Физика олимпиадасының тәжірибелік тапсырмаларын шығару әдістемесі

Физика пәнінен олимпиадалардың эксперименттік тураларының тапсырмаларын шығарудың әдістемесі

Ергеш Б.Е

Ғылымижетекші: Танашева Н.К.,

PhD, қауымдастырылған профессор

Ш.Уәлихановатындағы Көкшетау университеті, Көкшетау қ.

Тірексөздер: Эксперименттік тур,Физикалық эксперимент,Тәжірибе жасау әдістемесі,Өлшеу дәлдігі,Құрал-жабдықтар,Нәтижелерді өңдеу,Қателіктерді талдау,Физикалық шамалар,График тұрғызу,Физикалық заңдылықтар, Оқушының шығармашылық ойлауы

Аннотация

Бұл жұмыста физика пәнінен өткізілетін олимпиадалардың эксперименттік турына қатысты тапсырмаларды орындау әдістемесі қарастырылады. Олимпиадалық деңгейдегі практикалық тапсырмалардың құрылымы, қолданылатын құрал-жабдықтар, өлшеу әдістері және нәтижелерді өңдеу жолдары талданады. Әдістемелік тәсілдер оқушылардың физикалық құбылыстарды терең түсініп, логикалық және шығармашылық ойлау қабілеттерін дамытуға бағытталған. Сонымен қатар, қателіктерді анықтау және оларды ескеріп, қорытынды жасау дағдыларына ерекше назар аударылады. Жұмыс физика пәнінен олимпиадаларға дайындалатын оқушылар мен олардың жетекшілеріне әдістемелік көмек ретінде ұсынылады.

Annotation

This paper explores the methodology for solving tasks in the experimental rounds of physics olympiads. It examines the structure of olympiad-level practical problems, the equipment used, measurement techniques, and methods for processing results. The proposed methodological approaches aim to enhance students’ understanding of physical phenomena, as well as to develop their logical and creative thinking skills. Special attention is given to identifying measurement errors and drawing conclusions based on them. This work is intended as a methodological guide for students preparing for physics olympiads and their mentors.

Аннотация

В данной работе рассматривается методика выполнения заданий экспериментального тура олимпиад по физике. Анализируется структура практических задач олимпиадного уровня, используемое оборудование, методы измерений и способы обработки результатов. Предложенные методические подходы направлены на углублённое понимание учащимися физических явлений, а также на развитие их логического и творческого мышления. Особое внимание уделяется выявлению погрешностей измерений и формированию навыков их учета при подведении итогов. Работа предназначена в качестве методического пособия для учащихся, готовящихся к олимпиадам по физике, и их наставников.

Кіріспе

Эксперимент-жаратылыстану зерттеулерінің негізі. Алайда, қазіргі уақытта оқушыларға оқу процесінде физикалық эксперимент жасау және жүргізу дағдыларын алу және практикада қолдану мүмкіндігі сирек кездеседі. Осындай мүмкіндіктердің бірі-оқушылардың физика пәнінен олимпиадаларға қатысуы, оның аясында эксперименттік тур қарастырылған.

Физикалық олимпиадалардың эксперименттік турларының міндеттері мектептегі зертханалық жұмыстардан айтарлықтай ерекшеленеді. Олимпиадаға қатысушы шектеулі уақыт ішінде эксперименттің барлық кезеңдерін дербес ойластырып, өлшеу әдістемесін, жабдықты пайдалану және стандартты емес болуы мүмкін эксперименттік деректерді өңдеу нұсқаларын әзірлеуі керек. Оқушылардың физикалық олимпиадалардың эксперименттік турларына қатысуы дәстүрлі мектеп практикумы қамтамасыз ете алмайтын арнайы дайындықты қажет етеді. Сондықтан ғылыми – әдістемелік проблема бар-оқушыларды физикалық олимпиадалардың эксперименттік турларына қатысуға арнайы даярлау жүйесін құру қажеттілігі.

Қазіргі уақытта оқушыларды шығармашылық эксперименттік физикалық мәселелерді шешуге дайындаудың тұтас жүйесі жоқ. Осы себептен оқушыларды физика олимпиадаларының эксперименттік турларына қатысуға дайындау үшін әдістемелік әзірлемелер жасау міндеті өте өзекті болып табылады.

Тақырыптың өзектілігі. Физиканы зерттеу тек нақты білім беріп қана қоймай, жеке тұлғаны дамытатыны жалпыға ортақ.

Осыған байланысты эксперименттік тапсырма ерекше маңызға ие, ол қажет болған жағдайда қызметтің екі түрін де қамтиды. Есептерді шешудің кез-келген түрі сияқты, ол ойлау процесіне ортақ құрылым мен заңдылыққа ие. Эксперименттік тәсіл бейнелі ойлауды дамыту мүмкіндіктерін ашады.

Эксперименттік тапсырма, олардың мазмұны мен шешу әдістемесіне байланысты, әмбебап зерттеу дағдылары мен дағдыларын дамытудың маңызды құралы бола алады: зерттеудің белгілі бір модельдеріне, эксперименттің өзіне, ең маңызды нәтижелерді бөліп көрсетуге және тұжырымдауға, зерттелетін пәнге барабар гипотеза жасауға және оның негізінде физикалық және математикалық модель құруға, эксперименттің нақты үлгілеріне сүйене отырып эксперимент жасау. есептеу техникасын талдауғада байланысты болады. Оқушыларға арналған физикалық тапсырма мазмұнының жаңалығы, эксперименттік әдістер мен құралдарды таңдаудағы өзгергіштік, физикалық және математикалық модельдерді әзірлеу және талдау кезінде ойлаудың қажетті тәуелсіздігі шығармашылық қабілеттерді қалыптастырудың алғышарттарын жасайды.

Осылайша, оқушыларды физика олимпиадаларының эксперименттік турларына қатысуға дайындау үшін базалық оқу-әдістемелік жиынтығын әзірлеу және құру дамушы және тұлғаға бағытталған оқыту тұрғысынан өзекті болып табылады.

Зерттеу нысаны-жоғары сынып оқушыларын оқыту процесі.

Зерттеу пәні-интеллектуалды қабілеттерді дамытуға, зерттеу тәсілін, оқушылардың шығармашылық белсенділігін қалыптастыруға бағытталған физика бойынша эксперименттік тапсырмалар жүйесі.

Зерттеудің мақсаты-физика бойынша эксперименттік тапсырмалар жүйесін әзірлеу.

Зерттеу мақсатына сүйене отырып, келесі міндеттер қойылды:

1. Мектептегі физика курсындағы эксперименттік тапсырмалардың рөлі мен маңыздылығын анықтаңыз (педагогикадағы, психологиядағы және физиканы оқыту әдістемесіндегі экспериментті анықтау).

2. Мектептегі физика курсында эксперименттік тапсырмаларды қолдану бойынша бағдарламалар мен оқулықтарды талдаңыз.

3. Анықтаушы эксперимент деңгейінде педагогикалық эксперимент жүргізу әдістемесінің мәнін ашыңыз.

4. Жалпы білім беретін бейіндегі 9-11 сынып оқушылары үшін физика бойынша олимпиадалардың эксперименттік турларына қатысуға оқушыларды даярлау үшін базалық оқу-әдістемелік жиынтығын әзірлеу және жасау.

Эксперименттік тапсырмалардың 9-11 сынып оқушыларының танымдық қабілеттерін, зерттеу дағдыларын және шығармашылық белсенділігін дамытудағы құрал ретіндегі рөлін анықтау Жұмыстың ғылыми жаңалығы мен теориялық маңыздылығы болып табылады.

Зерттеудің теориялық маңыздылығы эксперименттік тапсырма бойынша оқу процесін жобалау және ұйымдастыру технологиясының әдістемелік негіздерін дамыту және тұлғаға бағытталған оқыту құралы ретінде әзірлеу және негіздеу арқылы анықталады.

Қойылған міндеттерді шешу үшін келесі әдістер жиынтығы пайдаланылды:

- психологиялық-педагогикалық әдебиеттерді теориялық талдау және салыстырмалы әдістер;

- теориялық талдау нәтижелерін бағалауға жүйелік тәсіл, абстрактіліден нақтыға көтерілу әдісі, теориялық және эмпирикалық материалдың синтезі, мазмұнды жалпылау әдісі, шешімдердің логикалық-эвристикалық дамуы, ықтималды болжау, болжамды модельдеу, ойлау эксперименті.

Базалық оқу-әдістемелік жиынтықтың құрамы мен мақсаты

Әзірленген ОӘК оқушыларды физикалық олимпиадалардың эксперименттік турларына қатысуға кешенді дайындауға арналған. ОӘК әдістемелік және техникалық бөлімнен тұрады. Әдістемелік бөлімге экспериментті дайындау және жүргізу бойынша әдістемелік нұсқаулармен бірге жүретін тапсырмаларды сипаттау жиынтығы, ал эксперимент жүргізу үшін қажетті техникалық жабдыққа сәйкес құрастырылған жабдықтар кіреді. БОӘЖ техникалық бөлігі эксперименттік міндеттер кешенін құрайды.

Әр тапсырманың сипаттамасы келесі бөлімдерді қамту қажет.

негізгі ұғымдар мен заңдар;

тапсырманы қою (тапсырманың шарты және тапсырманы шешу үшін ұсынылатын жабдықтардың тізімі);

теориялық негіздері;

эксперимент барысы (эксперимент жүргізудің егжей-тегжейлі алгоритмі);

нәтижелерді өңдеу;

бағалау критерийлері;

әдістемелік нұсқаулар;

бақылау деректері.

Әдістемелік нұсқаулар экспериментке дайындық кезінде мүмкін болатын қиындықтардан сақтандырады. Бағалау критерийлері оқушы жасаған жұмыстың барлық элементтерін объективті бағалауға мүмкіндік береді. Ұпайларды бөлу физикалық олимпиадалардың эксперименттік турларын өткізуде қолданылатын бағалау жүйесіне мүмкіндігінше жақын. Міндеттердің сипаттамасы мен әдістемелік ұсынымдар барлық міндеттерді орындаудың теориялық негіздерін, эксперименттік қондырғыларды құрастыру процесінің сипаттамасын, эксперименттердің нәтижелерін өлшеу және талдау әдістемесін, бақылау өлшемдерін және жұмыстарды бағалаудың мүмкін өлшемдерін қамтитын бірыңғай оқу-әдістемелік құралға жинақталған (оқу-әдістемелік құралдың макеті 1-қосымшаға орналастырылған). Оқу-әдістемелік құралды құру кезінде ақпаратты мүмкіндігінше егжей-тегжейлі баяндау мақсаты көзделді. Негізгі бағдар - бұл оқу құралын оқушылар мен мұғалімдердің өз бетінше пайдалану мүмкіндігі. Жинақтың құрамына кіретін міндеттер кешені "классикалық" олимпиадалық міндеттердің негізін қалаған идеялармен танысуға және осындай міндеттерді сәтті орындау үшін қажетті барлық негізгі дағдыларды дамытуға мүмкіндік береді. Кешеннің міндеттері жабдықты "стандартты емес" қ

Эксперименттік міндеттер кешені

Атқарылған жұмыстың нәтижесінде жалпы физика (механика, молекулалық физика және термодинамика, электр және магнетизм, оптика) мектеп курсының негізгі бөлімдерін қамтитын эксперименттік есептер кешені әзірленіп, құрылды. Ол 46 эксперименттік тапсырманы қамтиды.

Төменде осы тапсырмалардың тізімі берілген.

Механика

1.Гидрометр көмегімен судың тығыздығын өлшеу.

2.Иінтірек ережесін үйрену.

3.Сырғанау үйкелісін зерттеу.

4 Мүлдем серпімді емес соққыны зерттеу.

5 Жіптің цилиндрге үйкелуін зерттеу (Эйлер формуласы).

6 Математикалық маятникті зерттеу.

7.Байланысқан тамырлардағы сұйықтықтың ауытқуын зерттеу.

8 Көлбеу шұңқырдағы доптың қозғалысын зерттеу.

9 Иілу деформациясын зерттеу.

10 Бұралу деформациясын зерттеу.

11 Тұтқыр сұйықтықтың ағымын зерттеу.

12 Механикалық "сұр қорапты" зерттеу.

13 Гидростатикалық "қара қорапты" зерттеу.

Молекулалық физика және термодинамика

1 Өсімдік майының тығыздығын өлшеу.

2 Еріген қардағы су мен мұздың арақатынасын өлшеу.

3 Жылу сыйымдылығын өлшеу.

4 Жеңіл балқитын заттың кристалдануының меншікті жылуын өлшеу.

5 Газ заңдарын қолдана отырып температураны өлшеу.

6 Жылу алмасу процесін зерттеу.

7 Шар ішіндегі қысымның көлемге тәуелділігін зерттеу.

8 Жұқа пленкаларды зерттеу.

9 Судың беттік керілу коэффициентін өлшеу.

10 Жылу қозғалтқышының пайдалы әсерін өлшеу.

Электр және магнетизм

1 Амперметр мен вольтметр көмегімен қарсылықты өлшеу.

2 Айнымалы резисторды зерттеу.