Физика сабағында компьютерді пайдалану

Ф-ОБ-001/035

бағдарламалау жүйелерінен құралатын бағдарламалық жасақтама көмегімен жұмыс істейді.                                                         Жүйелік бағдарламалардың негізгісі компьютердің мәліметтерді өңдеу жөніндегі барлық жұмысын ұйымдастыратын, компьютердің барлық құрылғыларын басқаратын, компьютер құрылғылары және адам мен компьютер арасында мәлімет алмасуды жүзеге асыратын амалдық жүйе.Дербес компьютерлерді желіге біріктіруге болады, бұл ондаған,   тіпті жүздеген пайдаланушыларға оңай ақпарат алмасып, бір мезгілде  ортақ деректер қорына қол жеткізе алуға мүмкіндік береді. Электронды пошта құралдары көмегімен компьютерлерді пайдаланушылар телефон тораптары арқылы басқа қалаларға мәтіндік және факсимилді хабарламалар жөнелтіп,     ірі мәліметтер банктерінен ақпарат ала алады. 
Компьютерге қажетті бағдарламалық жасақтамалар мен қосымша құралдарды орнатып, сіз одан өзіңізге жұмыста таптырмайтын көмекші жасап ала аласыз.        Компьютердің қолданылу аясы шектелмеген десе де болады. Түрлі мамандық иелері қазіргі таңда компьютерді жұмыс істеу үшін аса қажет аспап ретінде қарастырып отыр. Компьютерлердің көмегімен күрделі әрі зиянды өндіріс үрдісін автоматты түрде басқару жүзеге асырылады, түрлі агрегаттардың үздіксіз жұмыс істеуі қамтамасыз етіледі, көп рет қайталанатын амалдар орындалады, компьютерлік жаттықтырушылар көмегімен кадрларды кәсіби қайта даярлау жүргізіледі және басқа да көптеген жұмыстар атқарылады.      Компьютерді медицинада қолдану науқастарды тіркеуге, сырқат барысын бақылауға мүмкіндік беріп, алдын ала қарауды жүзеге асырып, нақты диагноз қоюға көмектеседі. Intenet желілері дәрігерлерді соңғы ғылыми және тәжірибелік жетістіктерден хабардар етіп, науқастарға қажетті донорлық мүшелер жөнінде хабарламалар алмасу үшін қолданылады.   Ғалымдар компьютерді күрделі және қымбатқа түсетін тәжірибелердің үлгісін жасау үшін қолданады. Бұндай жобаға кез келген өзгерістерді енгізіп, нәтижесін монитор бейне бетінен бақылауға мүмкіндік бар. Бұндай техника виртуалды тәжірибелер жүргізіп, зерттеу нәтижелерін математикалық өңдеуге мүмкіндік береді, осының арқасында уақыт та, қаражат та үнемделеді.             Компьютер көмегімен қаржылық есептемелер жүргізу – бұл оның банк ісінде қолданылуының бір мүмкіндігі ғана. Қуатты есептеуіш жүйелер чектерді өңдеу, әрбір салымның өзгерістерін тіркеу, салымдарды қабылдау және беру, несиелерді рәсімдеу және салымдарды бір есеп шоттан екіншісіне, бір    банктен өзге банкке ауыстыруға мүмкіндік береді. 
            

 

Ф-ОБ-001/035

Сауда-саттық ісінде компьютерді  қолдану сатып алушылармен есеп айырысуды жылдамдатып қана қоймай, сатылған және қолда бар   тауарлар санын бақылап отыруға, сатып алушылар, жабдықтаушылар      жөнінде автоматтандырылған мәліметтер базасын жүргізуге және т.б. көптеген жұмыстарды атқаруға көмектеседі. Компьютер тұрмыста да көптеп көмек көрсетеді: бос уақытты  қызықты етіп өткізуге, электронды пошта арқылы достармен және туыстармен қатынас жасауға, Intenet арқасында жаңалықтарға қол жеткізуге, үйдегі бухгалтерияны жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Компьютермен жұмыс жасай отырып, оқушы кез келген тапсырманы аяғына дейін орындау мүмкіндігіне ие болады. Себебі, оған қажетті көмек көрсетіліп отырады. Егер тиімді оқытатын жүйелер пайдаланылса, оған тапсырманың шешімі де түсіндіріліп, тиімді және тиімсіз жүрістер талқыланады. Қарастырылып отырған мәсленің тәжірибелік маңызын аша отырып, өзінің ақыл – ойын пайдалануға, кез келген сұрақ қойып, кез келген шешім жолын айтып, нашар баға алудан қорықпауы мүміндік беретін компьютер оқуға деген дұрыс көз қарас қалыптастырады.  Физика сабақтарында компьютерлік техниканы пайдалануға мүмкіндік мол. Бұл оқушылардың пәнге деген қызығушылығын арттыруға, олардың ой – танымын кеңейтуге, өз бетінше шығармашылықпен, ізденімпаздықпен жұмыс жасауына мүмкіндік береді. Олардың бірі- компьютердің көмегімен физикалық есептерді шығару.  Физикалық есептерді шығаруда компьютерді пайдалану өте қолайлы. Программалау тілдері арқылы әр есепке бағдарламалар құруға болады. Бұл бізге бір есептегі физикалық шамаларға әр түрлі мәндер бере отырып, бірнеше нәтижелер алуымызға мүмкіндік береді. Оқушы күрделі немесе жеңіл алгоритм бойынша шешіп, нәтижесін көргенде, шығармашылығы, қызығушылығы одан әрі арта түсіп, физикалық құбылыстарды, заңдарды жетік түсіне алады. Есеп шығару- оқушылардың ой- өрісін дамытудың негізгі құралы, алған теориялық білімді іс жүзінде қолданудың жолы. Олар физикалық құбылыстар мен заңдарды тереңірек және берік меңгеруге, логикалық ойлаудың дамуына, игерген білім негіздерін өзара байланыстырып қолдана білуге үйретеді.Оқу процесінде, әдетте, физикалық есептер онша үлкен қиындықтар тудырмайды, ол жалпы алғанда логикалық тұжырымның көмегі арқылы физиканың заңдары мен әдістері негізінде математикалық есептеулер мен эксперименттің көмегімен шығарылады. Әйткенмен, мұндай сабақты, әдістемелік тұрғыдан алғанда дұрыс құру және өткізу біршама күрделі .

 

 

      

 

 

 

Ф-ОБ-001/035

 

Оқыту барысында ЭЕМ  физика мұғаліміне физикалық есептеу  экспериментіне жиірек сүйенуге, қандай да бір физикалық шамалардың арасындағы байланысты көрнекті түрде көрсетуге, оқытудың қолданбалы бағытталуын күшейтуге себептесетін физика – техниканың мазмұндағы есетердің тереңірек зерделеуге мүмкіндік береді.

Жалпы алғанда ЭЕМ – ді мүмкіндігінше тек қажетті кезде ғана пайдалануды керек. Физика есептерін шығаруда 10 – 20 % - не ғана ЭЕМ – ді тиімді пайдалануға болады. Ондай есептерге төмендегілер жатады:

а) Белгілі формулалар бойынша көп қайталап есептеу  жүргізуді талап ететін есептер.

ә) Физикалық процесті модельдегенде трансцендентті немесе жоғары дәрежелі теңдеулермен өрнектелетін есептер.

Бұндай есептерде әр түрлі сандық әдістерді пайдалануға  тура келеді. Әдетте, сандық әдістердің көбі бірнеше рет қайталап есептеуді  талап етеді.

б) Физикалық прпоцестерді модельдегенде, кейбір құбылыстарды сөзбен түсіндіру, көзбен көру қиын болатын  есептер .

Компьютерді пайдаланып есеп шығару процесін шартты түрде  бірнеше кезеңдерге бөлуге болады:

- есептің қойылуы;

- математикалық модель құру;

- алгоритм құру;

- компьютерде бағдарламалау; 

- алынған нәтижелерді  талдау.

Әр түрлі есептердің қиындықтарына қарай бұл кезеңдер әр түрлі қолданылуы мүмкін.

Физикалық есептер зерттеу  сипаттары мен әдістеріне байланысты физиканы оқыту әдістемесінде сапалық және сандық есептер болып бөлінеді. Олардың әрқайсысын компьютерді қолдану арқылы мектептердің 11 – сынып оқушыларымен өткізілген кезекті дәрістерінен мысал келтіре отырып жеке – жеке қарастырайық.

Сабақ барысында оқушалар шығармашылық қаракеттің мынадай түрлері жасады: шығарылу жолы қиын және күрделі есептердің алгоритмін түзді; бағдарламасын құрап, ЭЕМ арқылы шешті. Алгоритм ЭЕМ – ге түсінікті арнайы тіл – Visual Basic бағдарламалау тілінде жазылды.

1. Сандық есептер. Есептердің  бұл түрі математикалық есептеудің қажет етеді. Дұрыс іріктеп алынған жағдайда мұндай есептер оқушылардың бойында ұтымды білімнің қалыптасуына ықпалы тигізеді.

2. Сандық есептерге  қарапайым жәй есептер , жаттығу  есептер , көбінде үйге берілген  тапсырмада формуланы есте сақтауға көмектесу үшін қажетті өлшем бірліктерінің мәліметтеріне есептің мәндерін қойып шығаруға үйретуге арналған есептер жатады.

Шығарылу тәсіліне қарай  сандық есептер: ауызша, экспериментальдық, есептеу және графикалық болып бөлінеді.

Ф-ОБ-001/035

 

а) Есептеу есептерін шығару бағдарламаның көптеген тақырыптарын жете түсініп, практикалық тұрғыдан бекіту үшін қажет. Мысал келтірейік.

 

Есеп № 1. Сутегі атомының жұтылу спектірінің алғашқы бес сериясындағы сегіз сызықтан тұратын толқын ұзындығының мәнін 0.1 нм дәлдікке дейін табыңдар.

 

Сутегі атомының жұтылуы  сызығының толқын ұзындығы:

Ф-ОБ-001/035

  Халықаралық бірліктер  жүйесі бойынша Ридберг тұрақтысы  R = 1,097373*10⁷ м^-1;  n = 1,2,3, ...; берілген n үшін m n + 1, n +2, n + 3, және т.б

 

Private Sub Command 1 – Click ()

R = 0.01097373

For N = 1 To 4

Print “N =”; N

For M = N +1 To N+6

X=R*(1/(N ^ 2)-1/(M ^2))

Print Tab (5); “M=”; M; “L=’’; 1/X

Next M

Next N

End Sub

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф-ОБ-001/035

Мектептепте оқыту процесінде жаңа ақпараттық педагогикалық технология элементтерін, соның ішінде, ЭЕМ-сын пайдалану қазіргі кездегі негізгі талаптардың бірі.

 

Оқу процесінде машиналы графиканы пайдалана отырып , кейбір физикалық процестерді демонстратциялап көрсетуге, қазіргі ақпараттарды программалау (бағдарла-малау) технологиясын меңгере отырып, физиак есептерін программалау арқылы шығаруға болады.

Visual Basic, Q Basic тілдерін  пайдаланып, шығаруы күрделі, көп  уақытты қажет ететін, бірнеше  рет қайталап есептеуді қажет  ететін есептерді компьютердің  көмегімен тез орындауға болады. Нәтижесінде өте жоғары дәлдікпен есептелген есептің нәтижесін аламыз.

 Төменде келтірілген  программалау арқылы компьютерде  есептелген есептердің түрін  көруге болады.

А.П. Рымкевичтің «Физика  есептерінің жинағы» кітабы бойынша N486 N497 есептердің программасын қарастырайық.

 

Есеп  № 2

 

Ауаның абсолют температурасы  Т және әр түрлі h биіктік тегі стандарт атмосфераның қысымы P екенін біле отырып:

1. Молекулалардың ілгерілемелі қозғалысынын орташа кинетикалық энергиясын (Е);
2. Молекулалардың п концентратциясын (п)
3. Ауаның р тығыздығын (R о)
4. Орташа квадраттық жылдамдығын (v) анықтандар. Есептің кейбір мәндері кесте арқылы берілген

N	h, км	Т, К	Р, 103Па
1	0	288	101
2	0,5	285	95,6
3	1	282	89,9
4	2	275	79,4
5	5	256	54,0
6	10	223	26,5

 

Бұл есептің программасы төмендегідей:

10. REM Е, п, Ro, v мәндерін есептеу 20 PRINT «Ауа молекулаларының қозғалыс мәндерін есептеу»

30 Mr = 32: mc =1995 E – 26: r=1. 38E – 23

40 IUPUT ‘‘биіктік үшін’’=’’: PRINT

50 IUPUT P, T

60 LET E=3*K*T/2

70 LET n –P /(K*T)

Ф-ОБ-001/035

80 LET Ro=( P*Mr *mc) /(12*K*T)

90 LET v= SQR (12*3*P)/( Mr*mc* n)

100 PRINT «кинеикалық энергия  »;

‘‘Т - ’’ Е

110. PRINT «молекулалық концентардциясы »

 ‘‘n=’’n

120 PRINT «ауа тығыздығы  » ‘‘Ro=’’R

130 PRINT « орташа жылдамдық  » ‘‘ v=’’v

140 END

Программамен жұмыс істей отырып, әр түрлі биіктіктегі ауа молекулаларының әр түрлі мәндерімен қосымша, жәй күлерін оңай салыстырып анықтаймыз. Алған нәтиже арқылы шамалар мен құбылыстардың физикалық мағынысын түсінеміз.

Компьютерді пайдаланып есептер шығару оқушылардың бойында оны игеру дағдыларын арттырып, логикасын дамытуға мүмкіндік ашады, оқушының ынтасымен белсенділіген арттырады, уақытын үнемдеуге мүмкіндік алады.

Оқушыларға терең де сапалы білім берудің бір әдісі  компьютерді пайдалану тәсілі деп  нық айтуға болады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф-ОБ-001/035

 

II-тарау.Физика сабақтарында компьютерді қолдану әдістемесі

 

2.1. Физика курсындағы  компьютерді қолдануды оқытудың  мазмұны

 

ХХ ғасыр аяғындағы  адамдардың өмірін компьютерсіз елестету мүмкін емес. Компьютердің адам өмірінің барлық саласын қамтығаны соншалық, олардың көмегінсіз көптеген нәрсені есептеу, шешу кейде мүмкін емес сияқты. ЭЕМ–дер мен компьютерлердің адамзатқа берер көмегі сансыз: есептеу, шығару, ақпараттарды қабылдау, өңдеу, сақтау, жеткізу т. б. Оның үстіне бұлардың барлығының сондайлық тез жылдамдықпен іске асырылуы ЭЕМ құралдарының маңыздылығын одан сайын арттыра түседі. Компьютерлік техника осы ғасырда қатты дамыды. Мұндай даму барысы, сөз жоқ, барлық салалардың да оған ілесуін қажет етеді. Бұл процестен әрине, физиканы оқыту ісі де артта қалмауы тиіс екендігі белгілі.

Физика – техниканың дамуындағы негізгі ғылымдардың  бірі.

Технология – ғылымның практикалық қолданылуы. Қазіргі  заманда дүниежүзінің негізі – технология. Ол адамның сана-сезімімен, білімді де тәжірибелі ақыл-ой парасаттылығымен жеткен үлкен жетістігі. Яғни ғылым, прогресс болып табылады.

Физиканы оқытудың дәстүрлі әдістемесіндегі техникалық құралдарды қолдану қатарына компьютерді қолдану  мәселесі енді. Оның үйлесімді жолдары  болатыны сөзсіз. Міндетіміз де осы айтқанмен байланысты, яғни сол үйлесімді жолдарды тауып, физиканы оқыту әдістемесіне оларды енгізіп, сабақтың неғұрлым сапалы өтуін , оқушылардың сабақты оқуға деген ынтасын арттыру болып табылады.

Компьютерлерді қолданудың алуан түрлілігіне қарамастан, есептеулердің басты мақсаты сандар емес, түсіну. Компьютерді қолданудың барлық үш әдісі, есепті сандық түрде шешу үшін біраз жеңілдететін жуықтауларды талап етеді. Сонымен қатар, компьютерлер эксперименталдық физикада маңызды құрал болып табылады. Олар лабораториялық эксперименттің барлық фазаларымен  байланысты болады, аппаратураны жобалаудан, эксперимент кезінде осы аппаратураны жүргізуден мәліметтерді жинаумен оларды анализдеуге дейін.

Дербес компьютерді  физика сабағында пайдалану- физика пәнін

оқыту жүйесін өзгертеді. Яғни, компьютерді физика сабағында қолдану студенттердің информациялық мәдениетін қалыптастыруға, оқытылатын құбылыстар мен процестердің мәнін терең оқып игеруге,ЭЕМ негізінде одан әрі қарай жоғары өнімді әдістермен іс-әрекет құралдарын қолдануға, психологиялық даярлану және көңіл аударуға мүмкіндік туғызады.

Жинақталған тәжірибелерден алынған қорытындыдан біз ЭЕМ-ді физиканы оқытуға пайдаланудың негізгі принциптерін айқынададық:

 

Ф-ОБ-001/035

 

1. ЭЕМ-ді тек нақты экспериментті толықтыру үшін пайдалану керек, студенттерге кажетті біліктілік пен дағды, құралмен жұмыс жасаған кезде ғана беріледі. Физика кабинетінде қондырғыларды пайдаланып эксперимент жасауға мүмкіндік болмаған жағдайда, физикалық процестерді компьютерде модельдеу қажет.

2. Студентттердің экранның жылтылынан жәш эмоцианалдық кернеуден көру органдары мен жүйке жүйесіш шамадан тыс әсер етпейтіндей етіп жұмыс жасағанда, дисплейді дозамен пайдалану.

3. Физика курсында  студенттерді электрондық есептеу техникасының физикалық негіздері мен жұмыс принциптерін жоспарлы және жүйелі түрде таныстыру.

Компьтотерлік зертханалық  жұмыстарды орындауға процестер мен құбылыстарды таңдаған уақытта екі негізгі ұстанымға негізделген жөн:

1) егер жұмыс компьютердің көмегінсіз нақты орындалатын болса (көп шыұын келтірмей және көп уақытты қажет етпесе), ол ақиқат орындалуы тиіс;

2) компьютерлік жұмыстардың саны біртіндеп көбейтіп, күрделендіру қажет.

 

2.2. Физика курсындағы  компьютерді қолданудың әдістемесі