруга, физиканыц экспериментпк компонeнтiн кYшeйтугe мYмкiндiк береди Цифрлык зертханаларды гылыми зерттеулер жYpгiзу жэне жаца гылыми жацалыктар ашу Yшiн де пайдалануга болады. Олардыц жаца буыны физикалык эксперимента тубегейш жаца децгейде уйымдастыруга, бакыланатын кубылыстарды сапалык багалаудан сандык сипаттамаларды жYЙeлi талдауга дeйiн гылыми зерттеу элементтерше кешуге Yлкeн мYмкiндiк бepeдi.
1. Кунаш М.А., Телебина О.А. Использование цифровых лабораторий на уроках физики и химии: Учебно-методическое пособие. -Мурманск: ГАУДПО МО «Институт развития образования -2015. -С.66.
2. Лозовенко С. В. Цифровая лаборатория Vernier в школьном физическом эксперименте: Учебное пособие Илекса. -2018. - С.96.
3. Нургалиева, Л.Р. Использование цифровых лабораторий в школьном обучении физике в Казахстане: анализ эффективности. Образование и Наука в Казахстане. -2022. - 12(3), 244-
4. Иванова, С.С., Петров, В.П. Цифровые технологии в преподавании естественных наук. Москва: Наука. -2021г.
ПАИДАЛАНЫЛГАН ДЕРЕКК0ЗДЕР Т1З1М1:
251.
