Fizika o ‘qitishda masala yechish m uhim aham iyatga EGA

Fizika o ‘qitishda masala yechish m uhim aham iyatga ega. Masala yechish — fizika o ‘qitish jarayonining ajralmas qismi b o ‘lib, u fizik tushunchalarni shakllantirishga katta hissa q o ‘shadi, fizik fikrlarni rivojlantiradi, bilimni amalda q o ‘llash malakasini orttiradi. Fizika masalalarini yechish quyidagi hollarda keng q o ‘llaniladi: a) yangi axborotlar berishda; b) m uam m oli vaziyat hosil qilish va o ‘quvchilarga m u a m ­ m o q o ‘yishda; d) amaliy malaka va ko ‘nikmani shakllantirishda; e) o ‘quvchilar bilim ining mustahkamligi va chuqurligini sinashda; 0 materialni mustahkamlash, umumlashtirish va takrorlashda; g) texnika yutuqlari bilan tanishtirishda va politexnik ta ’lim berishda; h) o ‘quvchilarning ijodiy qobiliyatlarini rivojlantirishda. Masala yechish orqali o'quvchilarning mehnatsevarligi, sinchkovligi, mustaqil m ulohaza yuritishi, o ‘qishga qiziqishi va hulqi, q o ‘yilgan m aqsadga erishishdagi q a t’iyligi tarbiyalanadi. 98 Fizikadan masala yechish o ‘quvchilarning dunyoqarashlarini shakllantirishga ijobiy t a ’sir ko‘rsatadi, ularni olim - larning ishlari, fan va texnikaning yutuqlari bilan tanishtirib boradi. Masala yechish ko‘p hollarda fizika darslarining tarkibiy qismi b o ‘lib keladi. 0 ‘qituvchi yangi mavzuni bayon qilishda va uni m ustahkam lashda, o ‘tilganlarni takrorlashda, o ‘quvchilaming mustaqil ishlarida va bilimlarini sinab ko‘rishda masala yechishdan foydalanadi. Fizikaga qiziquvchi o ‘quvchilar bilan sinfdan tashqari mashg'ulotlarda ham masalalar yechiladi, ular olimpiadaga tayyorlanadi. Olimpiadaga yechilishi qiyin va yangilik elementlarini o ‘z ichiga olgan masalalar tanlanadi. M asala yechish — olingan nazariy bilimni amaliyotga qo'llashdir. Bu esa o ‘quvchilarning fizik tafakkurini (fikrlashini) rivojlantirishda, jumladan hodisalarni tahlil qilishda, ular haqidagi m a ’lum otlarni um um lashtirishda, o ‘xshash tomonlarini va farqini aniqlashda katta ahamiyatga egadir. 2. MASALALARNING TURLARI VA ULARNI YECHISH USULLARI Fizika masalalari: 1) mazmuniga ko‘ra, 2) shartiga ko‘ra va 3) yechish uslubiga ko‘ra bir necha turga b o ‘linadi. 1) M azm uniga ko‘ra masalalar mexanik, molekular fizika, elektr, optika, atom va yadro fizikasiga doir masalalarga bo'linadi. Bundan tashqari konkret va abstrakt mazmunli masalalar ham mavjud. Abstrakt masalalarning mazmuni umumiylikka ega bo‘lib, hodisalarning mohiyatini ochib berishga qaratilgan. Konkret mazmunli masalalar esa amaliyot va o ‘quvchilarning hayotiy tajribalari bilan bog'langanligi uchun katta ko‘rgazmalilikka ega. Konkret masalalar texnik mazmunli (politexnik ta ’lim), tarixiy mazmunli (tarbiyaviy), qiziqarli mazmunli (qiziqishni uyg‘otuvchi) masalalarga bo'linadi. Sodda masala yechish deganda uni yechish vaqtida bittaikkita formula ishlatiladigan, bitta-ikkita xulosa chiqariladi99 gan, formulaning mazmunini izohlashga, sodda tajribani bajarishga moMjallangan masalalar tushuniladi. M urakkab m asalalar — uni yechish vaqtida bir necha fizik qonuniyatlar qoMlanadigan, fizikaning turli boMimlariga oid bilimlardan foydalaniladigan, bir necha xulosalar chiqariladigan, tajribani bajarishda yetarli malakaga ega bo‘lishni talab etadigan masalalardir. Bu masalalar muammoli vaziyat hosil qilishni va yangilik elementlarini o ‘z ichiga olishi lozim. Ijodiy masalalar ikki xil b o ‘ladi: qidiruv va konstruktorlik masalalari. 2) Masala shartiga ko‘ra matnli, eksperimental (tajribali), grafik va rasmli masalalarga boMinadi. 3) Yechish usuliga ko‘ra masalalar sifat, hisoblash, grafik va eksperimental masalalarga ajratiladi. Sifat masalalarning mohiyati shundaki, ular hodisalarning fizik mohiyatini ochib berishga qaratilgan boMadi. Hisoblash masalalari bir necha matematik operatsiyalarni qoMlash orqali yechiladi. M atem atik apparatning qoMlanilishiga qarab masalalarni yechish usullari arifmetik, algebraik va geometrik usullarga boMinadi. Masala yechishdagi mantiqiy uslublar — analitik va sintetik yoki analitik-sintetik uslublardir. Analitik uslubda masalani n om a’lum kattalikning topilishidan boshlab yechiladi. Uni bir necha sodda masalalarga boMib yuboriladi. Sintetik uslubda m asalada berilganlar orasidagi bog‘- lanishlarni aniqlab borib, oxiri topilishi kerak boMgan bitta n o m a ’lumga ega boMgan tenglikka boriladi. Bu uslublarning qoMlanishiga bir misol ko‘raylik. Biror jism h ] balandlikdan erkin tushm oqda; u bilan bir vaqtda u n d an ham b alan d ro q d an , y a ’ni A2 balandlikdan boshqa jism harakatlana boshlaydi. Ikkalajism yerga bir vaqtda tushishi uchun ikkinchi jism ning boshlangMch tezligi v(l q a n ­ day boMishi lozim? A nalitik usul: A, b alan d lik d an tu sh ay o tg an jism n in g k o ‘chishi: 100 2 ’ bundan, ,2 2 ^2 ~g> It h x balandlikdan tushayotgan jismning ko'chishi bundan /2Л, (2) H ar ikkala jism ning harakat vaqti bir xil b o ‘lgani uchun (2)ni (1) ga q o ‘yamiz: Щ->/ 2/'i ,,, . , I— U = ___£ = A ) _ , , Ig 2 W± 2 Щ ~ 2 ' ^ 27'1' (3> 1 г V « S intetik i/sul: h ] balandlikdan tushayotgan jismning k o‘chishi /г, = bundan, /г2 balandlikdan tushayotgan jismning ko ‘chishi: h2 = v{)t + g[ . (5) 2 H ar ikkala jismning ko'chish vaqti bir xil bo ‘lgani uchun (4) ni (5) ga qo'yamiz: bundan, Щ = (A “ /г' )^2Л, ' Eksperimental masalada tajriba masaladagi biror kattalikni oMchash orqali aniqlab beradi yoki yechim ning to ‘g ‘riligini tekshiradi. Masalan: m asalaning q o ‘yilishi. Bizga ichida ozgina qum b o ‘lgan asosi to ‘rt burchakli parallelepiped shaklidagi idish, dinam om etr, chizg‘ich, suvli idish berilgan bo'lsin. Idishning suvga botish chuqurligini topish kerak. Tahlil. Arximed kuchi qumli idishning og‘irligiga tenglashguncha (FA = P) idish botib boradi. P — idishning og‘irligi, FA — Arximed kuchi b o ‘lib, u idishning botgan qismi siqib chiqargan suyuqlikning og‘irligiga teng bo'ladi: FA = P = mg = pVg, bu yerda, V — idishning suvga botgan qismining hajmi, V =Sh\ S — idish asosining yuzi, h — idishning suvga botgan qismining balandligi. Demak, P = FA = pShg, bundan: Bundan ko'ramizki, masala yechish uchun qumli idishning og‘irligini, suyuqlikning zichligini va idish asosining yuzini bilish lozim. 0 ‘lchash. D in a m o m e tr bilan qum li idish o g ‘irligini, chizg'ich bilan idish asosining eni va bo'yini o'lchaymiz, asosining yuzi S = ah ni aniqlaymiz. Suyuqlik zichligini jad - valdan olamiz. Hisoblash. P, S, p , g laming aniqlangan qiymatlarini (7) ga q o ‘yib h ni topamiz. Tajribada sinash. Idishning hisoblab topilgan botish chuqurligini idish tubidan boshlab oMchaymiz va belgilab q o ‘yamiz. Keyin uni suvga tushirib belgi q o ‘yilgan yergacha botganini ko‘ramiz. Demak, hisoblab topilgan botish chuqurligi to ‘g ‘ri topilgan. 102 B a’zi bir ek sperim ental m asalalardagi tajribalar dars vaqtida frontal q o ‘yilishi ham m um kin. 3. MASALA YECHISH USLUBI (ALGORITMI) 0 ‘qituvchi masala yechish orqali o ‘quvchilarni tarbiyalaydi va masalalarni mustaqil yechishga o ‘rgatadi. Masala yechishni quyidagi bosqichlarda amalga oshirish maqsadga muvofiqdir: 1. Masala shartini va undagi n o m a ’lum so‘z va iboralarning mazmunini tushuntirish. 2. Qisqacha shartini yozish va uning rasmi, shakli yoki grafigini chizish. 3. Masala m azm unini tahlil qilib, undagi hodisa va predmetlarni o ‘quvchilar aniq tasavvur qilishlarini t a ’minlash va uni yechishda zarur boMgan tushuncha, qonuniyatlarni eslariga tushirish. 4. Yechish rejasini tuzish (tajriba o ‘tkazish), zarur boMgan o'zgarmas va jadval kattaliklarining qiymatlari bilan shartni toMdirish, grafik materiallarni tahlil qilish. 5. Fizik kattaliklarning qiymatlarini (SI) xalqaro oMchov birliklariga keltirish. 6. Berilgan va topish kerak boMganlar orasidagi bog‘- lanishlarni ifodalovchi qonuniyatlarni aniqlash va unga trios formulalarni yozish. 7. Tenglam a tuzish va uni um um iy ko‘rinishda yechish (tajriba asboblarini yigMsh va uni bajarish). 8. Topish kerak boMgan kattalikni hisoblab topish, tajriba natijasini tahlil qilish. 9. Olingan javobni tahlil qilish, yechishdagi soddalashtirishlarni baholash (tajribani bajarish). 10. Masala yechishning boshqa usullarini k o ‘rish va ulardan eng qulayini topish. Masala yechishning bu sxemasi hamma turdagi masalalarga taalluqli boMib, turli masalalarda b a ’zi bosqichlar bajarilmasligi mumkin. 103 Yuqoridagi masala yechish algoritmi (bosqichlari) masala yechish jarayonini to ‘la o ‘z ichiga olm aydi, unda faqat qonunlarni va m atem atik amallarni qo ‘llash bosqichlari algoritmlashtiriladi xolos. Lekin u masala yechish rejasini tanlash, yechishning boshqa bosqichlariga ijodiy yondoshishga halaqit bermaydi. Berilgan fizik vaziyatga moslashtirilgan holda Nyutonning 2- qonuni formulasini almashtirish algoritmini ko‘rib chiqaylik. 1. N y u tonning ikkinchi qonuni formulasini yozib, u n ­ dagi h ar bir kattalikning m a ’nosini aniqlash. 2. Bu kattaliklarning qiymatlarini aniqlash. a) inersial sanoq sistemasini tanlash; b) ko‘rilayotgan moddiy nuqta massasini aniqlash; d) uning tezlanishini aniqlash. Buning uchun quyidagi bosqichlar bajariladi: — nuqtaning trayektoriyasini, uning oniy tezligi y o ‘nalishini aniqlash; — tezlanishning tashkil etuvchilarini aniqlash, uni chizm ada ko‘rsatish; — natijaviy tezlanishni grafik ravishda aniqlash (uning vektor formulasini yozish) lozim; e) moddiy nuqtaga ta ’sir etuvchi ham m a kuchlarning teng t a ’sir etuvchisini aniqlash. Buning uchun quyidagi bosqichlar bajariladi; — m o d d iy n u q ta qaysi jis m la r b ilan o ‘z a ro t a ’sirlashayotganini aniqlash; — grafik ravishda teng t a ’sir etuvchini aniqlash va uning vektor ko‘rinishdagi formulasini yozish lozim. 3. U m um iy formulasidagi kattaliklarning 2-band b, d, e, qismlarida aniqlangan qiymatlarini q o ‘yamiz. 4. Dinamika II qonunining vektor ko‘rinishdagi tenglamasini hosil qilib, undan skalyar ko'rinishiga o'tamiz. Buni quyidagi masalani yechish orqali ko‘rib chiqaylik: K o ‘tarish krani m assasi 1000 kg boM gan yukni k o ‘tarm oqda. Agar yuk qisqa vaqt ichida 25 m /s 2 tezlanish bilan harakatlansa ko‘tarilishning boshida tros tomonidan yukka t a ’sir etuvchi kuchni (yukning ogMrligini) toping