Механик тўлқинларни электрон ишланмалар асосида ўқитишнинг аспектлари Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

Турсунметов К.А.,

Мирзо УлуFбек номидаги Узбекистон Миллий университети «Яримутказгичлар ва полимерлар физикаси» кафедраси профессори, физика-математика фанлари доктори; Шералиев С.С.,

Мирзо УлуFбек номидаги Узбекистон Миллий университети «Яримутказгичлар ва полимерлар физикаси» кафедраси катта илмий ходим-изланувчиси

МЕХАНИК ТЩИНЛАРНИ ЭЛЕКТРОН ИШЛАНМАЛАР АСОСИДА ДИТИШНИНГ АСПЕКТЛАРИ

ТУРСУНМЕТОВ К.А., ШЕРАЛИЕВ С.С. МЕХАНИК ТУЛЦИНЛАРНИ ЭЛЕКТРОН ИШЛАНМАЛАР АСОСИДА УЦИТИШНИНГ АСПЕКТЛАРИ

Маколада академик лицей ва касб-х,унар коллежларида физика таълими сифати ва самара-дорлигини ошириш учун электрон ишланмалар (кулланмалар) ишлаб чикилгани ва ундан фой-даланиб, механик тулкинларни урганишнинг, хосса ва хусусиятларини х,амда кундаланг ва буйлама тулкинлар таркалиш тезлигини аниклаш алгоритмлари баён килинган ва уларнинг укув жараёнида куллаш тажриба-синов натижалари келтирилган.

Таянч суз ва тушунчалар: механик тулкин, кундаланг тулкин, буйлама тулкин, электрон иш-ланма (кулланма), виртуал лаборатория, аспектлар, технология, педагогик тажриба.

ТУРСУНМЕТОВ К.А., ШЕРАЛИЕВ С.С. АСПЕКТЫ ПРЕПОДАВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЛН НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОННЫХ РАЗРАБОТОК

В статье изложены электронные разработки по изучению свойств и особенностей механических волн, алгоритмы определения скорости распространения продольных и поперечных волн, а также результаты апробации их в учебном процессе. Отмечается, что данные разработки предназначены для повышения качества и эффективности преподавания предмета «Физика» в академических лицеях и профессиональных колледжах.

Ключевые слова и понятия: механическая волна, поперечная волна, продольная волна, виртуальная лаборатория, аспекты, технология, педагогический эксперимент.

TURSUNMETOV K.A., SHERALIEV S.S. ASPECTS OF MECHANICAL WAVES TEACHING BASED ON ELECTRONIC ENGEENERING

The article describes the electronic design to study the properties and characteristics of mechanical waves, algorithms for determining the speed of propagation of longitudinal and transverse waves, as well as the results of their testing in the educational process designed to improve the quality and effectiveness of physical education.

Keywords: wave, transverse wave, longitudinal wave, virtual laboratory, aspects, technology, pedagogical experiment.

ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2016, 4

Цозирги кунда замонавий ахборот технологияларидан таълимнинг турли муаммоларини ечишда кенг цулланил-моцда. Уцувчиларнинг физикадан олаётган билим ва куник-маларини ривожлантиришда физик жараёнларни моделлаш-тириш имкониятини берувчи дастурлардан фойдаланиб дарс машгулотларини утказиш муцим ацамиятга эгадир1.

Замонавий ахборот технологияларидан фойдаланиш физиканинг тулкин ходисаларини урганиш, яъни тажриба жараёни катталикла-рини (кийматларни) олиш мумкин булмаган ёки кийин булган лаборатория ишларини амалга ошириш имконини беради2.

Куйида физиканинг «Тебраниш ва тулкин»лар булимини урганиш учун яратилган «Тебраниш ва тулкин мавзулари буйича вир-туал лабораториялар»3 номли электрон иш-ланма (кулланма)нинг имкониятлари ва хусу-сиятларини тавсифлаб, «Механик тулкинлар-нинг таркалиш тезлигини аниклаш» мавзуси-даги виртуал лаборатория иши хамда тулкин ходисалари, яъни кундаланг ва буйлама тулкинларни урганиш буйича анимациялар методикаси ва амалиётдаги тажриба ишининг натижалар тахлили келтирилди. Мулокот ой-насининг умумий куриниши 1-расмда келти-рилган.

1. Электрон ишланма (кулланма)ларнинг имкониятлари:

• дастурга кириш учун маълумот киритиш (укув муассасаси, гурух ва фойдаланувчининг исми-шарифи);

• лаборатория ишининг мавзуси, максади, кискача назарияси, иш бажариш кетма-кетлиги, керакли асбоб ва ускуналар, методик ёрдам олиш ва топшириклар хамда механик тулкин хосил килиш курилмасининг методик ишланмаси билан танишиш;

• муаллифлар билан боFланиш, иш бажариш тилини (узбек, рус) танлаш;

1 Абдукодиров А.А. ва бошк. Ахборот технологиялари. / Академик лицей ва касб-хунар коллежлари учун дарс-лик. - Т.: «Укитувчи», 2002. -148-б.

2 Турсунметов К.А., Шералиев С.С, Х,амидов В.С. «Механик тулкинлар» мавзуси буйича мультимедиали маъру-заларда компьютер технологияларидан фойдаланиш. // «Узлуксиз таълим», Т., 2010, №4. -89-92-б.

3 Турсунметов К.А., Шералиев С.С. Механик тулкинларни урганишда электрон ишланмалардан фойдаланиш. ОУМ, КХТда аник ва табий фанларнинг узаро алокадорлик ва узвийлик масалалари буйича Республика илмий анжума-ни. - Карши, 2014. -55-56-б.

• лаборатория ишини бажаришда битта ойнадан фойдаланиш;

• кичик кисмларни линза ёрдамида катта-лаштириб куриш;

• буйлама ва кундаланг тулкин тарка-лишининг графиклари хОО, v(t) х,амда энергия-си Ер ва Ек лар х,акида анимацияли намойиш билан танишиш;

• мух,итнинг каршилиги буйича тулкин х,одисаларини урганиш;

• тажрибадан олинган катталиклар асоси-да абсолют ва нисбий хатоликларни тез ва юкори аникликда автоматик х,исоблаш;

• тажриба бажарилишини бах,олаш ва уни бажарилган санасида саклаш.

2. Электрон ишланма (кулланма)ларнинг «Кундаланг ва буйлама тулкинларнинг таркалиш тезлигини аниклаш» мавзусидаги лаборатория ишини бажаришдаги хусусиятлар:

• тулкин турини танлаш (кундаланг ёки буйлама);

• тебраниш частотасини узгартириб тул-киннинг таркалишини кузатиш;

• мух,ит каршилигини узгартириб тулкин-нинг таркалишини кузатиш;

• буйлама ва кундаланг тулкинларнинг таркалишида график тасвирларни кузатиш;

• лаборатория ишини бажаришда (тажри-бада) аникланган катталикларни (кийматларни) жадвалга туFридан-туFри киритиш;

• тажрибадан олинган катталиклар асоси-да абсолют ва нисбий хатоликларни автоматик х,исоблаш;

• берилган топширикларга жавоб бериш.

Укитувчи ва укувчиларнинг электрон

кулланмалардан фойдаланиб мавзуни урганиш машFулотларида вакт таксимотини (фоизлар-да) куйидагича белгилаш максадга мувофик: ташкилий кисм - 3%, билимларни назорат килиш - 15%, кириш ва кургазмали кисм - 10%, укувчилар билан электрон кулланма асосида ишлаш (вазифаларни компьютерда бажариш)

ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2016, 4

1-расм. Мулок,от ойнасининг умумий куриниши.

- 65%, умумлаштириш, уйга вазифа бериш, ху-лосалаш - 7%.

Фаоллаштирувчи боскичда укувчиларда компьютер саводхонлиги ривожланади ва компьютердан фойдаланиш маданияти шакл-ланади.

Мавзунинг ёритилиши буйича услубий курсатмалар.

Назарий маълумотлар.

Вакт утиши билан тебранишларнинг мух,итда таркалиши тулкин деб аталади1.

Мух,итда тулкин х,аракатини вужудга келти-рувчи, яъни мух,ит заррачаларини тебранти-раётган жисм вибратор дейилади.

Тулк,ин таркалишида тебранувчи мух,итнинг маълум катламигина силжийди, лекин модда-нинг узи силжимайди.

Тулкинлар икки турдан иборат: буйлама ва кундаланг тулкинлар.

• Агар заррачалар тебранма х,аракат йуналиши ва тулкиннинг таркалиш йуналиши устма-уст тушса, бундай тулкин буйлама тулкин дейилади.

• Агар заррачалар тебранма х,аракат йуналиши ва тулкиннинг таркалиш йуналиши узаро

1 Оплачко Т.М., Турсунметов К.А. Физика. I ч. - Т.: «Чулпон», 2007. -С. 204.

перпендикуляр булса, бундай тулкин кундаланг тулкин дейилади.

Мух,итнинг тури ва тебраниш частотасига боFлик равишда тулкин сиртининг бир давр ичида силжишини характерловчи катталик тулкин узунлиги дейилади ва Л билан белгила-нади (грекча Л - ламбда).

Бир хил фазада тебранувчи бир-бирига энг якин нукталар орасидаги масофа тулкин узунлиги деб аталади.

Тебраниш даври куйидагича муносабатда булади:

О

X =&Т ёки X = —, V

Л - тулкин узунлиги, в - тулкин таркалиш тез-лиги, V - тулкин (тебраниш) частотаси.

Кундаланг тулкинларда тулкин узунлиги (Л) икки энг якин дунгликлар ёки чукурликлар -бир хил фазада тебранувчи энг якин нукталар орасидаги масофа билан аникланади (2- расм);

Буйлама тулкинларда тулкин узунлиги (Л) икки кушни зичлашиш ёки сийраклашиш мар-казлари - бир хил фазада тебранувчи кисмлар орасидаги энг киска масофа билан 3-расмдаги куринишда аникланади.

Бир давр давомида тулкин Л масофага таркалади. Шунинг учун тулкиннинг таркалиш

ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2016, 4

2-расм. Кундаланг тулкин.

3-расм. Буйлама тулкин.

тезлиги тебраниш даври билан куйидаги формула ердамида аникланади:

Тебранишлар даври (T) билан тебранишлар

частотанинг (v)T — — муносабатидан: О = Ал> V

ифода келиб чикади. Бу ерда А - тулкин узун-лиги, V - тулкин (тебраниш) частотаси, T - тебраниш даври.

Кундаланг ва буйлама тулкинларнинг таркалиш тезлигини аниклаш мавзусини электрон кулланма асосида урганиш алгоритми куйидагичадир:

1-цадам. Кулланманинг мундарижасидан механик тулкин мавзуси фаоллаштирилади.

2-цадам. «Руйхатдан утиш» жадвалидан машFулот бажариш тили (UZ - узбек еки RU -рус тили) танланади, сунгра укувчи таълим олаетган укув юрти, гурух,и, исми шарифи ки-ритилади ва кириш тугмаси фаоллаштирилади.

3-цадам. Хосил булган мулокот ойнасидан «Механик тулкинларнинг таркалиш тезлигини аниклаш» мавзусидан тулкин тури (буйлама еки кундаланг) танланиб, фаоллаштирилади (1-расм).

4-цадам. Мулокот ойнасидан лаборатория ишининг мавзуси, максади, кискача назария-си, иш бажариш кетма-кетлиги, керакли асбоб ва ускуналар, методик ердам олиш ва топ-шириклар х,амда механик тулкин х,осил килиш курилмаси ва ишлаш методикаси билан танишиш мумкин булади.

5-цадам. Асбоб ва ускуналар кисмини фаоллаштириб, унда кундаланг тулкиннинг резина шнурда таркалиш (буйлама тулкиннинг

пружинада таркалиш) тезлигини маълум бир частотада мух,итнинг каршилигига боFликлиги буйича тулкин таркалиш интенсивлигининг суниш х,олатлари кузатилади.

6-цадам. Тулкин таркалиши анимациясини вактинча тухтатиш тугмасидан фойдаланиб тухтатиб, тулкин узунлиги (А) улчов лентасида улчанади.

7-цадам. N та тебраниш учун кетган t вакт секундомер ердамида аникланади ва тулкин таркалишидаги тебраниш даври (Т) х,исоб-ланади.

8-цадам. Тажрибадан олинган кийматлар (катталиклар) ва уларнинг уртача арифметик кийматлари жадвалга киритилади.

9-цадам. Автоматик х,исоблашлардан сунг бажарилган иш х,акидаги маълумотлар абсолют ва нисбий хатоликлар асосида хулоса килинади.

10-цадам. Натижани бах,олаш тугмаси фаоллаштирилади ва файлни саклаш жойи ки-ритилгандан сунг бажарилган иш бах,осини билиш мумкин булади.

11-цадам. Жадвал натижаларни кайта тах,лил килиш учун сакланган файл жойи ки-ритилади.

Укувчиларга физикадан таълим-тарбия бе-риш асосида уларнинг фанга булган кизи-кишини ошириш, физик тафаккури ва мантикий фикрлашни устиришда янги педагогик ва ахборот технологиялар катта ах,амият касб этади. Шу нуктаи назардан, электрон кулланмалардан фойдаланиш дарс самарадорлигини ошириш-

ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2016, 4

1-жадвал. Виртуал лаборатория иши натижалари.

Укув йили Гурухдаги укувчилар сони Узлаштириш бахолари

Тажриба гурухида / назорат гурухида «5» «4» «3» «2» Т куз

2015-2016 24 / 25 7 / 2 12 / 7 4 / 14 1 / 2 9,97

Жами 24 / 25 7 / 2 12 / 7 4 / 14 1 / 2 9,97

да ижобий натижалар беради1. Кайд килинган вазифаларни бажариш учун педагогик таж-риба-синов ташкил этилди.

Тасодифий танлаш усули билан тажриба ва назорат гурухлари танлаб олинди. Лаборатория ишини бажаришда тажриба гурухи укувчи-ларининг билими, узлаштиришлари туFридан-туFри компьютер техникаси ёрдамида, назорат гурухида эса анъанавий усулда бахоланди. Ба-жарилган лаборатория ишининг бахолаш ме-зони х,ар иккала гурух учун бир хил булиб, на-тижаларнинг аниклиги ва нисбий хатоликлар буйича (фоизларда) куйидагича белгиланди: аъло «5» (0 - 1,5%), яхши «4» (1,6-3%), урта «3» (3,1-5%) ва ёмон «2» (5,1% ва ундан юкори).

Тажриба жараёнида укувчиларда лаборатория ишларини бажаришда анъанавий уки-тиш усули билан мавзуни яратилган электрон кулланма асосида укитиш усуллари уртасида статистик фарк борлиги аникланди.

Тажриба ва назорат гурухларида утказилган лаборатория ишларининг натижалари 1-жад-вал куринишида келтирилди.

Жадвалдан куринадики, тажриба гурухида электрон кулланма асосида топширикларни «4» ва «5» бахога бажарган укувчилар сони жами 24 нафардан 19 нафарни, назорат гуру-хида эса 25 нафардан 9 нафарни ташкил кил-ган.

Тажриба гурухида электрон ва услубий кул-ланмалар асосида ва назорат гурухида анъанавий усулларда укув машFулотлари параллел равишда олиб борилди. Тажриба гурухи укув-чиларининг назарий маълумотларни узлаштир-ганликлари, улар лаборатория иши топширик-ларини вактдан унумли фойдаланиб, тез ва аник натижаларга эришиб, асосли жавоблари

1 Турсунметов К.А., Шералиев С.С., Х,амидов В.С. Меха-

ник ва электромагнит тебранишлар ва тулкинлар. / Услубий кулланма. - Т., 2011 й. -42-б.

билан иштирок этишганида намоён булди. Тажриба Ангрен шах,ридаги Ангрен автоматика ва сервис касб-х,унар коллежида олиб борилди.

Педагогик тажрибада таклиф этиладиган усулларнинг самарадорлиги ва шу фаразлар-нинг х,ак,к,онийлигини текширишда х2 (хи-квадрат) Пирсон мезони методидан Т-критерий асосида Ткуз нинг, яъни назорат ва тажриба гурух,ларидаги статистик мезоннинг кийматини аниклашдан фойдаланилди.

Унда курсатилган статистик мезоннинг

киймати Т =-2а—^—^-формула

щ-п2 и а,+йи

буйича х,исоблаб топилди.

Бу ерда с - категория, яъни куйилган бах,о сони;

п1 - тажриба гурух,и укувчиларининг сони; п2 - назорат гурух,и укувчиларининг сони; Q1¡ - урганилиш хусусияти буйича икате-горияга туFри келган биринчи танловдаги (тажриба гурух,идаги) объектлар сони;

Q2¡ - урганилиш хусусияти буйича икатего-рияга туFри келган иккинчи танловдаги (назорат гурух,идаги) объектлар сони.

1-жадвалдаги кийматлардан фойдаланиб, х,исоблашлар натижасида Ткуз нинг уртача киймати 9,97 га тенг эканлиги, Т >Т шарт-

' куз крит г

дан топган кийматимизни узаро таккосласак, 9,97>7,82 лиги маълум булиб, Т >Т тенг-

куз крит

сизлик уринли эканлиги келиб чикади.

Утказилган педагогик тажрибанинг эркин-лик даражаси с=4 ва ишончли фаркланиш да-ражаси ёки кийматлилик даражаси а1=0,95 да Пирсон мезони коэффициентининг жадвалдан олинган критик (Т ) киймати 7,82 ни ташкил

крит

этади1.

Тах,лил натижаларидан аён буладики, замо-навий ахборот технологияларидан укув жараёнида фойдаланиш етарли даражада самара бериб, бу таклиф этилаётган электрон кулланма

ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2016, 4

мисолида ахборот технологияларидан фойда-ланиш укув жараёнининг куйидаги афзаллик-ларини беради:

• назарий материални янги усулда ва маз-мунда намойиш этиш;

• укув жараёнининг кургазмалилигини оши-риш;

• лаборатория машFулотларида кийин амалга ошириладиган физик тажриба ва ходисаларни амалга оширишда компьютер моделларидан фойдаланиш мумкинлиги;

• электрон кулланманинг таълим мазмуни ва савиясининг ривожлантирилиши учун очиклиги.

Шундай килиб, утказилган педагогик таж-рибанинг натижалари физиканинг «Механик тулкин»лар булимидан ишлаб чикилган элек-

трон кулланмалардан фойдаланиш урта мах-сус, касб-хунар таълим муассасаларида физика таълими сифати ва самарадорлигини оши-ради, укувчиларнинг мустакил урганиш фао-лиятини фаоллаштиради, компьютер курилма-лари ва унинг дастурий таъминоти билан иш-лаш малакасини ривожлантиради, ахборот билимдонлигини шакллантиради, мавзуни киска вакт ичида кургазмали ургатиш ва унинг барча укувчилар томонидан узлаштирилишига эришилади, укувчиларнинг машFулотдаги фаоллигини оширади, мантикий фикрлашга ургатади х,амда уларда дарсга нисбатан кизикишни орттиради. Бир вактда купчилик укувчиларнинг фаолияти бахоланишига эри-шилади.

Адабиётлар:

1. Абдукодиров А.А. ва бошк. Ахборот технологиялари. / Академик лицей ва касб-хунар коллежлари учун дарслик. - Т.: «Укитувчи», 2002. -148-б.

2. Гробарь М.Н., Краснярская К.А. Применение математической статистики в педагогических исследованиях. Непараметрические методы. - М.: «Педагогика», 1977. -С. 236.

3. Оплачко Т.М., Турсунметов К.А. Физика. I ч. - Т.: «Чулпон», 2007. -С. 204.

4. Турсунметов К.А., Шералиев С.С., Хамидов В.С. «Механик тулкинлар» мавзуси буйича мультимедиали маърузаларда компьютер технологияларидан фойдаланиш. / «Узлуксиз таълим», Т., 2010, №4. -89-92-б.

5. Турсунметов К.А., Шералиев С.С. Механик тулкинларни урганишда электрон иш-ланмалардан фойдаланиш. ОУМ, КХТ да аник ва табиий фанларнинг узаро алокадорлик ва узвийлик масалалари. - Карши, 2014. -55-56-б.

6. Турсунметов К.А., Шералиев С.С., Хамидов В.С. Механик ва электромагнит тебра-нишлар ва тулкинлар. / Услубий кулланма. -Т., 2011. -42-б.

1 Гробарь М.Н., Краснярская К.А. Применение математической статистики в педагогических исследованиях. Непараметрические методы. - М.: «Педагогика», 1977. -С. 236.

ЗАМОНАВИЙ ТАЪЛИМ / СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 2016, 4