CC BY
220
24 ТАЪЛИМ УСЛУБЛАРИ / МЕТОДЫ ПРЕПОДАВАНИЯ ч_/
Уразалиева Д.А.,
Тошкент банк коллежи укитувчиси
КУЁШ ЭНЕРГИЯСИНИ ЭЛЕКТР ЭНЕРГИЯСИГА АЙЛАНТИРИШ ЖАРАЁНИНИНГ ФИЗИК ВА ТЕХНОЛОГИК ТУШУНЧАЛАРИНИ ЦИТИШ МЕТОДИКАСИ
УРАЗАЛИЕВА Д.А. ЦУЁШ ЭНЕРГИЯСИНИ ЭЛЕКТР ЭНЕРГИЯСИГА АЙЛАНТИРИШ ЖАРАЁНИНИНГ ФИЗИК ВА ТЕХНОЛОГИК ТУШУНЧАЛАРИНИ УЦИТИШ МЕТОДИКАСИ
Маколада олий таълим муассасалари физика таълимида куёш энергиясини электр энергиясига айлантириш жараёнининг физик ва технологик тушунчаларини шакллантириш имкониятлари тах,лил килинган. Шунингдек, ушбу мавзу буйича талабаларни кандай укитиш кераклиги ту-р-рисида бир канча методик тавсиялар берилган.
Таянч суз ва тушунчалар: энергетика, куёш энергияси, яримутказгич, фотоэлектрик курилма, технология, диффузия, электрон, кремний, генератор, вакуум.
УРАЗАЛИЕВА Д.А. МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОНЯТИЙ ПРОЦЕССА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ
В статье представлены возможности формирования физических и технологических понятий процесса преобразования солнечной энергии в электрическую энергию при преподавании физики в высших учебных заведениях. Вместе с тем, даны несколько рекомендаций по методике проведения занятий данной тематики в высших учебных заведениях.
Ключевые слова и понятия: энергетика, солнечная энергия, полупроводник, фотоэлектрическое устройство, технология, электрон, кремний, генератор, вакуум.
URAZALIEVA D.A. METHODICS OF TEACHING OF PHISICS AND TECHNOLOGICAL CONCEPTS OF THE SOLAR ENERGY TRANSFORMATION INTO ELECTRIC ENERGY
In the article is provided results of study of physical and technological concepts of the solar energy transforming to electric energy in teaching of physics in highest educational institutes. As well as there is provided recommendations of arrangement of lessons for those topics.
Keywords: energetic, solar energy, semiconductor, photoelectrical device, technology, electron, silicon, generator, vacuum.
ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2015, 5
%озирги вацтда бутун дунёда цуёш энергияси, шамол, гидро ва геотермал энергиялар каби муцобил ва цайта тикланувчи энергия манбаларига катта ацамият берилмоцда. Олий таъ-лим муассасаларида мазкур йуналишлар буйича уцув дастур-ларини кенгайтириш долзарб ацамият касб этмоцда.
Ноанъанавий энергия турларига булган кизикиш,биртомондан, анъанавийэнергиялар табиий захираларининг чекланганлиги билан, бошка томондан экологик муаммолар билан боFлик. Шунинг учун олий таълим муассаса-лари физика курсларида хозирги вактда энергетик муаммоларни курсатиш, уларнинг технологияси ва фойдаланиш имкониятлари туррисида маълумотлар келтирилиб утиши давр ва келажак талабидир. Айтиш жоизки, куёш энергиясининг яримутказгичли фотоэлектрик узгартиргичлари асосида электр энергиясини олиш кайта тикланувчи ва мукобил энергия манбалари ичида узига хос уринга эга. Олинган маълумотларга кура, 2005 йилда бутун дунё буйича яримутказгичлар асосидаги куёш элементлари воситасида ишлаб чикарилган электр энергияси 1,7 ГВт ни ташкил этган. 2010-2012 йилларга келиб эса куёш элементлари воситасида электр энергияси ишлаб чикариш АК.Ш, Европа ва Японияда, мос равишда, 1 ГВт, 3 ГВт ва 5 ГВт даражагача етказилиши назарда тутилган эди1.
Олий таълим муассасалари талабаларини укув жараёнида физика фани янгиликлари ва ютукларидан мунтазам равишда таништириб бориш уларнинг бу фанни янада чукуррок урганишларига имкон яратади. Шу нуктаи назардан, хозирги вактда кайта тикланувчи энергия манбалари туррисидаги янгиликлар, уларни татбик этиш сохаларини урганиш мухим ахамият касб этади. Самарали куёш элементларини ишлаб чикаришда дастлабки асосий материаллар Si (кремний) ва GaAs (галлий арценид) хисобланади. Хозирги вактда нисбатан арзон ва кенг оммалашган Si ва унинг асосида куп сонли, бир хил типдаги куёш элементларини тайёрлашдан фойдаланилади.
1 Абдиев У.Б., Исмоилов Э.О., Мухаммадиева Г.Н. Олий укув юртлари физика таълимида «Гелиотехника ва ноанъанавий энергия манбалари» талаба танлов фанини укитишда янги педагогик технологиялардан фойдаланиш. // «Замонавий таълим» журнали, 2014 йил, 2-сон. -18-21-б.
Бундан ташкари, Si элементига нисбатан GaAs асосидаги куёш элементлари яхши ху-сусиятларга эга. Бирок GaAs асосидаги куёш элементлари ва унинг асосидаги каттик котишмаларни олиш усуллари анча кийин ва мураккабдир. GaAs нинг мавжуд кам-чиликларидан яна бири нархининг кимматлиги булиб, ундан энергетикада кенг фойдаланиш жуда кимматга тушади. Ишлаб чикаришни арзонлаштириш учун куёш элементларини олиш технологияси боскичларини такомил-лаштириш лозим2.
Талабаларни жахон фанининг яримутказгичли материаллар асосидаги куёш элементлари самарадорлигини оширишнинг янги, юкори самарадорликка эга илмий, техникавий ва технологик йулларини топиш устида олиб борилаётган илмий изланишлар билан доимий равишда таништириб бориш максадга мувофик. Бу эса физика дарсларининг савия-сини ошириш билан бир каторда, тала-баларда хозирги вактдаги мавжуд энергия захираларининг чекланганлиги хамда шу энергия манбалари урнини коплайди-ган энергетик манбалар туFрисидаги тушун-чаларнинг аста-секин, боскичма-боскич шаклланиб боришини хам таъминлайди. Шунингдек, энг янги адабиётларда берилган яримутказгичли материаллар асосидаги куёш элементларининг асосий физик-кимёвий хусусиятлари, уларни тайёрлаш технологияси, ишлатилиш сохаларини тахлил килиш хам дарс жараёнининг янада кизикарли утишига имкон яратади.
Айникса, физика дарсларида куёш элементлари (яримутказгичлар асосидаги куёш панеллари)нинг фотоэлектрик ва спектрал характеристикалари туFрисидаги билимларни урганиш талабаларда куёш элементлари
2 Абдиев У.Б., Исмоилов Э.О. Умумтаълим мактаблари физика таълимида куёш фотоэнергетикаси фундаментал тушунчаларини шакллантириш. // «Замонавий таълим» журнали, 2014 йил, 1-сон. -21-24-б.; Абдиев У.Б. Физика таълимида ноанъанавий энергия манбалари. Илмий-услубий кулланма. - Термиз, 2013.
ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2015, 5
1-схема. Куёш элементларини тайёрлаш технологик маршрути
Кремний асосидаги куёш элементлари фотоэлектрик х,амда электрофизик параметрларини аниклаш
тyFриcидa чyкyррoк тyшyнчa вa билимлaр пaйдo бyлишигa oлиб кeлaди. Бyндaн тaшкaри, куёш элeмeнтлaрини тaйёрлaш ^ълум 1шкл вa x1aжмдaги, яримyткaзгичлaр acocидaги куёш пaнeллaрининг юзa ^мини куёш нури яxши тушиши учун энг ку^й хрлга кeлтириш (cилликлaш, ку^й бyрчaкдa жoйлaштириш) вa yлaрдa p-n Утиш х^ил килиш) физик вa тexнoлoгик ycyллaрининг дaрc жaрaёнидa тexнoлoгик мaршрyтлaр, жaдвaллaр, cxeмaлaр oркaли тушунтирилиши тaлaбaлaрдa янaдa кaттa кизикиш yЙFoтaди. Mиcoл тaрикacидa, 1-cxeмaдa куёш элeмeнтлaрини тaйёрлaш тexнoлoгик мaршрyтини кyрcaтиш мумкин.
Ушбу cxeмaтик жaдвaлдaн куриниб туриб-дики, дaрcдa турли кyргaзмaли вocитaлaр вa мeтoдик кУллaнмaлaрдaн фoйдaлaниш дaрc жaрaёнини фaoллaштирaди. Куёш энeр-гияcидaн фoйдaлaниш физикaвий вa тexнo-лoгик жaрaёнлaрини x,aM шyндaй вocитaлaр билaн тушунтириш ниcбaтaн eнгил x1aмдa caмaрaли ycyл x1иcoблaнaди. Олий тaълим мyaccacaлaри тexникa йyнaлиши, xycycaн, энeр-гети^ иxтиcocлиги бyйичa билим oлaётгaн тaлaбaлaргa ниcбaтaн чyкyррoк вa мyрaккaб тyшyнчaлaрни eткaзишдa x,aM шyндaй физик вa тexнoлoгик мaршрyтлaрдaн фoйдaлaниш уз ижoбий нaтижaлaрини бeрaди.
ЗAMOHAВИЙ TAЪЛИM / COВPEMEHHOE OБPAЗOВAHИE 2015, 5
V___/
1-жадвал. Физик параметрларнинг жадвал куринишда берилиши
Куёш элементлари параметрлари I - кт киска туташув токи и - салт юриш сю г кучланиши ^ - тулдириш коэффициенти Е - тушаётган ёру-глик энергияси S - элемент юзаси
Бирликлари мА В - мВт/см2 см2
Шунингдек, куёш энергиясини электр энер-гиясига айлантиришдаги уларнинг электрофизик ва фотоэлектрик параметрларини бир-бирига солиштиришда жадваллар ва графиклардан фойдаланиш хам талабаларда утилган мавзу юзасидан етарлича билимга эга булиш имконини яратади. Масалан, куёш элементлари (КЭ) фойдали иш коэффи-циентини хисоблашда кандай физик пара-метрлар ва улар устида кандай хисоблаш ишлари олиб боришни урганишда хам физик параметрлар жадвал куринишда берилса, талабалар билимларни узлаштиришлари анча енгиллашади (1-жадвал).
1-жадвалдан куриниб турибдики, аввал куёш элементлари параметрлари, сунгра уларнинг бирликлари берилган. Бу параметрлар кийматлари берилган булса, куёш элементлари фойдали иш коэффициентини бемалол хисоблаб топиш мумкин булади. Бу холатда талабада бир вактда хам назарий, хам амалий куникмалар хосил булади. Натижада талаба куёш элементлари самарадорлигини ошириш имкониятлари ва ишлатиш мумкин булган сохаларни мустакил излай бошлайди. Бу эса талаба куёш элементлари туррисидаги физик ва технологик тушунчаларни етарлича узлаштирганлигидан далолат беради.
Бугунги кунда физика укитувчиси уз дарсини мустакил ижодий лойихалаштириши мумкин.
Лойихалаш - дарсга тайёргарликнинг сунгги боскичи хисобланиб, у укувчилар идрок килиш фаолиятини бошкариш дасту-рини яратиш билан якунланади. Укувчилар идрок килиш фаолиятини бошкариш дастури укитувчи томонидан тузилиб, унда укитувчи укув жараёнини бошкаришни уч боскичда амалга оширади:
I. Таълим самарадорлигини таъминлашда мавзуларни модуллаштириш:
а) таълимнинг умумий максадини белгилаш;
б) таълимнинг хусусий максадини белгилаш;
в) асосий тушунчаларга таъриф бериш;
г) хар бир мавзунинг лойихасини ишлаб чикиш;
д) таълим жараёнида интерфаол усуллардан фойдаланиш.
II. Укувчиларнинг идрок этишдаги педа-гогик-психологик жих,атларини аниклаш:
а) укувчилар билим даражасини табакалаш-тириш - дифференциация усули;
б) ижодий машк ва топширикларни бел-гилаш;
в) укувчилар билимлари, ижодий фикрлаш-ларини мунтазам назорат килиш;
г) олдиндан кафолатланган ижодий нати-жани кулга киритиш.
III. Укувчилар тафаккур даражасини кенгай-тириш - укувчиларда уз-узини тах,лил килиш лаёкатини ривожлантирадиган ижодий тушун-чаларни белгилаш:
а) ижодий лойих,алаш жараёнининг тах,лили;
б) ижодкорнинг синтез тахлили;
в) умумий тах,лил;
г) креатив (танкидий) фикрлаш.
Уз фаолиятини эндигина бошлаган укитувчи учун мазкур дастурни батафсилрок тузиш зарурдир. Бунда укитувчидан уч вазифани амалга ошириш талаб этилади:
- ижодий педагогик фаолият мазмунини тахлил килиш;
- натижани олдиндан кура билиш;
- режалаштирилган ижодий фаолиятни амалга ошириш лойихасини яратиш.
Укув жараёнини лойихалаш куйидаги тар-тибда бажарилади:
- мавзуга доир материалларни йиFиш;
- таълим максади ва вазифаларини бел-гилаш;
- таълим мазмунини ишлаб чикиш;
- таълим шакли, метод ва воситаларини танлаш;
- вакт урнини белгилаш;
- машклар тизимини ишлаб чикиш;
- укувчилар фаолиятини назорат килиш ва тест тизимини ишлаб чикиш;
- лойихани укув жараёнига татбик этиш.
Таълим жараёнини технологиялаштириш
эса беш боскичда амалга оширилади. Таълим жараёнида ижодий лойихалаш ва натижаларни
ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2015, 5
башорат к,илиш оркали х,ам укитувчи, х,ам тингловчилар биргаликда ижодий жараёнда иштирок этадилар. Натижада шахснинг ижодий фикрлаш кобилияти шаклланиб, такомиллашиб боради. Буларнинг барчаси шахснинг интеллектуал онги ва тафаккурини ривожлантириш имконини беради. Бундай фикрлаш кобилиятига эга ёшлар танлаган сох,а-
лари буйича билимдон, ижодкор, кашфиётчи, ихтирочилик сифатларига эга буладилар.
Хулоса килиб шуни айтиш мумкинки, куёш энергиясини электр энергиясига айлантириш туррисидаги билимлар келажакда физика фани-ни янада ривожлантириб, бойитиб боради х,амда талабаларнинг физика фани буйича янада купрок, амалий билимларни эгаллаш учун х,аракат килишларига туртки беради.
Адабиётлар:
1. Абдиев У.Б., Исмоилов Э.О., Мух,аммадиева Г.Н. Олий таълим муассасалари физика таълимида «Гелиотехника ва ноанъанавий энергия манбалари» талаба танлов фанини укитишда янги педагогик технологиялардан фойдаланиш. // «Замонавий таълим» жур-нали, 2014 йил, 2-сон. -18-21-б.
2. Абдиев У.Б., Исмоилов Э.О. Умумтаълим мактаблари физика таълимида куёш фо-тоэнергетикаси фундаментал тушунчаларини шакллантириш. // «Замонавий таълим» журнали, 2014 йил, 1-сон. -21-24-б.
3. Абдиев У.Б. Физика таълимида ноанъанавий энергия манбалари. Илмий-услубий кулланма. - Термиз, 2013.
4. Исмоилов Э.О., Донаева Г.Х. Физика ва математика фанлари таълимида вариацион тамойиллар. // ФМИ журнали, 2013 йил, 3-сон. -133-135-б.
5. Абдиев У.Б. Оптимизация технологии солнечных элементов на основе монолитных варизонных AlGaAs-GaAs-гетероструктур. // Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам «Ломоносов-2006». МГУ, Москва, 12-15 апреля 2006. -С. 48-49.
ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2015, 5
