Мектеп оқушыларын зерттеу жұмысына дайындау әдістемесі

Қоршаған ортаны ғылыми тұрғыдан танып білу өте күрделі процесс. Бүгінгі таңда модельдеу зерттеудің ғылыми танымының ерекше әдісі болып, модельдеу әдісі кез келген ғылымда, ғылыми танымның барлық кезеңдерінде пайдаланылуда. Объектінің, яғни құбылыстың, процестің өзімен емес, оның моделімен жұмыс жасау салыстырмалы түрде тез және ешқандай елеулі шығынсыз оның қасиетін зерттеуге мүмкіндік береді.

Оқытуда модельдерді пайдалану жалпы екі аспектіге ие. Біріншіден, модельдер оқу процесі нәтижесінде оқып үйренуші меңгеретін таным әдісінің мазмұны қызметін атқарады. Екіншіден, ол оқыту әрекеті мен құралдары болып табылады.

Ғылыми танымның әдісі ретінде модельдеу элементтерімен оқушылар орта сыныптарда математика, физика, биология, география курсын оқуда танысады. Формула, сызба, теңдеу, және т.б. модельдер мысалдары бола алады.

Қазіргі ғылымда модель деп әдетте кез келген зерттелетін объектіні немесе құбылысты ықшам әрі шағын түрде бейнелейтін жасанды құрылған объект ретінде түсіндіріледі. Ғылымда және техникада модельдің төрт типі ең көп тараған және жиі қолданылады.

Модельдердің үшінші типіне – физикалық модельдер жатады.  Физикалық модельдер – кейбір обьектілер мен құбылыстарды, олардың физикалық табиғаты дәл сондай модельдермен алмастыра отырып, эксперимент арқылы зерттейтін модельдердің бірі  болып табылады. Зерттелетін құбылыстардағы заңдылықты анықтау үшін немесе теориялық жолмен табылған қорытындылардың дұрыстығын және олардың қолданылу шегін тексеру үшін ғылымда жүргізілетін кез келген эксперимент модель болып саналады. Өйткені, эксперимент объектісі қажетті физикалық қасиеті бар нақты модельге жатады. Ал экспериментті жүргізу үстінде физикалық модельге қойылатын талаптар орындалуға тиіс. Әр түрлі объектілерді жобалау және салу кезінде, олардың модельдеріне сәйкес келетін қасиеттерін немесе сипаттамаларын анықтау үшін, техникада физикалық модельдерді жиі пайдаланылады. Физикалық модельдердің негізіне ұқсастық теориясы мен өлшемдік анализі алынады. Нақты зат (натура) пен оның моделінің өзара геометриялық, яғни пішінінің ұқсастығы және физикалық ұқсастығы физикалық модельдердің қажетті шарты болып есептеледі.

Физикалық модельдер мен модельдеу әдістері көптеген ғылыми зерттеулерде, техниканың құрылыс ісінде, авиацияда, ракеталық және ғарыштық техникада т.б. да әр түрлі саласындағы практикалық есептерді шешу кезінде кеңінен қолданылады.

Модельдердің төртінші типіне – теориялық модельдер жатады. Теориялық модельдер математикалық, жаратылыстану ғылымдарының теориясын түсіндіру мақсатында жасалады (физиканың, астрономияның және т.б.) және логикалық математикалық жүйелердің формальды белгілерімен жасалады. Бұл жағдайда модельдер зерттелетін фрагменттің, яғни бөліктің берілген теориялық принциптері бойынша орындалатын оның жеңілдетілген түрі ретінде қарастырылады. Теориялық модельдерге мысалы, қазіргі кезде ғылыми зерттеулерде қолданып жүрген Лобачевский геометриясының Евклид геометриясына қатысты аксиомасын келтіруге болады. Теориялық модельдер әдістері мен қорытындылары алгебрада, физикада, сондай-ақ математиканың т.б. бөлімдерінде кеңінен қолданылады.

Тәжірибелік модельдер – жобалау объектілерінің кішірейтілген немесе өте майда объектілер үшін олардың үлкейтілген көшірмесі болып табылады. Бұл модельдер объектіні зерттеу, қасиеттерін болжау мақсаттарында қолданылады. Жаңа конструкторлық жұмыс, техникалық шешімдерді өндірісте пайдалану және жаңа идеяларды тексеру үшін эксперимент жасау қажет.

Сонымен қатар, физикалық модельдерден басқа компьютерлік, математикалық, т.б. модельдерді атап өтуге болады. Компьютерлік модель-программалық орта көмегімен жүзеге асатын модель. Компьютерлік модельдерді оқыту кезінде негізгі ескерілетін нәрсе ақпараттық технологияны игеру болып табылады. мектептің білім беру саласында компьютерлік модельдер оқыту құралы, әрі оқыту объектісі ретінде жүреді. Оқытудың құралы ретінде физика, биология, география курстарында пайдалануы мүмкін. Бұл информатика курсының басқа мектеп пәндерімен пәнаралық байланыстың негізін құрайды. Математикалық модель – объектілердің құрылымы және заңдылықтың орындалуын анықтайтын формулалар мен теңдеулер жиыны. Математикалық модельдің әдістемесін, әсіресе қазіргі физика курсында кеңінен қолданылады. Мұның сипаты, физикалық теорияларды құруға болатынын көрсетеді.

Модельдерді көрсетілу әдісіне қарай топтауға байланысты ақпараттық модельді айтуға болады. Ақпараттық модель – объектінің, процестің, құбылыстың қасиеттері мен күйін сипаттайтын ақпарат жиынтығы және сыртқы әлеммен байланысы болып табылады. ақпараттық модельді қолмен ұстап, көзбен көре алмаймыз. Себебі, олар тек ақпарттарға ғана құрылады. Мұндай модельдер қоршаған ортаны ақпараттық жағынан зерттеуге мүмкіндік береді.

Жеткілікті білім жинақтаған адам баласы берілген мүмкіндіктер мен қасиеттерге сай модель жасауға бола ма деген сұраққа жауап іздеді. Адам баласы өмірде жоқ нәрсенің де моделін жасады. Осылайша әртүрлі механизм, қарапайым қолшатыр жасалды. Бұл модельдердің көпшілігі қазіргі кезде шындыққа айналды. Осылайша модельдердің мақсаты – берілген қасиеттеріне қарай объекті жасау болып табылады.

Модель ұғымы француз, латын тілінен «үлгі» деген мағынада белгілі бір зерттелетін объектінің ой түсінігі арқылы немесе материалды түрде жасалған шартты үлгісі немесе бейнесі, схемасы, сипаттамасы және т.б. Модель жасау түсініксіз немесе аз зерттелетін объектімен осы құбылыстың моделі ретінде салыстыру жолымен зерттеуге немесе түсіндіруге, пәндік байланыстарды іске асыруға мүмкіндік береді.

Модельдеу кезінде бастапқы зерттелетін объект-прототип яғни түпнұсқа болады. Ол шын мәнінде бар немесе жобаланатын объект болуы мүмкін. Модельдеудің соңғы кезеңі шешім қабылдау болып табылады. Демек, модельдеу арқылы зерттелетін модельдің жаңа объектісін құруға, бар объектіні жақсартуға немесе қосымша ақпарат алуға болады.

1.Друянов Л.А. «Законы природы и их познание».-М.: Просвещение, 1982-112с.

2.Коханов К.А. «Модели в физическом эксперименте»//Физика в школе.-2004.-№4-с.36

3.Каменецский С.Е., Солодухин Н.А. «Модели и аналоги в курс физики средней школы».-М.: Просвещение, 1982.

1. 
   Модель деген не?
   
2. 
   Модельдеу дегеніміз не?
   
3. 
   Ғылымда және техникада модельдің қанша типі қолданылады?
   
4. 
   Заттық модельдер дегеніміз не?
   
5. 
   Идеалды модель деп қандай модельді айтамыз?
   
6. 
   Физикалық модельдер дегеніміз не?
   
7. 
   Ақпараттық модель деп қандай моделді айтамыз?
   

Эмпирикалық ғылымның негізін салушылардың бірі - Ф.Бэкон танымның әдісін циркульмен салыстырған. Әрбір адамның ойлау қабілетінің деңгейі әртүрлі, сол себепті барлық адамдардың жетістікке жетуге деген мүмкіндіктерін теңестіру үшін белгілі бір құрал керек. Ғылыми әдіс осындай құрал болып табылады. Сондай – ақ, әдіс адамдардың мүмкіндіктерін теңестіріп қана қоймай, олардың іс - әрекетін біркелкі жасап, ғылыми зерттеулердің ұқсас нәтижесін алуға ықпал етеді.

Ғылыми таным эмпириялық және теориялық деңгейлерге бөлінеді. Жалпы ғылыми әдістердің кейбірі тек эмпириялық деңгейде (бақылау, эксперимент, өлшеу), басқалары тек теориялық деңгейде (идеалдау, формалау), тағы бірқатары эмпириялық және теориялық деңгейде (модельдеу) қолданылады.

Эмпирикалық әдістерге төмендегілер жатқызылған:

1) бақылау – объективті шынайылықты арнайы түрде қабылдау;

2) суреттеу – объектілер туралы мәліметті табиғи және жасанды тілдің көмегімен бекіту;

3) өлшеу- объектілерді ұқсас қасиеттері немесе белгілері бойынша салыстыру;

4) тәжірибе жасау – құбылысқайталанған кезде қажетті жағдайлар қайталакғанына байланыстыөзгерістерді арнаулы дайындалған орындар арқылы бақылау.

Эмпириялық танымның бастау алатын әдісі — бақылау. Ол айналадағы нағыздық объектілері туралы бірқатар алғашқы ақпараттар алуға мүмкіндік береді. Бақылау белсенді танымдық үдеріске жатады және нәрсе мен сыртқы дүние құбылыстарының сезімдік (көбінесе көру) бейнеленуі болып табылады. Бұл әдісті қолданған кезде танушы адам белгілі бір тану мақсатына сүйенеді. Әдетте, ойша әрекет бағдарламасын жоспарлайды және алынған айғақтарға, демек, реалдылық туралы білімдерге сәйкес келетін түсінік береді.

Бақылау үдерісінде зерттеуші салыстыру және өлшеу операцияларын қолданады. Зерттеуші объектіні белгілі бір белгісі бойынша салыстырады, сонан кейін оны өлшейді. Өлшеу барысында субъективтілікті мейлінше азайтады. Ал өлшеу кезінде өлшеу құралдарын қолдану зерттеушіні физикалық үдерістерді тіркеудің; сезім органдары сияқты сенімсіз құралдарынан бас тартқызады.

Эмпириялық танымның бұдан да күрделі әдісі тәжірибе болып табылады. Тәжірибе деп объектінің өзіне сай қасиеттерін айқындау зерттеушінің оған жасанды жағдайлар жасау жолымен әсер етуін айтамыз. Мұндай жағдайда зерттеуші алдын ала объектінің белгісіз (жасырын) сипаттарын ашу үшін, оның өту жағдайларын өзгерте отырып, табиғи үдеріс барысына енеді.

1. 
   Эмпирикалық әдістерге қандай әдістер жатады?
   
2. 
   Ғылыми таным түрлеріне шолу жасаңыз.
   

Эксперимент – болжауды (гипотеза) тексеру. Эксперимент – бір ізденушімен шығарылған әдістеме немесе жаңа шарттармен жасалған технология, өлшем жүйесі. Эксперимент – білім мекемесіндегі іздену жұмыстары. Эксперимент – мектепті басқарудағы, балаларды дамытудағы, тәрбиедегі, жаңа технологияларды апробациялау және бағыттау, бақылау.

Эксперименттеу демек ол даму, қазіргі уақытта білімдегі принциптерді дамыта алатындар және білім саласында ізденушілер. Эксперименттік алаң – бұл болашақта мектептің дамуына жол сілтейтін, бірақ қазіргі уақыттағы қажеттілігі байқалмайтын процесс. Эксперименттік жұмыс білім мекемесіндегі кешенді көп функциялы әдістердің әртүрлі міндеттерді шешуді және шығармашылық қабілет деңгейлерін көрсетеді.

Модификациялық – белгілі әдіс-тәсілдерді өзгеріске ұшыратып, түрлендіріп, жаңашаландырып көрсету.

Комбинаторлық – жаңа элементтерді танымал бұрынғы әдістермен кіріктіру (бұл тиімді эффект береді немесе жаңа технология туындайды).

Радикалдық – (инновациялық) принципті түрде жаңашылдықты тудыратын наваторлық жағынан қарау, бұрын-соңды қайталанбаған жоба.

Эксперименттік бағдарлама құрылымы:

• 
  эксперименттік жұмыстың тақырыбы
  
• 
  эксперименттік жұмыстың мақсаты
  
• 
  негізгі идеялары
  
• 
  гипотезасы
  
• 
  экспериментті бастаудағы қажетті басқарушылық-ұйымдастырушылық, педагогикалық және басқа шарттар негіздері;
  
• 
  эксперименттік шығармашылықты қамтитын, оқу-методикалық жоспарлары, зерттеу жұмыстары, нәтижелерді қамтамасыз ететін бақылау әдіс-тәсілдері және эксперимент этаптары, олардың мазмұны мен мерзімі;
  
• 
  алдын-алу өнімі (эксперименттік жұмыстың нәтижесінде алынған ғылыми, оқу-методикалық және басқа өнімдер);
  
• 
  эксперименттің идеясын таратуда, практикалык қорытындысында пайда болуы мүмкін жағымсыз жағдайлар және білімдегі кемшіліктер мүмкіндігі;
  
• 
  эксперимент нәтижелерін тарату мүмкіндіктері;
  

• 
  қажетті қаржыландыру көзі және материалды-техникалық, ғылыми, кадрлық есеп.
  

Сұраныстың кіріспе бөлімінде «Ұсыныстың қай негізге сүйенетіндігі», «Негізгі идеялары», «Эксперименттің концепциялық негізі» т.б. эксперименттің көкейкестілігі берілуі керек. Сіз осы жобаның көмегімен қандай нақты проблемены шешетініңізді ұсынасыз. Эксперименттік бағдарламаны іске асыру үшін проблеманы білу маңызды. Проблема Сіздің сұраныс берушілеріңіздің (білім алушылар) қажеттілігін шешу керек. Бірақ, егер сіздің кадрларыңыздың потенциалы, мектебіңіздің материалды-техникалық базасы жоқ болса, ол проблемаға жатпайды. Бұл эксперимент қандай жалпы педагогикалық проблеманы шешетінін нақтылау керек. Ол үшін статистикалық дәлелдер, үкімет органдарының өкілдерінің құжаттары (әсіресе локальды), нақты қандай міндеттерді шешетіндігіңізді анықтаңыз.

Проблеманы суреттеу барысында:

• 
  сіздің шешкелі отырған проблемаңызды сол оқу орнының міндеттерімен логикалық байланыстыру;
  
• 
  сіздің қолда бар ресурстарыңызбен нақтыланған мерзімде, барлық проблемаларды шешуге шамаңыз жететіндігіне сенімді болуыңыз керек;
  
• 
  қосымша материалдардың көмегімен проблемалардың санын нақтылайсыз: статистикалық мәліметтер, мониторингтер, мамандарды зерттеу т.б.;
  
• 
  проблемаға реалистік көзқараспен қарау: барлық проблеманы бірден 2-3 жылда шешіп тастаймын деп ойламаңыз.
  

Құжаттарды толтыру барысында мынадай ұсыныстар береміз:

- Сөйлемдері қысқа, және сол саладағы маман емес адамдарға түсінікті болу керек, ғылыми терминдерді пайдаланбау керек.

Эксперимент тақырыбын қалай таңдау керек немесе көкейкестілігі.

Сіз экспериментті бастау үшін негіз болған проблемалар ортасын анықтадыңыз (мысалы):

• 
  ұсынылған эксперименттік тәжірбиелік жұмыстың қажеттілігі қандай сұраныстан туындайды;
  
• 
  дәстүрлі жолдан шығып жаңаша ізденуге мәжбүрлейтін қарама-қайшылықтар.
  

Эксперименттің негізгі сатылары мен жобалау бағдарламасы (сатылы бағдарлама, мониторинг)

1. 
   Диалностикалық – экспериментті өткізу барысында проблеманы анықтау және сараптау;
   
2. 
   Болжау – Экспериментальды жұмыстың мақсатын нақтылау, ЭЖ бағдарламасының жоспарын толықтыру, сараптаудың критерилерін көрсету (мониторинг бағдарламасы), нәтижесін болжау; жобаның ішкі және сыртқы сараптамасын жүргізу;
   
3. 
   Ұйымдастыру – экспериментальдық жұмыстың мерзімдеріне түзетулер егізіп отыру, кадрларды дайындау, әдістемелік қамсыздандыру және қатысушылар арасындағы қызметтерін бөлу;
   
4. 
   Практикалық - өзіндік экспериментік жұмыстың мониторингі (бастапқы, соңғы және ағымдағы өлшемдер);
   
5. 
   Жалпылау - Алынған мәліметтерді талдау, сипаттау және басылымдарға шығару;
   
6. 
   Енгізу (Внедренческий) – тәжірибе алмасу, құрылған технологияларды тарату.
   

1. 
   Бақылау әдісі, оның түрлері, жүргізілу реті қандай?
   
2. 
   Эксперимент дегеніміз не, оның міндеті, мақсаты, түрлері?
   
3. 
   Эксперименттік бағдарлама құрлымы қандай?
   
4. 
   Эксперименттің негізгі сатыларын сипаттаңыз.
   

1. Жексенбаева Ү.Б.Оқушылардың ғылыми-зерттеу жұмыстарын ұйымдастыру.А.,2005.

2. Брежнова Е.В,Краевский В.В.Основы учебно-исследовательской деятельности студентов. – М.,2005.

3. Загвязинский В.И,Поташник М.М.Как учителью подготовить и провести эксперимент. – М.,2004.

4. Кухарев Н.В.Педагог-мастер,педагог-исследователь.Гомель,1992.

5. Беспалько.В.П.Слагаемые педагогической технологии-М.,Педагогика 1989ж

Эксперимент ғылыми психологиялық зерттеулерде қолданылатын негізгі әдістердің бірі. Эксперименттің негізгі ерекшелігі: зерттеуші зерттеу жағдайын арнайы түрде ұйымдастырады, жоспарлайды, зерттелетін құбылыстарға белсенді әсер етеді. Зерттеу жағдайындағы әр түрлі айнымалыларды өзі қадағалайды. Айнымалылар дегеніміз бұл эксперименталды жағдайда болуы мүмкін және өзгеруі мүмкін әр түрлі психологиялық құбылыстар. Зерттеуші өзі қадағалайтын, яғни өзгерте алатын айнымалыны тәуелсіз айнымалы деп атайды, ал тәуелсіз айнымалының әсерінен өзгеретін айнымалыны тәуелді айнымалы деп атайды. Жақсы (дұрыс) психологиялық эксперимент айнымалылар арасында корреляциялық қатынастар бар екендігін анықтаумен шектелмейді. Сонымен қоса, эксперимент айнымалылар арасында каузалды қатынастарын (причино-следственные отношения) көрсететін болжамдарды тексеруге мүмкіншілік береді (Каузал - лат. тілінен аударғанда себеп деген мағынаны білдіреді).

Арнаулы бағдарлама бойынша жүргізілген эксперимент кез келген зерттеудің шүбәсіздігін, сынын ішінде үлгілеуді пайдалануды береді. Эксперимент өткізудің өлшемді бағдарламасы (ойлау математикалық немесе физикалық) құбылыстарға таратылатын нәтижеге баға береді. Қорытылған өлшемдік байланыс түрінде, кездейсоқ, керексіз факторлар әсері алынып тасталады.

Кез келген эксперимент (физиалық немесе есептеу) дұрыс жасағанда және өнделгенде айқын өтеді.

Зерттеулер нәтижесін өлшемдік өңдеу мүмкіншілік береді факторлардын санын кеміту арқылы қажетті эксперимент санын азайтуға, ұқсас үрдістердің сансыз үлкен тобына өсіп эксперименттердің әрқайсысының нәтижесін таратуға.

Экспериментті өлшемді жоспарлау (Э.Ө.Ж.) үшін қажетті:

1) π₁ мөлшерсіз кешен түрін анықтау, салыстырмалы бірлікпен

π_рp_l+1, ..., p_l+n, көрсетілген, өлшемдік мақсатты қызметі (егер үрдістің дифференциалды теңеуі белгілі болса) бұл теңдеулерді бастапқы (шекті) шартқа өзгерту және жоғарыда жазылған әдіспен өлшемді түрге әкелу.

2) Мөлшерсіз кешен қозғалыс диапазонын анықтау өлшемсіз параметр қозғалысы берілген интервалы бойынша p₁, ..., p_l;

3) π₁, ..., мөлшерсіз үстемділік кешенін анықтау, π_m, елеу экспериментті өлшемді жоспарлау негізіне сәйкес тәжірибе (есептеу) жасау жолымен.

4) Полином коэффициентін анықтау мақсатымен белсеңді және еңжарлы экспериментті өлшемді жоспарлау негізіне сәйкес тәжірибе (есептеу) өткізу:

Аз тәжірибе (есептеу) өткізу нәтижесінде алынған полином мөлшерсіз кешенді байланыстыратын нақты байланысты білу ғана емес және осы тәжірибе нәтижесін үрдістің кең түріне тарату.

Өлшеу әдістері тура және жанама деп бөлінеді, тура өлшеуде шаманы іс-тәжірибеден, ол жанамада – тура өлшеумен анықталған басқа шамалардан алады.

Соңымен қатар абсалютті және салыстырмалы өлшеулер болады. Абсалютті өлшенетін шама берілгендегі тура өлшеулер. Салыстырмалы – өлшенетін шамалар талмыш шамаға қатысы, бірлік рөлін ойнайтын немесе бұл шаманы аталмыш шама қатысына қарай өлшеу.

Өлшеудің бірнеше әдістері бар: бағалау әдісі, салыстыру, қарама-қарсы қою әдісі дифференциалді, орын әдісі, бастыру әдісі, тура келу әдісі.

Эксперименнтік алып тастамайтын бөлігі өлшеу құралдары, техникалық құралдардың жиынтығы, нормальді қателері бар, эксперимент жүргізуге қажетті ақпаратты беретін.

Өлшеу аспабы эксперимент жүргізуге ыңғайлы түрде зерделенген шама туралы анықталған ақпарат алуға арналған өлшеу құралын айтады.

x_д – өлшенген шаманың нақты саны.

Аспаптың негізгі сипаттамасы, оның дәлділігі, қосыныды кателіктермен сипатталатың. Барлық елшеу құралдары дәлдікке мерзімді тексеруден өтеді. Ең кенінен тараған тексеру әдісі салыстыру әдісі. Оның мәнісі бір шаманы өлшеу тексерілетін үлгі аспаптарын және салыстыру.

1) Зерттейтін нысанаға үлгі құрылады, әдетте алдымен физикалық: әділ қайда алынған нәтижелері бір уақытта үлгінің қолдану шарттары және жіберілімдер шекаралар, қалыптасады.

2) Қалыптасқан математикалық үлгілеудің есептеу әдісі жасалады, әдетте алгебралық формулалар жиынтығы түрінде, оларді есептегіш алгоритм дейді.

3) ЭВМ есептер шығару бағдарламасы және алгоритм жасалады.

4) ЭВМ есептеу жүргізіледі.

5) Есептеу нәтижесін өңдеу, талдау және қорытындылау.