13
бетатрон, ядролық реакторлардың және т.б. модельдері. Мұндай модель–
ұқсастықтар оқушыларға құбылыстың ішкі механизмін түсіну үшін маңызды
мәнге ие болады.
Физиканы оқыту практикасында тағы да бірқатар модель-ұқсастықтар
кеңінен қолданылады. Мысалы Броундық қозғалыстың механикалық моделі,
металл ӛткізгіштегі электрондардың инерциялық қозғалысының механикалық
моделі – О.Э.Мендельштам мен Н.Д.Папалекси және т.б. тәжірибелерінің
моделі.
Модельдеу табиғатты зерттеу әдісі ретінде физикалық зерттеу нысанын
тану үшін ертеден қолданылып келеді. Физикадағы модельдеудің ғылыми
негіздерінің дамуы И.Ньютонның атымен байланысты. Ол алғаш рет ұқсастық
туралы екі теореманы ұсынады, сонымен модельдеуді теориялық танымның
әдісі ретінде тұңғыш бастама жасады. Бұл бағыттағы келесі қадамды,
физикалық құбылысты математикалық модельдеу тұрғысынан қарастыруды
Д.Максвелл жасады. Идеал газдың моделі мен заттардың атомдық-
молекулярлық құрылысының моделі, заттардың молекулярлық-кинетикалық
теориясының дамуына ықпал етті және бірқатар эксперименттік газ заңдарын
(Бойль-Мариотт, Гей-Люссак, Шарль) түсіндіруге кӛмектесті.
Жиырмасыншы ғасырда теориялық модельдеу микроәлем физикасын
оқып-үйренуге бағытталып, ары қарай дами түсті. 1900 жылы М.Планк
кванттық осцилятордың моделін ұсынды. Бор атомының моделі классикалық
физикадан кванттық физикаға ӛтудің ӛтпелі кезеңі болды. Кванттық
механикада бірқатар құбылыстардың құрылымдық және энергетикалық моделін
(зондық модель, жартылай ӛткізгіштердің ӛтімділігінің зондық теориясы)
қарастыру мүмкін болды. Ядро моделі бүгінгі заман теориясы бойынша
эксперименттік зерттеулердің нәтижелері мен оларды жоспарлаудың басты
құралы қызметін атқарды.
Физикада барлық модельдерді құру тәсілі бойынша материалдық және
идеалды (ойша) деп бӛлуге болады. Материалды модель деп зат түріндегі
элементтен тұратын және белгілі бір табиғи (жаратылыс) заңдылықтарымен
нақты қызмет ететін модельдерді айтады. Олар зерттеу нысанының
құрылымын, ӛту сипатын және қарастырылып отырған физикалық процестің
немесе техникалық құбылыстың мәнін жаңғыртуға арналады.
Материалдық модельдер физикалық ұқсас (электродвигательдердің моделі,
бу трубиналары); кеңістіктегі ұқсас (автомобильдердің, кемелердің, ұшақ
қанатының, іштей жану, магниттік қосқыш двигательдерінің модель-макеті
және басқа микроәлемнің демонстрациялық модельдері және т.б.). оларды
суреттердің, мультипликацияның, белгілі бір символдардың кӛмегімен
кӛрсетуге болады. Дегенмен, элементтердегі барлық түрлендірулер бұл
жағдайда адам санасында логикалық, математикалық және физикалық ережелер
мен заңдар бойынша іске асырылады.
Идеалды модельдер елестету-модельдері (представления) мен белгілер
моделіне бӛлінеді. Адам бейнелер арқылы ойлайды, сондықтан оқушылар
санасындағы физикалық бейнелер қорын толтыру – физика мұғалімінің басты
міндеттерінің бірі, яғни оқушылардың физикалық ойлауын дамытудың негізі.
14
Ақпараттық модельдеудің жалпы идеяларын қарастыру барысында мына
сұрақтарға басымдылық беріледі: ақпараттың қалыпты белгілер түріндегі
сипаты; компьютерді дискретті белгілер құрылымдарын ұсыну және түрлендіру
құралы ретінде пайдалану; зерттеу нысаны–тіл–зерттеу нысанының бейнесі
(модель); формальды модельдерді жүйелі ақпараттық тілде сипаттаудың негізгі
конструкциялары; ақпараттық модельдерді құру барысындағы технологиялық
тізбек және оларды компьютердің кӛмегімен жүзеге асыру (есептің қойылуы
және зерттеу нысанын – модельдеу – алгоритмдеу – бағдарламалау – нәтиже –
нәтижені талдауды оқып-үйрену).
Ақпараттық модельдеуді оқып-үйрену үшін кӛптеген авторлар мектеп
бағдарламасына келесі жаңа бӛлімдерді кіргізуді ұсынады: ―Ғылымдар
жүйесіндегі информатика‖, ―Зерттеу нысаны‖, ―Бүтін, бӛлік, жиын‖, ―Қасиеттер
мен шамалар‖, ―Қатынастар‖, ―Схемалар‖, ―Әрекеттер‖, ―Тіл‖, ―Қалыпты
зерттеу нысаны‖, ―Класс‖.т.б.
Егер физика курсын оқытуды қалыптастыру бұған дейін математикалық
модельдеуге негізделіп келсе, курсты қазіргі заман технологиялары тұрғысында
дамыту үшін оқушыларды ақпараттық-логикалық модельдеу әдістері бойынша
оқытуды ұсынамыз. Ақпараттық-логикалық модельдеу әдістері пән салалары
бойынша нақты және жалпы мәліметтерді ұсыну конструкциялық құралы
ретінде қарастырылады.
Оқушыларды ақпараттық-логикалық модельдеу негізінде кәсіби оқыту іс-
әрекетінің мазмұны оқушының келешек кәсіби іс-әрекетінің бӛлінбейтін
компоненті, ол мынадай іс-әрекеттің жинағы: модельдеу іс-әрекетінің нысанын
анықтау, модельдерді таңдау және құрастыру, оқу үдерісін жоспарлауда қойылған
мақсатқа жетудің кӛрсеткіштері мен деңгейлерін анықтау; оқу үдерісінің әрбір
кезеңінде модельдердің түрлерін тиімді және жүйелі қолдану; іс-әрекет
нәтижелерін түсіндіру және бағалау; жоспарланған және алынған нәтижелерді
салыстыру; іс-әрекеттік мақсатқа жетуде жіберілген кемшіліктердің себептерін
анықтап, ӛзінің іс-әрекетін бағалау; қажет болған жағдайда оқыту әдістемесіне
ӛзгерістер енгізу.
Ақпараттық-логикалық
модельдеу
негізінде
болашақ
мамандарды
кәсібилікке бейімдей оқыту әдістемесінің негізгі мақсаты - олардың ақпараттық
мәдениетін дамыту, мектеп бітірушілердің әдістемелік даярлығының кәсіби
деңгейге жетуін қамтамасыз ету. Әдістеменің мазмұндық негізін физика пәні
мен кәсіби-педагогикалық білім берудің негізгі құрауыштары (компоненттері)
анықтайды. Бұл тұрғыда біз болашақ мамандарды кәсіби оқыту жүйесінде
ақпараттық-логикалық модельдеуді қолданудың оқу-технологиялық моделін
ұсындық (Сурет 2).
Есепті шешуді автоматтандырудың қажетті деңгейін қамтамасыз ету үшін
ЭЕМ қолданылады. Математикалық модельдерді ЭЕМ бағдарламаларының
жиынтығы түрінде іске асыру оның компьютерлік моделі деп аталады.
Ақпараттық модель - бұл сезімдік және теориялық ойлауға сүйенетін
табиғи немесе арнайы тілдердің кӛмегімен оқып-үйренетін пәнді дәл, нақты
сипаттау. Компьютерлік модель - ақпараттық-компьютерлік-ақпараттық модель
