Жаңа сабақтар

Физиканы ОҚЫТУДЫҢ математикамен БАЙЛАНЫСЫ ЖӘНЕ ОНЫҢ ОҚУШЫ ШЫҒАРМАШЫЛЫҒЫН ДАМЫТУДАҒЫ РӨЛІ

Алматы қаласы «Республикалық спорт колледжі» РМҚК
Физика пәнінің мұғалімі
Молдакулова Жупархан Турсиновна

Қазіргі білім беруді ізгілендіру кезеңінде пәнаралық байланыстың алатын орны ерекше. Пәнаралық байланыс әр түрлі ғылым негіздерін оқытудың мақсаты мен мазмұнының ұштастыруына, сондай-ақ оқушылардың білімі мен нанымын қалыптастыруға, олардын іскерліктері мен танымдық қабілеттерін дамытуға бағытталады.

Пәнаралық байланыстың мақсаты – оқушылардың дүниеге ғылыми көзқарасын қалыптастыру, табиғат құбылылыстарының біртұтастығын және өзара байланысын көрсету, бір пәннен меңгерген білім іскерлігін, дағдыларын екінші жақын пәндерде орынды қолдана білу және салыстыру арқылы өз бетінше жете білу. Мысалы, тригонометриялық функциялар жөніндегі мәліметтер бірыңғай тербелістер мен толқындардың әр түрлі табиғатын бірегей өрнектеуге мүмкіндік береді.

Пән арасындағы байланыстарды жүзеге асыру әр түрлі білім салаларының арасында айқын шекара жоқ екендігін, олар бір-бірінен қол үзбейтіндігін, әр сала өз әдіс-тәсілдерімен материялық дүниені зерттейтініне оқушылардың көзін жеткізеді.

Оқу пәндерінің арасындағы байланыстың екі типі бар: 1) уақыттық (хронологиялық) және 2) ұғымдық (идеялық). Бұлардың біріншісі әр түрлі пәндердің программалық материалдарын оқытуды уақыт бойынша келісуді, екіншісі ғылыми ұғымдарды жалпы методологиялық қағидалар негізінде біркелкі түсіндіруді көздейді.

Әр пәндегі жеке тақырыптар мен тарауларды оқытуды уақыт бойынша мәмілеге келтіру олардың программаларын сәйкестендіру арқылы қамтамасыз етіледі. Мәселен, тригонометриялық функцияларды алдын-ала оқытудың нәтижесінде, табиғаттары әр түрлі тербеліс процестерін біріктіре қарстыруға мүмкіндік береді. Функциялық тәуелділік, туынды, вектор, симметрия сияқты математикалық ұғымдар физика, химия және т.б. пәндерді оқытқанда жиі қолданылады.

Ғылыми ұғымдарды бірыңғай түсіндірудің қажеттігі өзінен-өзі белгілі, бірақ әлі де болса оқулықтарды терминологиялық алауыздық бой көтеріп келеді. Сондықтан оқыту процесінде сөйлеу және жазу мәдениеті, математикалық есептеулерді дұрыс орындау сияқты жалпы методологиялық талаптар қойылады.

Физиканы оқытудың математикамен байланысы. Математика мен физиканың пәнаралық байланысын күшейту оқушылардың екі пәннен де үлгерім сапасын жақсартады, сонымен бірге олардың практикалық қызметке дайындалуына көмектеседі. Физика сабағында оның математикамен байланысын нығайта түссе, оқыту тиімділігі одан әрі жанданады.

Вектор ұғымының геометрия оқулығындағы сипаттамасы оның физикалық түсіндірмесінен бұрын беріледі, сондықтан оқушылар геометрияда да, физикада да вектор деп аталатын ұзындығы мен бағыты арқылы анықталатын шамамен танысады.

Ескеретін бір мәселе, вектор ұғымы геометрияда бағытталған кесінді ретінде анықталады. Себебі, геометрияның жүйелі курсында векторға анықтама беру үшін күш, жылдамдық, үдеу сияқты алғашқы векторлық шамалардың физикалық мысалдары қарастырылады. Физикадағы векторлық шамалардың нақты қасиеттерін абстракциялай отырып, оқушылар бағытталған кесінділермен көрнекі түрде өрнектелген вектор ұғымын неғұрлым тезірек, оңайырақ игереді. Мектеп геометриясында вектор ұғымы физикадағы векторлық шамалармен байланыстырыла түсіндірілуі сыбайлас пәндердегі ұғымдардың айырмашылықтарын жоюға мүмкіндік береді және мұғалім мен оқушылардың қызметін едәуір жеңілдетеді.

Физика мен математиканың пәнаралық байланысын нығайтуға мүмкіндік беретін математикалық ұғымдардың бірі – түріндегі шекке көшу. Мәселен, мектеп физикасындағы:

– лездік жылдамдық;

– үдеу;

– ток күші;

– ток тығыздығы т.с.с.

Көптеген үғымдар шекке көшу арқылы анықталады. Әрине, осы физикалық ұғымдарды қалыптастырып, дамыту үшін қолданылатын математикалық аппарат жан-жақты меңгерілуі тиіс. Сонымен бірге, математикадағы туынды ұғымын түсіндіру айнымалы шаманың өзгеру жылдамдығын көрнекі түрде бейнелейтін нақты мысалдар керек. Бұл түрғыда, шекке көшу ұғымының жоғарыдағы мысалдары математика мен физика пәндерінің өзара әсерін күшейте түседі.

Туынды сияқты математикалық ұғымды меңгерген оқушылар физиканың теориялық ұғымдарын игеруге мүмкіндік алады. Мысалы, гармониялық және электромагниттік тербелістерді оқығанда туынды ұдайы қолданылады.

Физика мен математиканың теориялық қағидаларын өткенде физикалық мазмұндағы есептерді шығарудың пайдасы зор. Мұндай есептердің дидактикалық мақсаты негізгі ұғымдарды тиянақтау, жаңа ұғымдарды дамытуды жүйелеу, жаңа білім игеру барысында қалыптастыруға тиісті ұғымдар мен оқу тәсілдерінің практикалық мәнін окушыларға көрсету, білімді қорытындылау болып табылады.

Физикалық мазмұндағы есептерді шығару барысында математикалық есептерді шешудің жалпы әдісін анықтап берген жөн. Бұл әдіс үш сатыдан тұрады. Бірінші – берілген физикалық есепті тиісті математикалық теория тіліне аудару, яғни есептің математикалық моделін жасау; екінші – берілген есепті математикалық модельдің ішінде шешу, үшінші есептің математикалық шешуінің физикалық түсіндірмесін беру.

Мысалы, мына есепті қарастырайық.

Есеп. Ылдидан 30 км/сағ2 үдеумен түсіп келе жатқан автомобильдің бастапқы жылдамдығы 60 км/caғ2 еді. Ол 1/3 сағаттан кейін кандай жылдамдықпен журеді?

Есептің шартымен танысқаннан кейін, оның мәліметтерін жазып оқушылар автомобиль қозғалысының сипатын (түзу сызықты, бастапқы жылдамдығы бір қалыпты үдемелі) тағайындайды. Сөйтіп, бұрыннан қалыптасқан физикадан белгілі пайдаланады. Кез келген t мезетіндегі, біздің жағдайымызда 20 секундтан кейінгі, автомобиль жылдамдығын табу үшін -ті табу жеткілікті, себебі өрнегі «туынды» тақырыбынан белгілі.

Автомобильдің қозғалыс заңының математикалық сипатын теңдеу түрінде алу және көрсетілген уақыт мезетіндегі оның жылдамдығын табу амалын анықтау – есепті шешудің бірінші сатысы.

Екінші сатыда функциясына арналған формальды математикалық есеп шығарылады және s(t) функциясы (s'(20)) есептеледі. Есептеу нәтижесінде екені табылады. Бұл сатыда берілген есептің мазмұндық жағына назар аударылмайтынын ескерген жөн.

Үшінші сатыда және екенін ескеріп, автомобильдің 1/3 сағаттан кейінгі жылдамдығы 70 км/caғ болатыны табылады. Мұндай есептерді шығарғанда физикалық шамалардың өлшеу бірліктерін сәйкестендіруге қатты көңіл бөлу керек.

Енді туынды және интеграл амалдарына байланысты физикалық мазмұнды есептердің нақты шешімдерін келтірейік.

1-мысал. Нүкте параболасының бойында уақытқа тәуелді заңдылығымен қозғалады. Осы нүктенің ординатасы қандай жылдамдықпен өзгереді?

Шешуі: Туындының физиканың мағынасы бойынша жылдамдық нүктенің координатасының уақыт бойынша туындысы, яни . Ал – күрделі функция, оның туындысы .

2-мысал. Жоғары тік лақтырылған дене заңдылығымен қозғалады, мұндағы – метрмен өлшенетін биіктік, ал – секундпен өлшенетін уақыт.

а) дененің бастапқы жылдамдығын;

б) жермен түйіскендегі жылдамдығын;

в) көтерілудің ең үлкен биіктігін табыңыздар.

Шешуі: а) Дененің уақыт моментіндегі жылдамдық туындыға тең, яғни .

б) Жермен түйіскенде , бұдан , (мағынасы жоқ). Сонда (минус таңбасы жылдамдықтың бастапқы жылдамдыққа қарсы бағытталғанын көрсетеді.

в) Ең үлкен биіктікке дененің жылдамдығы нольге тең болып, көтерілуден төмен түсу кезеңінде жетеді; яғни , бұдан . Ең үлкен биіктік .

3-мысал. Тұрақты ток өткізетін көлденең қимасынан уақыт бірлігінде өтетін электр мөлшерімен анықталады. Осыған сәйкес айнымалы токқа анықтама беріңіздер. Өткізгіштен уақыт мезетінен бастап өтетін ток мөлшері формуласымен берілсе, бірінші секундтың соңындағы ток мөлшерін табыңдар.

Шешуі. Уақыт өзгерісіне сай электр өзгерісін табу үшін ток күші ұғымын пайдаланамыз. қатынасы уақыттың -дан -ға дейінгі орташа ток күші деп аталады және тұрақты болады. Егер тізбекте айнымалы ток болса, онда ор уақытқа байланысты өзгеріп отырады. Сондықтан тізбектегі айнымалы ток күші I ұғымы енгізіледі және оны -ның шегі ретінде анықтайды.

Физикалық мазмұндағы есептерді шығарғанда көбіне жуық мәндер алынады. Сондықтан математика сабақтарында жуықтап есептеуге зор мән берген жөн.

Сонымен бірге, көпмүшелерді көбейткіштерге жіктеу, ортақ көбейткіштерді жақша сыртына шығару әр түрлі өрнектерді ықшамдау тәрізді амалдар физика есептерінде қолданылады.

Физика сабақтарында пәнаралық байланыстарды жүзеге асыру, оқушылардың физика-математикалық білімі мен іскерлігін жүйелі қалыптастыруға, осы пәндердің өзара байланысын терең түсінуіне көмектеседі.

Сонымен пәнаралық байланыс оқушылардың танымдық қызметтерін жалпы ғылыми идеялар мен әдістер негізінде құруға мүмкіндік береді. Олар жалпы оқуға қабілеттілікті қалыптастырады және ғылымды жасаудың жалпы принциптерін ашады. Сондықтан да пәнаралық байланыс жекелеме оқу пәндері бойынша білім мазмұнын жасаудың қайнар көзі болып табылады.

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.