Физикалық есептер, олардың классификациясы және шығару тәсілдері

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

ЛЕКЦИЯ №1 Оқу тобы: 110-17 Өту уақыты: 01. 09. 2020ж. 8. 30

Тақырыбы:

Кіріспе. Физикалық есептер, олардың классификациясы және шығару тәсілдері.

1. 1. Физикалық есеп, физикалық есептерді талдау.

1. 2. Физикалық есептердің классификация-лануы. Физикалық есептерді шығару

тәсілдері.

Мақсаты: Физикадан есептер шығару оқушылардың алған білімін бекітуге, ойлауын дамытуға, физикаға қызығуын артыруаға, проблемалық оқытуға жағдай жасауға қолданылуын түсіндіру және физикалық есептердің классификациясын беру, оларды шығару әдістемесін түсіндіру.

Жоспары:

Есептер шығарудың маңызы, олардың оқу үрдісіндегі орны.
Есептердің классификациясы.
Есептер шығарудың әдістері.
Физика есептерін шығару кезіндегі оқушылардың өзіндік жұмыстары.

Есептер шығарудың маңызы, олардың оқу үрдісіндегі орны .

Физика пәнінен есеп шығару - оқу үрдісінен бөліп алуға болмайтын бір бөлігі болып табылады, себебі ол физикалық ұғымдарды қалыптастыруға, оқушылардың физикалық құбылыстарды оқып -үйренуіне, ойлау қабілетін дамытуға, білімдерін нақтылауға, оны практикада қолдана білуге үйретуде маңызы зор. Есептер шығару физикалық заңдарды оқып- үйренуде, тереңірек және нақты білім алуға, алған білімдерін берік меңгеруге, логикалық ойлау қабілетінің дамуына, белсенді болуына, физика пәніне деген қызығушылығын арттыруға, алға қойған мақсатқа жетуде табаңдылыққа, өзіндік жұмыс істеу, өз бетімен білім алу дағдысына ие болуға көмектеседі. Есептер шығаруды мына жағдайларда қолданады:

а) проблемалық ситуация туғызуда;

ә) жаңа мәлімет беруде;

б) практикалық іскерлік пен дағдыларды қалыптастыруда;

в) білімін(нақтылығын және тереңдігін) тексеруге;

г) бекітуге, материалды қайталауға;

д) техникалық құрылғылардың жұмыс істеу принциптерін түіндіруде;

е) оқушылардың шығармашылық ойлау қабілетін жетілдіруде.

Физика есептерінің оқу үрдісін ұйымдастыруда алатын орны ерекше. Оқушыларға есептерді шыгартып үйретудің мынандай тәсілдерін беруге болады.

Мұғалім есепті оқып, талдау жасап, әр түрлі сұрақтар беру арқылы сыныпты есеп шығаруга жұмылдыра отырып, тақтаға есепті өзі жазып, берілгенін жазып көрсетеді. Мұндай тәсіл жаңа сабақты түсіндіріп болғаннаи кейін қолданылады. Мұғалім орташа қиындықтағы есепті таңдап алғаны дұрыс.
Есепке талдау жасап талқылау мұғалімнің басшылығымен бүкіл сынып болып талқыланып, одан кейін бір оқушыны тақтаға Ішығарьп, қалғандары орындарында шығару. Мұнда тақтаға орташа оқитын оқушыны шығарғаны дұрыс. Себебі жақсы оқитын оқушы есепті тез шығарады да, қалғандары оғанг ілесе алмайды, ал нашары тіптен шығара алмайды.
Мұғалім қандай есепті шығару керектігін айтады, оқушылар оны өзінше орындайды. Мұнда мұғалімнің әр есептің түріне қарай кететін қателерге кеңес беріп отырғаны жөн. Мұнда оқушыларға әр деңгейдегі есеп карочкаларын жасап, өздік жұмысты сол арқылы орындаса да болады.

Бұл үш тәсілден басқа есепті шығаруды сыныптан тыс уақытта физикаға қызығатын оқушылардың есеп шығару үйірмесін ұйымдастыру арқылы шығаруға болады.

Физика есептерінің классификациясы

Физика есептерін: мазмұнына байланысты; берілу тәсіліне қарай; шешу тәсіліне қарай классификациялауға болады (2- кесте) . Есептердің осы түрдегі классификациясының өзі шартгы түрде, кейде бірдей есептер классификациялау тәсіліне қарай түрлі топтарға жатқызылуы мүмкін.

Мазмұнына қарай физикада есептерді механика, молекулалық физика, электрдинамика т. б. больп бөлінеді. Олар мәтінмен, суретпен, графикпен және сапалық-сұрақ есептермен берілген. Бұл есептер физиканы оқыту әдістемесіндегі қолданылуына, қиындық деңгейіне қарай бөлінеді. Олар жеңіл (жаттығу), орташа және қиын, шығармашылық болып бөлінеді, Жеңіл есептер немесе жаттығу есептері деп бір немесе екі формула қолданып шығаратын, жеңіл тәжірибе жасау арқылы шығарылатын есептерді айтады. Бұл есептерді материалды бекіту үшін қолданады. 2- кесте

Физика есептері: Мазмұнына қарай:

Физика есептері:Мазмұнына қарай::

а) механика

ә) молекулалық физика және термодинамика

б) электродинамика

в) кванттық физика

Физика есептері:Мазмұнына қарай:: Берілу тәсіліне қарай

а) мәтінмен берілген

ә) суретпен берілген

б) графикпен берілген

в) сұрақ есептер

Физика есептері:Мазмұнына қарай:: Қиындығына қарай

а) жаттығу

ә) орташа

б) қиын

в) шығармашылық

Физика есептері:Мазмұнына қарай:: 4. Шыгару әдісте-месіне байланысты

а) сапалық

ә) есептеу

б) эксперименттік

в) графиктік

Орташа және қиындау есептер деп бірнеше формуланы, кейде бір тараудағы формулаларды немесе бірнеше бөлімнің формулаларын қолданып шығаратын есептер мен белгілі бір дағдыны керек ететін эксперименттік есептерді айтады. Мұндай есептерді толық тарауды немесе бөлімді қайталанған кезде, оқушылардың білімін нақтылап тереңдету үшін шығарған дұрыс.

Шығармашылық есептердің өзі іздену (яғни, неге деген сұраққа жауап іздейтін) есептер, конструкторлық (яғни қалай жасау керек) есептер болып болып бөлінеді. Шығармашылық есептер есептер жинағында жұлдызша арқылы ерекшеленіп тұрады. Оларды сыныптағы физика пәнін жақсы оқитын оқушымен жұмыс істеген кезде, олимпиадаларға (мектептегі сынып аралық, мектеп аралық) қатысатын оқушыларға беріп, шығартып үйреткен кезде пайдалануға болады.

Есептің берілу тәсіліне қарай (4 түрге бөледі) мәтінді, графиктік, сұрақ-есептер, сурет-есептер болып бөлінеді. Мұндай бөлінудің өзі шартты түрде, себебі кей есептер суретімен, графиктерімен қоса жүреді.

Есептер шығарылу әдістемесіне байланысты сапалық, сандық немесе есептеу-есептері, графиктік, эксперименттік болып бөлінеді. Мүндай бөліну қажетті және маңызды, себебі мұғалімнің оқушылардың математикалық дайындықтарына қарай есеп таңдауына көп септігін тигізеді.

Сапалық есептердің физикалық құбылыстар мен зандылықтарды оқып үйренуде маңызы өте зор. Мысалы, тербелісті оқып үйренгенде:

Алтыбақанға бір адам емес, екі адам отырса тербеліс периоды өзгере ме?
Серіппедегі дененің массасын екі есе арттырсақ, оның тербеліс периоды қалай өзгереді? 3. Егер де дене бекітілген серіппені қатаңдығы бұрынғыдан екі есе артық серіппемен ауыстырсақ, дененің тербеліс периоды қалай өзгереді? -деген сапалық есептерді шығару арқылы тербеліс периодын анықтауға берілген формулаларды оқушылардың естерінде қалдырып, бекітуге болады. Әрі олар оның практикада күнделікті өмірде қолданылуымен танысады.

Сапалық есептердің ерекшелігі мұнда оқушылардың ойын жинақтап, белгілі бір физикалық құбылыстардың мағынасын ашуға көмектеседі. Оларды логикалық ойлау арқылы физиканың заңдылықтарына сүйене отырып шығарады. Мысалы: суға көлемдері бірдей мыс және алюминий кубтар батырылған. Осы кубтарға шама жағынан бірдей кері итеруші күштер әсер ете ме? Есептеу есептеріне тән қасиет берілген сұраққа жауапты, тек математикалық амалдарды қолдана отырып табуға болады. Мұндаи есептерді көбінесе жоғарғы сыныптарда қолданады. Шығарылудағы математикалық тәсілдерді қолдануға байланысты есептер арифметикалық, алгебралық, геометриялық болып бөлінеді. Осылардың ішінде көп қолданылатыны - алгебралық. Есептеу есептері физикада жиі кездеседі. Соның ішінде шамалардың сан-мәнімен берілген есептер көп. Қазіргі кезде есептегіш құралдардың көптігін ескерсек, мұндай есептерді шығару көп қиындық туғызбайды. Әйтседе физика пәнінің мүғалімдері таза физикалық есептерді (шамалардыңщ сан-мәндері берілмеген есептер) уақыт үнемдеу үшін көптеп шығарылғаны дұрыс. Мысалы:

Сыйымдылықтары С1, және С2жазық айырымына дейін зарядталған (U1≠ U2) . Осы конденсаторларды параллель қосқан кезде олардың электрстатикалық энергиясы кемитіндігін көрсетіңіздер. Неге олай болады?
РадиусыRжәне сыну көрсеткіпгіпмөлдір шарға бір диаметрінің бағыты бойынша жіңішке параллель жарық шоғы түседі. Жарық шоғы шар центрінен қандайfқашықтықта қиылысады?
Қатандығыkсеріппеге ілінген массасытдене құлайды да ыдыста қалады, яғни оның ыдыс түбіне соғылуын абсолют серпімсіз деп есептеуте болады. Ыдыс пен дене тербеле бастайды. Тербеліс амплитудасын анықтаңыздар (1-сурет) .
Массасыm, температурасы Т болатын бір атомды идеал газдың ішкі энергиясын есептеп табындар.

Мұндағы төртінші есепті идеал газдың ішкі энергиясы тақырыбын оқыи үйренгенде, жаңа материалды өткен кезде, яғни жаңа сабақты түсіндіруге қолдануға болады.

Эксперименттік есептерді шығару үшін, арнаулы құрал-жабдықтардың көмегімен тәжірибе жасап, нәтижесінде алынған шамалар арқылы есеп шығарылады. Эксперименттік есептерді шығару үрдісінде оқушылардың қызығушылығы артып, бақылағыштығы дамып, құрал-жабдықтармен жұмыс істеу дағдылары мен икемділіктері жетіледі. Оқушылар физикалық құбылыстар мен заңдылықтарды тереңірек танып біледі.

Графиктік есептер деп график бойынша берілген есепке керекті шамаларды анықтап шығаруға болатын есептерді айтады.

Графиктік есептерді шығару үрдісінде графиктерді салу, графиктерден қажетті шамаларды тауып, есептеулерде қолдана білуге дағдыланады. Графиктерді салу, тұрғызу кезінде оқушылар физикалық шамалар арасындағы функциялық тәуелділігін түсінуге, ұқыптылыққа уйренеді, яғни олардың танымдық және политехникалық мәні өте зор.

Физиканың есептерін шығару әдістері

Физика есептерін шығаруда логикалық ойлауға байланысты - талдау (аналитический) және іріктеу (синтетический) әдісі қолданылады. Физикадағы әдістемелік оқу құралдарында талдау (аналитический) мен іріктеу (синтетический) екі тәуелсіз әдіс ретінде жиі қарастырылады. Алайда есептер шығару кезінде ойлау үрдісіндегі индукция мен дедукция сияқты бұлар да бөлінбейді, яғни екеуі де бірге қолданылады. Сондықтан да практикада талдау-іріктеу әдісі деп аталады. Бұл әдісте есептің сұрағынан бастай отырып, талдау жолымен не істеу керектігін айқындайды, одан әрі күрделі есепті жай есептер қатарына жіктейді, яғни есеп шартында бар шамаларға дейін жетеді. Одан кейін іріктеудің көмегімен, пайымдауда кері қарай жүргізіп, белгілі шамаларды пайдалана отырып және қажетгі қатынастарды іріктеп ала отырып, бірқатар есептеу амалдарын қолданып, нәтижесінде белгісізді табады. Осы айтылғандарды механикадағы көлбеу жазықшқпен дененің қозғалысына арналған мына есепті мысалға алып түсіндірейік. Егер дене көлбеу жазықтықпен қозғалған кездегі үйкеліс коэффициенті 0, 1-ге тең болса, ұзындығы 1 м, биіктігі 0, 6 м көлбеу жазықтықтың ПӘК-ін табыңдар.

Талдау әдісі

Есептің шешімі қойылған сұрақтан басталады, яғни ПӘК-нің формуласын жазамыз. Мұнда А _П - пайдалы А _Т - толық жұмысты табу керек. Ол үшін сызбада көлбеу жазықтықты саламыз (2, а-сурет) .

Көлбеу жазықтықпен массасы т дене төменнен жоғары қарай бірқалъшты қозғалады. Көлбеу жазықтық биіктігін h , ұзындығын l деп белгілейміз.

Пайдалы жүмыс А _П = тgһ, ал толық жүмыс А _Т = F _T l , мұндағы F _T - денеге жылдамдық беретін, көлбеу жазықтық бойымен бағытталған күш. Осы F _T - тарту күшін анықтайық. Ол үшін көлбеу жазықтықтағы массасы т денеге бірқалыпты қозғалған кездегі әсер ететін барлық күштерді қарастырайық. Бүл тек төмен бағытталған ауырлық күші қозғалыс бағытына кері бағытталған үйкеліс күші - Ғ _үйк , көлбеу жазықтыққа пенпендикуляр бағытталған тіректі реакция күші, сондай-ақ массасы т денені қозғалыс бағытымен бағытталған - _Т - тарту күші. (Барлық күштерді сызбада салып көрсетеміз) . F _T - тарту күшіні модулін анықтау үшін координаталар әдісін қолданамыз. Координаталар жүйесіні центрінен массасы т денені ауырлық центрімен байланыстырамыз, ал х -осін көлбеу жазықтық бойымен төмен қарай, у -осін жазықтыққа перпендикуляр жоғары қарай бағыттаймыз. у -осімен қозғалыс жоқ болғандықтан, барлық күштерді проекциясы нольге тең. (1) х -осі бойынша массасы т денені қозғалысы бірқалыпты болғандықтан, барлық күштерді проекциясы да нольге те болады.

(2) -тендеудсн _Т -күшті модулін анықтаймыз:

Бізге Ғ _үйк және белгісіз. Оқушылар үйкеліс күшінің Ғ _үйк тең екенін біледі. Демек, тіректің реакция күшін N -ді анықтау керек, оның модулін (1) теңдеуден табуға болады:

. Ал және -ны есептің берілген шамалары арқылы табуға болады: ал Соңында: Орнына сан мәндерін қойып табамыз: Есепті шешкен кезде талдау әдісінде логикалық ойлау тәртібі сақталады: Ғ _Т - күш модулін координаталар әдісімен табамыз.

Есеп шығарудың алгоритмдік әдісі

Әрбір жаңа тақырыпты өткен кезде мұғалім тақтаға бір есепті түгелдей талдай отырып, түсіндіріп, оқушыларды есеп шығаруға үйретуі керек. Соңғы кезде физиканың есептеріне алгоритмдік әдісті қолданып жүр. Алгоритмді енгізу оқушыларды қиын есептерді шығарудың жалпы әдісімен қаруландырады.

Есеп шығару үрдісі күрделі, оны мынандай кезеңдерге бөлуге болады:

Есептің берілгенін оқып, жаңа терминдердің, қиын ұғьмдардың мағынасын түсіндіру.
Есептің шартын қысқаша жазу, суреті болса салу.
Есепті талдау, физикалық мәнін, берілген есептерде қарастырылатын физикалық процестер мен заңдарды түсіну, физикалық шамалардың арасындағы тәуелділікке көңіл аударылады.
Шығарудың жоспарын құру, тәжірибе жасау, есепке керекті тұрақтылар мен кестелердің мәндерін жазу, графиктер мен суреттерге талдау жасау.
Физикалық шамаларды БХБ жүйесіндс жазу.
Ізделініп отырған физикалық шамамен берілген шамалардың арасындағы заңдылықты тауып, оны жазу.
Теңдеулерді құру және оларды шешу (қоыдырғыны жинау және оны жасау) .
Ізделініп отырған шаманы есептеу, төжірибе нәтижесіне талдау (анализ) жасау.
Алынған жауапты талдау, шығарудағы ықшамдауларды қарастыру.
Есептің басқаша шешу жолдарын қарастыру және олардың ішінен тиімдісін алу.