Электродинамиканы оытуды кейбір педагогикалы принциптері.

10-сыныпты негізгі оулыындаы «Электродинамика дегеніміз не» деп аталан бапты оыту барысында ескерілуі ажет жадай, ол электр жне квантты теориялара байланысты тілетін материалдарды брі бір ортаа шоырланандыы. Оытуды бл тсілін оушылара айындап, ашып айтып ындыру керек. Мысалы, электрге тн материалдар электродинамика бліміне ендіріліп, оны зі салыстырмалы тынышты алыптаы жне озалыстаы зарядтарды электродинамикасы болып 10-сыныпта тіліп, 11-сыныпта оны жаласы ретінде электромагниттік индукция оытылатыны айтылуы керек. Шоырландыру барысында электростатика тарауы электродинамиканы бір блігі ретінде ошау оытылады. Бл тарауда зарядталан блшектерді физикалы асиеттері, з маындаы баса зарядтара Кулон кшімен сері жне одан баса да физикалы былыстары арастырылады.

Осы орайда оушылар ойына механикадаы динамика ымы оралатыны сзсіз. Оны оушылар механикадан кш функциясы ретінде, денеге сер еткен кш салдарынан туан озалыс деп тсінген болатын. Ньютонны бірінші заы негізінде жне азіргі сз айналымы бойынша динамика - озалыс ым болып алыптасып келеді. Сол себепті электростатика клемі аз материал боланымен электродинамикаа ендірмей дара оытыланы дрыс.

Оушылара: - электростатика тынышты алыптаы зарядтарды физикалы асиеттерін зерттейді - деп тсіндірілген болса, электродинамика зарядтарды озалыс кезіндегі физикалы асиеттерін, озалыста пайда болан электромагниттік рістерді ерекшеліктерін т.с.с. физикалы былыстарды зерттейтіндігі ескерілуі ажет. Электромагнит рісті тек озалыстаы зарядтар туызатынын жне дараланан электр рісіні ерекшелігін, тынышты алпында оны айналасында магнит рісіні пайда болмайтыны ындырылуы керек. Электр зарядтарыны озалып тасымалдануы кезінде ана магнит рісі зарядтан шашыраан электр рісіні рбір талшыына (бейнелей айтанда) шыыршыша оралып пайда болады да, одан рі электр жне магнит рістері бір-бірінен ажырамайды. Себебі олар бір-бірінсіз дара мір сре алмайды. Одан рі таралу барысында олар бірін-бірі айта тудырады дей отырып, оушылара электромагниттік рістерді зарядтан блініп шыаннан кейін тербелмелі кйге тсіп, ол электромагниттік тербеліс деп аталса, осы рістерді таралу жылдамдыы жары жылдамдыына жуы болан жадайда, оларды электромагниттік толын деп атайды дегенді оушылара ескертіп, тсіндірген жн.

Электродинамика – электрлік зарядталан денелер мен блшектерді зара серлесуін туызатын электромагниттік рісті зерттейді.

Басаша айтанда электродинамика - озалыстаы зарядталан блшектер мен денелерден рбіген электромагниттік рістерді зара серлерін, асиеттерін зерттейді.

Бл анытама бойынша электродинамика тынышты алыптаы зарядтарды зара серлерімен физикалы асиеттерін арастырмайды. Ол электростатика блімінде арастырылады.

Электромагниттік рісті электрлік зарядталан денелер мен блшектерді здері тудырады. Ол кез-келген жадайда туа бермейді. Физикалы денеде орналасан блшектерді немесе дараланан блшектерді энергетикалы озуы кезінде пайда болан электромагниттік ріс озан рбір блшекті рсаулай оршап орналасады. озан блшек тынышты алыпта трса немесе біралыпты озалса, онда оны айналасындаы электромагниттік ріс блшектен «зіліп» блек шыып, дара электромагниттік толына айналып, бейтарап баытта таралады. Электромагниттік рісті екінші бір тріні пайда болуы озан блшекті озалысы тербелмелі процесс кйінде тетін болан жадайда электр рісі з айналасында магнит рісін тудырып, керісінше сол туан магнит рісі з айналасында келесі электр рісін тудырады. Екі трлі рісті осылайша бірінен-біріні туындауы озан блшектерді тербелмелі озалысыны жоары жиілікті тербелісте туі кезінде іске асады.

Электродинамика электр зарядтары бар блшектерді, денелерді электр жне магнит рістері негізінде жретін зара серлерін зерттейді. Бл рістер зара байланысты болады. былыстарды трленуіне байланысты олар бір-бірін тудырып, бір-бірімен зара перпендикуляр жазытыта орналаса алады.

Зарядталан блшектер арасындаы зара серлесу кші гравитациялы сер кшінен лдеайда арты болады. Зарядтарды зара сер кшін зерттеумен сол зарядтарды физикалы асиеттерін, рылысын электронды абышаларыны энергетикалы кйін жне де баса ажетті параметрлерін анытауа болады.

Электродинамиканы бастамасында Максвелл ебектері туралы айтылу асыысты. Ол оушылар есінде ала бермейді. Максвелл тедеулері электродинамиканы екінші жартысында, электромагниттік индукцияны оытуда ажет болады.

Электродинамиканы оытуды кейбір педагогикалы принциптері:

Оытылатын материалды рамын ойдаыдай игеру саба беру кезінде оушыны танымды рекеттерін ктеретін дидактикалы дістерді кеінен пайдаланыланына байланысты. Бан ерекшеліктері сас тсініктерді, былыстарды, задылытарды салыстыру дістері, анологтар мен модельдерді, демонстрциялы тжірибелерді олдану жне т.б. жатады. састы жне айырмашылы белгілерін салыстыру, іздестіру білімді игеру процесіні маызды блігі болып есептеледі. Сратарды игеру шін ерекше маызы бар салыстыру дістері электродинамика блімінде кптеп кездеседі. Мысалы, Кулон заын жне бкіл лемдік тартылыс заын, магнит жне электр рістерін, р трлі ортада электр токтарын салыстыру.

Жоарыда айтыландай, электродинамиканы оыту дістемесінде анологтар мен модельдерді олдану лкен орын алады. ылым саласында аналогтарды кп алымдар олданады. Аналогияны олдана отырып Максвелл электромагниттік ріс жніндегі ілімні негізгі болатын тамаша тедеуін алан. Ол зіні атымен аталан ток кшімен кернеулікті арасындаы байланыстыын анытайтын зады алу шін электр тогымен су аысыны аналогиясын олданан.

Крделі былыс пен задылытарды тсіндіру шін оыту барысында аналогтар олданылады. Баылау арылы тсіне алмайтын былыстарды зерттеуде аналогты олдану ерекше пайдалы. Электр тогын клбеу винттік науа арылы, озалан шарикті аналогы арылы ток кзіні ролі, ЭК тсінігін енгізу жне ток тізбегін арастыранда кездеседі. Магнит рісін оу барысында кп тсініктер аналогиясы арылы жеткізіледі. Аналогия термоэлектронды эмиссияны (сйыты булануы), здік индукция былысын (инерция), ЭК пайда болуын, тізбекті ажыратандаы здік индукцияны (гидравликалы соу) оыту барысында олданылады.

Электродинамиканы оытуда модельдерді олдануды ерекше маызы бар. Бл атомдардаы, электрондардаы, иондардаы аны баыланбайтын блшектер туралы ымдарды крсететін модельдер. Мысалы, металдаы токтарды арастыранда электронды газ крінісіні моделі олданылады, ол жерде электрондарды электр заряды бар материалды нкте ретінде арастырады. Сонымен бірге бл модельде металдаы электрондарды асиеттерін тсіндіруге ескерілмейтін жадайларды оушылара тсіндіру ажет.

Тікелей баылауа жатпайтын былыстарды аналог пен модельдерден баса оу кинофильмдері олдану арылы тсіндіріледі.

Адамны ойлау процесі белгілі бір проблемалы жадайлар кезінде длел тсетіні белгілі. Бл маызды жадайды оыту процесі кезінде естен шыармау ажет. Электродинамиканы оыту барысында проблемалы жадай жасауды тиімді дісіне кейбір тжірибелер мен эксперименттік есептер жатады. Мндай тжірибелерде крсетілген былыстар бір араанда оушыларды брын алан ілімдеріне арама-айшы болып крінуі ммкін не болмаса алан білімдеріні негізінде тсініктеме ажет етеді. Мысалы, ыздыру лампасы шін тжірибе арылы алынан вольт-амперлік сипаттамасы исы сызы болады, металл ткізгіштегідей тзу болмайды. арама-айшы болып крінген былысты анытау шін оушыларды алдында ткізгіштер кедергісіні температураа туелділігін оу керектігін кою керек.

Электродинамиканы оытудаы тжірибелер.

Физиканы оу барысында оушылар негізгі былыстарды, задарды, теорияларды жне оны олдануды игеріп ана оймай, сонымен бірге ылымны тжірибелік жне теориялы дістерімен танысуы ажет. Осы дістер оу процесінде стті йлестірілсе е жасы педагогикалы нтижелер береді.

Физика курсыны барлы блімдеріні ішінде тжірибелер кеінен олданылатын блім – электродинамика. Бл оытушыа электродинамика сабаын жргізу кезінде трлі былыстарды, жаа ымдарды, задарды крсеткен кезде тжірибелерге сйене ткізуге болады. ылымны дамуында іргелі тжірибелер орны ерекше. Мндай тжірибелерді оытуа ерекше кіл аударылу ажет.

Электродинамика блімін оыту барысында мынадай іргелі тжірибелік жмыстар арастырылу ажет:

-зарядтарды зара серлесу жніндегі Кулон тжірибесі;

-электр тогыны магнит стрелкасына сері туралы Эрстед тжірибесі;

-тогы бар ткізгіштерді зара сері жніндегі Ампер тжірибесі;

-Ом тжірибесі негізінде аныталан ток кшіні кернеуге байланыстылыы.

-электромагниттік индукция жне электролиз туралы Фарадей тжірибесі;

-электронны зарядын Милликен тжірибесі арылы лшеу жне электрді атомды рылысын крсететін Иоффе тжірибесі;

-металдарды ткізгіштігіні электронды табиатын длелдейтін Толмен-Стюарт жне де Мандельштам мен Папелекси тжірибелері;

Бл тжірибелерді кпшілігін мектептегі зертхана ондырыларында крсетуге болады. Мектеп зертханаларында крсетуге ммкіндігі болмайтын Милликен, Толмен-Стюарт тжірибелерін оу кинофильмдері, плакаттар жне таы баса крнекті ралдар арылы тсіндірілуі ажет. Сабата крсетілген тжірибелер:

-алдын-ала проблемалы сратар ойылса;

-осы тжірибе арылы тексерілетін гипотеза длелденсе;

-тжірибелерді нтижелері интерпретация жасалса;

-тжірибелерді нтижелері талдап орытылса;

ол ойылан масатына жетті деуге болады.

Тжірибелерді крсетумен бірге кеінен кинофильмдер, диафильмдер, диапозитивтер, кестелер олданылуы ажет. Блар сіресе тікелей баылауа болмайтын былыстарды тсіндіру кезінде олданылады. Электродинамика блімінде мндай сратара ортадаы электр тоы мен заттарды магниттік асиеттері туралы таырыптар жатады

Лекция 2