Құралды немесе қондырғыны өз қалпыңда көрсетуге болмайтын жағдайларда түп нұсқасының ең жақын ұқсастығы ретінде көлемдік модельді пайдаланған жөн. Модельдердің мақсаты және құрылысы түрліше болуы мүмкін. Барлық модельдер жеткілікті өлшемдермен жасалуы тиіс. Үлкен модельдердің қасиеті олардың көрнекілігінде. Машинаның ішкі құрылысын немесе қондырғыны және механизмдердің бөліктерінің өзара әсерлесулерін көрсету қажет болған жағдайларда тілік – модельдерді, мысалы іштен жану двигателінің жарып көрсетілген тілігі қолданылады.
Кинематикалық сүлбелер. Көрнекі құралдардың ерекше тобына әдетте картоннан немесе фанерадан дайындалатын кинематикалық сүлбелер және модельдер жатады. Көрнекі құралдардың бұл тобына, мысалы, сорма және үрме насостар құрлысының кинематикалық сүлбесі, шлюздер сүлбесі жатады. Кинематикалык сүлбелерге электрификацияланған сүлбелерді қосарластырады, бұлар физикалық құбылысты қозғалыста (динамикада), дамуында көрсетуге мүмкіндік береді. Алайда түрлі кинематикалық сүлбелердің үлкен маңызына және пайдасына қарамастан, мүмкін болған жердің бәрінде, физикалық кұбылыстарды, оқушылардың демонстрациялық тәжірибелерінің және зертханалық жұмыстарының көмегімен имитациялап көрсетуге ұмтылған жөн.
Иллюстративтік модельдер — макеттер. Макеттер — бұл, қозғалмалы бөліктерсіз модельдер, мәселен кристалдық тордың моделі.
Физикадан сабақ беруде макеттердің қолданылуы шектеулі. Олардың маңызын асыра бағалауға болмайды. Дегенмен, көптеген жағдайларда олар пайдалы. Мәселен, атомдық электр станцияларын оқып үйренгенде оның макетін демонстрациялау оқушыларға неғұрлым көрнекі түсінік алуға мүмкіндік береді.
Коллекциялар. Физиканың көптеген тақырыптарын оқып үйренуде әр түрлі материалдардың коллекциялары қолданылады. Демонстрациялық мақсат үшін коллекцияларды соңынан кабинетке іліп қоятын, панельдерге жасайды. Жаппай зертханалық жұмыстарға арналған коллекцияларды шағын қорапшалар жиынтығымен дайындайды. Коллекциялардың кұндылығы, объектілердің имитациясын емес, олардың натурасын қамтитындығында.
Графикалық көрнекі құралдар
Кестелер, плакаттар оқушыларды күрделі құралдардың құрылысымен, машиналар мен техникалық құрылыстардың жұмысымен және сыртқы пішінімен таныстыру үшін қолданылады. Мектептегі оқыту тәжірибесінде қабырғаға ілетін және таралып беретін графикалық көрнекі құралдар қолданылады. Кестелерде құралдардың және техникалық қондырғылардың, құрылысы мен жұмыс принципін түсіндіретін, сүлбелер көрсетілуі, сондай – ақ құралдардың немесе қондырғының сыртқы пішіні кескінделуі мүмкін.
Окушыларға қандай да бір өлшеу құралдарымен қалай пайдалану керектігін көрсететін кестелер ерекше топ құрайды. Мұндай кестелерді сабақта оқушылар өлшеу құралдарымен жұмыс істегенде іліп қояды. Бұл жағдайда олар окушыларға өлшеулерді орындау кезінде өздерінің іс - әрекетін бақылап отыруға көмектеседі.Кабинетте физикалық тұрақтылардың қабырғаға іліп қойылатын кестелері болғаны жөн және сәйкес мәселелерді оқып үйренгенде оларды іліп қойған дұрыс. Кестелер мен плакаттарды ұқыпты сақтаған жөн. Басып шығарылған құралдар сақталатын орынға тікелей күн сәулесі түсетін болмауы тиіс, өйткені жарықтың әсерімен кестелер жылдам ескіреді. Кестелерді шаңнан да сақтау керек. Осының бәрін ескере отырып, кейбір мұғалімдер кестелерді сақтау үшін көлеңкеленген қуыстарды пайдаланады немесе олар үшін шкафтардан арнайы орын бөліп қояды. Кестелерді ең жақсысы бөлімдері бойынша сақтаған жөн. Сонда керекті құралды сабақтың алдында тауып ала қоюға уақыт көп кетпейді. Монтаждар оқушыларды түрлі техникалық қондырғылармен, көлік, байланыс түрлерімен, сондай–ақ қазіргі заманғы ғылым мен техниканың жетістіктерімен таныстыруда пайдаланылады. Диаграммалар. Физикадан сабақ беруде мұғалімдер салыстыру диаграммаларын (тік төртбұрыш түріндегі, сектор түріндегі, параллелепипед түріндегі) және сызықтық диаграммаларды жиі қолданады. Салыстыру диаграммаларының көмегімен отынның әр түрінің жылу бергіштігін, заттардың меншікті жылу сыйымдылығын, механизмдер мен машиналардың пайдалы әсер кофицентін т. б. кескіндейді. Сызықтық диаграммаларды шамалар арасындағы функциялық тәуелділіктің графиктік талдауы үшін қолданады. Сызықтық диаграммаларда тәуелсіз айнымалының сан мәндерін горизонталь осьтің бойына қалаған масштабпен салады, ал оларға сәйкес функциялардын мәндерін вертикаль осьтің бойына салады.Суреттер.Сурет те сөз сияқты — нақты нәрселердің немесе құбылыстардың жалпыланған бейнесі. Оның орындалуы бәрінен де бұрын белсенді ойлау қызметіне негізделген, жай ғана «қарау» емес, сонымен бірге мәнді мен маңыздыны «көре» білу. Сурет — бұл физикалық құбылыстарды және заңдарды оқып үйрену құралы жәнеоқушылардың физикалық ойлауын өрістететін құрал. Суретті сала білу және сыза білу алуан түрлі кәсіп иелеріне қажетті политехникалық дайындықтың маңызды бір элементі. Суреттер педагогикалық процестің түрлі жақтарына игі әсерін тигізеді, жаңа материалды түсіндіруді, оқушылардан сабақ сұрауда немесе есептің шартын жазуда уақыт үнемдейді, мұғалімнің конспектісі мен оқушылардың жазғанын оқуға ыңғайлы етіп, неғұрлым көрнекі көрсетеді және тәртіптейді, материалды қайталауда еске түсіруді оңайлатады.
8.2. Физиканы оқытудағы техникалық оқу құралдарЭпипроекция. Физиканы оқытуда мөлдір емес нәрселерді проекциялау және суреттерді эпидиаскоптың көмегімен экранға проекциялау сияқты көрнекілік құралдары кең түрде қолданылады. Окулықтарда, журналдарда немесе ғылыми–көпшілік кітаптарда сабаққа керекті суреттер болса, ал репродукцияда оның үлкейтілген кескінін алу мүмкін болмаған жағдайларда эпипроекция пайдаланылады. Сондай-ақ эпипроекцияны кейбір ұсақ детальдарды және құралдарды проекциялау үшін де пайдаланады. Эпископиялық проекцияны оқушылардың физика дәптерлеріндегі жазулары мен нобайларында жіберіп алған қателерін талдау кезінде пайдаланған ыңғайлы. Ол үшін окушының дәптерін эпископтың үстелшесіне қойып, экранға проекциялайды. Кейбір мұғалімдегі бақылау жұмыстарын талдау кезінде осы әдісті пайдаланады. Бұл бүкіл сыныпқа есеп шығарудағы кемшіліктер мен артықшылықтарды көрнекі түрде көрсетуге мүмкіндік береді. Эпидиаскоптың, көмегімен үлкен өлшемді сүлбелерді дайындау онай. Бұл мақсат үшін сүлбе салуға арналған бір парақ таза қағаздыалып, оны экран ретінде тақтаға іледі, суретті не сүлбені эпидоскоптың үстелшесіне қояды да экранға проекциялайды, суреттердің қағаздағы контурларын қара карындашпен жүргізеді, одан кейін суретті (немесе сүлбені) бояумен не түсті қарындашпен аяқтап шығады. Диапроекция. Физика сабақтарында экранға мөлдір бейнелерді: диапозитивтерді, диафильмдерді және кинофильмдерді проекциялау кең қолданылады. Диопозитивтерді физика курсында пайдалану бейнелердің, сүлбелерін және алуан түрлі суреттердің қолданылу облысын едәуір кеңейтеді. Диапозитивтердің арнаулы жиынтықтары әр сыныптар үшін жеке шығарылған. Бұл жиындарға демонстрациялар жөнінде және диапозитивтерді физика сабақтарында пайдалану жөнінде басшылыққа алынуға тиіс әдістемелік нұсқаулар қоса берілген. Диапозитивтер өз күштерімен дайындалуы да мүмкін. Оларда бақылау жұмыстарының мәтіндері, жауаптарының нұсқалары берілген тапсырмалар, күрделі құралдардың сүлбелері, кестелер т. б. сабақтарға қажетті дидактикалық материал түсірілуі мүмкін. 8.3. Физика бойынша факультативтік курстар.Факультатив сабақтарының мақсаты мен маңызы. Факультатив курсының мазмұны және өткізу әдістері. Оқушылардың физика-математикалық, жаратылыстану, гуманитарлық ғылымдар бойынша білімдерін тереңдететін оқушылардың қабілеттерін жан-жақты дамытып және қызығушылықтарын қанағаттандыру мақсатында факультатив сабақтары мектептерде 1966 жылдан бастап енгізілген. Ол кезде мектептерде білім беру жүйесі де, мектептердің өздері де бірдей болатын. Сондықтан факультатив сабақтар сол кездегі саралап оқытудың жалғыз формасы болды. Ҝазіргі кезеңде факультатив сабақтары мектептегі саралап оқытудың басқа формаларымен қатар жүреді: деңгейлік және бағдарлы саралау. Оларға берілетін уақыт базистік оқу жоспарының вариативтік бөліміне енгізілген: факультатив сабақтарға оқушылар өз қалаулары бойынша курсты таңдап қатысады. Факультатив сабақтарының маңызы:
- оқушылардың қабілеттерін дамыту;- қызығушылықтарын қанағаттандыру; - оқушылардың шығармашылық қабілетерін дамыту; - оқушылардың білімдерінің сапасын арттыру;- оқушыларды қазіргі кезеңдегі ғылым мен техниканың жетістіктерімен таныстыру;- оқушыларда жалпы оқу біліктерін қалыптастыру (баян-дамаларды әзірлеп баяндау, рефераттар жазу, топпен жұмыс істеу, ақпаратпен жұмыс істеу); - оқушыларға кәсіби бағдар беру. Факультатив курстарының жүйесі үш топтан тұрады; 1) Жоғары деңгейдегі курстар. Бұл курс негізгі физика курсымен тығыз байланысты. Оның мақсаты – оқушылардың сабақтарда алған білімдерін тереңдету. Бұл курстар оқушылардың теориялық білімдері мен экспериметальдық іскерліктерін байланыстырып, толықтырады. 2) Ҝолданбалы физика курсы. Мақсаты оқушыларды физика ғылымының жетістіктерін практикада қолдану әдістерімен таныстырып, олардың техника мен технологияға қызығушылықтарын тәрбиелеп дамыту. Факультатив курсының бұл түрінде оқушылар ғылыми-техникалық прогрестің басты бағыттарының физикалық негіздерімен (механикаландыру, автоматтандыру, аспап жасаудың, энергетика) негіздерімен, физика-техникалық зерттеулерді жүргізу мен өлшеу әдістерімен танысып, физика-техникалық модельдер мен конструкцияларды құрып жинақтауға үйренеді. 3) Арнайы курстар. Бұларда оқушылардың ғылыми дүние-танымдық көзқарастарын қалыптастыруда маңызды роль атқаратын физика мен астрономияның кейбір тараулары қарастырылады. Бұл курстың мақсаты – негізгі физика курсының бағдарла-масында жоқ кейбір маңызды тақырыптардың орнын толтыру. Арнайы курстарға пәнаралық факультативтер де жатады. Олардың мақсаты – бірнеше жаратылыстану және гуманитарлық пәндерден алған оқушылардың табиғат пен қоғам туралы білімдерін интеграциялау. Кейбір факультатив курстары 1 жыл бойы оқытылса, кейбірулерін 2-3 жыл бойы оқиды. Егер факультатив курсы бірнеше жыл бойы оқытылса, оның әр жылдағы бағдарламасы автономды болып, оқушы кез-келген жылда қалауы бойынша бұл курсқа қатыса алады. Факультатив сабақтарына қатынасатын оқушылар саны 10 адамнан кем болмауы керек. Шағын жинақталған метептерде факультативтік сабақтарға қатынасатын оқушылар әр сыныптан жинақталуы мүмкін. Факультатив сабақтары арнайы жасалған бағдарламалар бойынша өткізіледі. Кейбір факультатив курстарының бағдарламалары Білім Министрімен бекітіліп, бағдарламалар жиынтығына енгізілген. Мектеп әкімшілігі бекіткен мұғалімнің өзі жасаған бағдарлама бойынша да факультатив сабақтарды өткізуге болады.
Физикадан факультатив курстарының мазмұнын таңдап тағайындаудың негізінде О.Ф.Кабардин көрсеткендей ұстанымдар жатады: - факультативтің негізгі курспен байланысы; - факультатив курстарының мазмұнында фундаментальді физикалық заңдар мен принциптердің (сақталу заңдары, сәйкестік пен симметрия принциптері т.б.) болуы; - пәнаралық байланыстың жүзеге асуы; - политехнизм принципінің жүзеге асуы жатады.Жоғарғы деңгейдегі факультатив курстарының бағдарламасы мазмұны жағынан негізгі физика курсының бағдарламасымен сәйкестенген болуы керек. Бұл сабақта қаралатын физикалық заңдар мен құбылыстарды тереңірек қарауға мүмкіндік береді. Осы факультативтік сабақтарды жоспарлау негізгі курстық сабақтарды жоспарлаумен параллель жүзеге асады. Мысалы жоғарғы деңгейдегі факультатив курстарының мазмұны 8-сыныпта «Жылулық, электрлік, жарық құбылыстары», 9-сыныпта «Механика», 10-сыныптың физикадан факультативтік курсында «Молекулалық физика», «Электродинамика», 11-сыныптың физикадан факультативтік курсында «Электродинамика» (жалғасы), «Тербелістер», «Толқындар», «Кванттар». 8-сыныптың факультатив сабақтарында оқушылардың жылулық, электрлік, жарық құбылыстары туралы білімдері толықтырылып тереңдетіледі. Молекулалардың өлшемдерін, массаларын, жылдамдықтарын, концентрациясын анықтайтын тәжірибелер қарастырылады. МКТ негізінде капиллярлық құбылыстар түсіндіріледі. Жылулық ұлғаю және оны техникада ескеру қарастырылады. «Атмосфера физикасы» тақырыбын қарастырудың білімділік құндылығы оқушылардың физика мен географиядан алған білімдері интеграцияланады. «Электр тогы», «Электромагниттік құбылыстар» тақырыптарын қарастырғанда негізінен қолданбалы мәселелер: электролиз, оның қолданылуы; электр өлшеуіш құралдар, электрмагниттік реле, айнымалы токты алу, трансформатор т.б. қарастырылады. «Оптика» тарауы бойынша фотометрия элементтері, жарықтың сыну заңдары, линзалардың формулалары, ақ жарықтың спектрлерге жіктелуі сияқты мәселелер қарастырылады. 9-сыныптың факультативтік курстарының мақсаты – оқушының механика тарауы бойынша алған білімдерін тереңдетіп, қашықтықты және уақытты өлшеудің әртүрлі практикалық әдістерімен таныстыру. Кинематикада зейін қозғалысты графиктік бейнелеуге, классикалық жылдамдықтарды қосу заңдылықтарының қолдану шегі мен жарықтың жылдамдықтарының шектігі мен инварианттылығын талдауға бөлінеді. «Динамика» тарауын қарастырғанда негізгі материалдармен қатар инерциалдық емес санақ жүйесіндегі денелердің қозғалысы, центрден тепкіш механизмдер қарастырылады. Бұл сыныпта «Ҝатты денелердің айналмалы қозғалысы» тақырыбын қарастырғанда айналмалы қозғалыстың кинематикалық және динамикалық сипаттамалары инерция моменті ұғымы мен айналмалы қозғалыстың динамикасының теңдеуі беріледі. 10-сыныптың факультативтік курстарында молекулалық физика модельдерінің қолданылу шегі, молекулалардың жылдамдықтары бойынша жіктелуі (Максвелл), статистикалық және термодинамикалық әдістер қарастырылады. «Термодинамика» тарауы бойынша жылу сиымдылық ұғымы тереңірек қарастырылып, газдардың жылу сиымдылығының оның күйінің өзгеру процесіне тәуелділігі, қайтымсыз процесс туралы түсінік, термодинамиканың ІІ заңы және оның статистикалық мағынасы, жылу двигателінің жұмыс істеу принциптері қарастырылады. «Электродинамика» тарауында Остроградский-Гаусс теоремасы, егнетоэлектриктер, пьезоэлектрлік эффект, жартылай өткізгіштің қолданылуы сияқты мәселелер қарастырылады. Электрлік шамаларды және магниттік шамаларды өлшеу әдістеріне көңіл бөлінеді. 11-сыныптың факультативтік курсында электромагниттік тербелістер туралы білімдері гормониялық емес тербелістерді қарастыру арқылы тереңдетіледі.