Mundarija I. Kirish II. Asosiy qism optika haqida umumiy

AKADEMIK LITSEY VA KASB-HUNAR KOLLEJLARIDA OPTIKADAN O`QUV EKSPERIMENTLARINI O`TKAZISH METODLARI.
OPTIKA-fizikaning yorug‘likning nurlanish, yutilish va tarqalish qonunlarini o‘rganadigan bo‘limidir. Yorug’lik elektromagnit to’lqinlardan iborat bo’lganligi sabali, optika elektromagnit maydon nazariyasining, ya’ni elektrodinamikaning bir qismi sifatida qaraladi.
Talabalarning faol ta’lim olish, optikani ilmiy va amaliy mazmunini o‘zlashtirish kabi faoliyatlarining
samaradorligini oshirishga yo‘naltirilgan uslubiy takliflar berilgan. O‘qitish jarayonida qo‘llash maqsadida optikaning asosiy qonunlariga mos ravishda tubdan yangi “Optik asboblar klassifikasiyasi” ishlab chiqilgan. Shu bilan birga, optika bo‘limini o‘qitishda, turli darslarda foydalanishga mo‘ljallangan universal “Optik asboblar” interfaol taqdimot yaratilgan va joriy etilgan. Talabalarning kuzatuvchanlik, mantiqiy tahlil, ijodkorlik va mustaqil ishlash kabi qobiliyatlarini rivojlantirishga mo‘ljallangan hamda ularning bilim doirasini va umumiy dunyoqarashini kengaytirishga xizmat qiladigan “Mustaqil ijodiy ish” mavzulari tahlil etilgan. Uzluksiz ta’lim tizimida fizika, xususan optikaning mazmuniga e’tibor qaratilsa, uning fan-texnika taraqiyotidan ortda qolganiga guvoh bo‘lish mumkin. Chunki 60 yildan ziyodki, “Elementar fizika” va “Umumiy fizika” kurslaridagi “Optika” bo‘limining mazmuni deyarli kengaymagan1. Bu borada maktab fizika kursining ilmiyligi nuqtai nazaridan bir qancha kengaytirish choralari ko‘rilgan. “Umumiy fizika” kursidagi “Optika” bo‘limining mazmuni “Fizikaviy optika” hisobiga bir oz ilmiy jihatidan chuqurlashtirilgan3. Xolbuki, bugungi fan rivojiga, texnika taraqqiyotiga va axborotlarning globallashuviga nazar tashlansa, “fizika”ning, xususan “optika”ning o‘rni beqiyos darajada o‘sib borayotganini ko‘ramiz. Birgina optik asboblar nuqtai-nazaridan tahlil etilsa, ilgari an’anaviy tarzda o‘qitishda foydalanilgan lupa, ko‘oynak, mikroskop va fotoapparat kabi sodda asboblar qatoriga yuzlab zamonaviy optik asboblar kirib keldi. Ilgari faqatgina geometrik optika qonunlari asosidagi optik asboblar ma’lum bo‘lgan bo‘lsa, endi raqamli texnologiyalar rivojlangan davrda to‘lqin optikasi va fizikaviy optika qonunlarini qo‘llashga asoslangan juda ko‘plab hamda amaliyotda o‘ta muhim ahamiyatga molik asboblar paydo bo‘ldi. Bunday asboblar kundalik xayot tarziga dadil kirib keldi. Ular qatoriga optik disklar, raqamli nevelirlar, lazerli texnologik qurilmalar, ko‘rish trubalari, masofani o‘lchash qurilmalari, teleskoplar, teplovizorlar, raqamli televizorlar, optik qurollar, snayperlar, 3D formatli kamera va proyektorlar, golografik qurilmalar, interferension mikroskoplar, difraksion tahlil qurilmalari, interferometrlar, polyarimetrlar va boshqa ko‘plab spektral asboblarni kiritish mumkin. Bunday optik qurilmalar sanoatda, asbobsozlikda, samolyotsozlik va aviasiyada, kosmonavtika va energetikada, aloqa va nivigasiyada, qurilish va transportda, boshqa turdagi texnika va qishloq xo‘jaligi sohalarida ham keng qo‘llanilmoqda.
Bugungi keng dunyoqarashga ega insonlar, katta axborot olamida bilim olayotgan o‘quvchi va talabalar mazkur asboblar to‘g‘risidagi turli ma’lumotlarga duch kelishi tabiiydir. Umumiy o‘rta va ayniqsa, oliy ma’lumotli shaxslar optik asboblar to‘g‘risidagi umumiy tushunchalarga ega bo‘lishini zamon taqazo etmoqda. Uzluksiz ta’lim tizimida faoliyat olib borayotgan fizika o‘qituvchilari birinchi navbatda mazkur bilimlarni tarqatuvchi faol manbalardan biri bo‘lishi zarur. Shuning uchun fizika fani bo‘yicha pedagoglarni tayyorlashda mazkur masalaga bugundan boshqacha yondashish zarur. Undan tashqari aniq va tabiiy fanlar, muhandislik sohalaridagi har qanday oliy ma’lumotli kadrlarni tayyorlashda fizika fanini o‘qitishda ushbu masalaga e’tibor kuchaytirilishi maqsadga muvofiqdir. Avvalo ta’kidlash joizki, hozirgi vaqtgacha, optik asboblarning umumiy qabul qilingan klassifikasiyasi mavjud emas. Faqatgina ayrim mutaxassislar tomonidan taklif etilgan xususiy klassifikasiyalashdan foydalanish mumkin. Ta’limga joriy etishga mo‘ljallangan optik asboblar klassifikasiyasini ishlab chiqish esa birinchi marta qo‘yilmoqda. Nazarimizda optik asboblarni qo‘llash masofasi nuqtai-nazaridan kelib chiqib umumiy ikki turga ajratish mumkin: “Uzoqdan ko‘ruvchi” va “Yaqindan ko‘ruvchi”. “Uzoqdan ko‘ruvchi” asboblar sarasiga teleskop, durbin, binokl, nevelir, masofa o‘lchagich, fotoapparat, kinokamera va proyektorlar kirsa, “Yaqindan ko‘ruvchi” asboblar sarasiga lupa, ko‘zoynak, mikroskop kabi ko‘plab asboblar kiradi.
Optik nurni qabul qilish yoki sezish xarakteriga qarab optik asboblar quyidagi turlarga
bo‘linishi mumkin:
 vizual (asosiy qabul qiluvchi – bu ko‘z);
 optik-elektron (asosiy qabul qiluvchi – bu
fotokatod);
 fotografik (asosiy qabul qiluvchi –
fotoemulsiya).
Foydalaniladigan optik nur diapazoniga qarab optik asboblarni quyidagi turlarga bo‘lish mumkin:
 ko‘rinma nur spektri (380 - 770 nm);
 infraqizil (IQ) nur (770 - 75000 nm);
 ultrabinafsha (UB) nur (10 - 380 nm);
 Rentgen nurlari (0,005-100 nm).
Optik asboblarning qo‘llanilishi sharoitiga qarab quyidagi turlarga bo‘lish mumkin:
 laboratoriya optik asbobi;
 dala optik asbobi;
 dengiz optik asbobi;
 aviasiya optik asbobi;
 kosmos optik asbobi;
 suv osti optik asbobi;
 . yuqori radiasiya sharoitidagi optik asbob.
Optik asboblarning qo‘llanilishi sohasiga qarab quyidagi turlarga bo‘lish mumkin:
 astronomik optik asbob;
 geodezik optik asbob;
 aerofoto apparatura;
 fotografik asbob;
 kinokameralar;
 kinoproyeksiya apparatlari;
 proyeksiya apparatlari;
 tezkor foto va kino apparatlar;
 navigasiya asboblari;
 linzalar, lupa;
 mikroskop;
 ko‘zoynak;
 oftalmologiya asboblari;
 harbiy optik asboblar;
 fotometrlar, nurtexnik asboblar;
 yoritkichlar, davolovchi va stimullovchi yoritkichlar;
 fotokolorimetrlar;
 spektral asboblar;
 interferometrlar;
 optik o‘lchav-nazorat asboblari;
 metalga ishlov berish stanoklarining optik qurilmalari;
 avtomat boshqaruv tizimlarining optik detektorlari;
 nursignal asboblar;
 projektorlar va faralar;
 mayaklarning optik qurilmalari;
 konsentratorlar, Frenel konsentratorlari;
 Rentgen qurilmalari;
 texnologik lazerlar;
 diagnostik va davolash lazerli qurilmalari; dezinfeksiyalovchi yoritkichlar va nurlatkichlar

O‘qitish jarayonida qo‘llash maqsadida optikaning asosiy qonunlariga mos ravishda tubdan yangi “Optik asboblar klassifikasiyasi” ishlab chiqilgan. Optika bo‘limini o‘qitishda turli darslarda foydalanishga mo‘ljallangan universal “Optik asboblar” interfaol taqdimot yaratildi. Taqdimotning o‘ziga xos jihatlari shundan iboratki, talabalarga avvalo turmushda uchraydigan turli shakldagi va turli funksiyalarni bajaruvchi asboblarning fotonushalari yoki multimedia qismlari taqdim etiladi. Taqdimot davomida talabalarga topshiriqlar berib boriladi. 1-topshiriq: rasmdagi asbobni tavsiflang, talabalar tomonidan tegishli asboblarning tavsifilari aytiladi, so‘ngra to‘la tavsif ekranda ochiladi. 2-topshiriq: mazkur asbobda amal qiladigan qonun yoki hodisani tavsiflang. 3-topshiriq: mazkur asbobning texnik parametrlarini yoki xarakteristikalarini tavsiflang. 4-topshiriq: mazkur asbobning takomillashgan yoki eng yaqin analoglarini tavsiflang va h. k. Har bir topshiriqqa talabalarning batafsil javoblari eshitilga, to‘g‘ri va to‘la javob ochib ko‘riladi. Barcha jarayon ochiq tarzda o‘tkazilgani uchun talabalar o‘zlariga va bir-biriga obyektiv baho bera olishadi. Bunday taqdimotdan talabalar o‘zlari mustaqil ta’lim olishlarida va masofaviy ta’limda ham muvaffaqiyatli foydalanishlari mumkin. Mualliflar tomonidan optika bo‘limini o‘qitish davomida talabalarning kuzatuvchanlik, mantiqiy tahlil, ijodkorlik va mustaqil ishlash kabi qobiliyatlarini rivojlantirishga mo‘ljallangan hamda ularning bilim doirasini va umumiy dunyoqarashini kengaytirishga xizmat qiladigan “Mustaqil ijodiy ish” mavzulari ishlab chiqilgan. Jumladan, bunday mavzular qatoriga quyidagilar kiradi: «Optika mening xayotimda», «Uyda optika», «Mening optik jihozlarim», «Mening maktabimda yoki universitetimda optika», «Mening telefonimda optika», «Televizor optikasi», «Tabiatda optik hodisalar», «Nur va soya», «Kun va tun», «Quyosh optikasi», «Oy optikasi», «Optika va rang», «Optika va diffuziya», «Optika va dengizda suzish», «Optika va qurilish», «Optika va transport», «Optika va kosmetika», «Optika va moda», «Optika va sport», «Optika va alpinizm», «Optika va sog‘liq», «Mikroolam va optika», «Optika va ob havo», «Optika va qishloq xo‘jaligi», «Fizikada va tabiatda rang kamalak», «Optika va kiyimlar», «Optika va xayvonot olami», «Optika va o‘simliklar», «Xarbiy sohadagi optika», «O‘yinchoqlarda optika». Bunday “Mustaqil ijodiy ish” mavzularini o‘qituvchilar yanada kengaytirishlari mumkin.

Talabalarga mavzular avvalo ularning tanlovi asosida taqsimlanadi, mavzu bo‘yicha ularga yozma ijodiy ish tayyorlash topshirilib, ma’lum yakunlash vaqti belgilanadi. Tayyorlangan mustaqil ishlarning yakuniy muhokamasiga bag‘ishlangan anjuman yoki konferensiya o‘tkaziladi. “Mustaqil ijodiy ish”ni tayyorlashda demenstrasion, ko‘rgazmali materiallar, taqdimotlar tayyorlagan talabalar alohida rag‘batlantiriladi. Yuqorida bayon qilingan uslubiy yangiliklarni universitetlarda ta’lim jarayoniga 2016-2017, 2017-2018, 2018-2019 va 2019-2020-o‘quv yillarida joriy etish juda salmoqli ijobiy natijalarni berdi. Shunga tayangan holda “Optik asboblar” mavzusini o‘qitish orqali fizikaning optika bo‘limining ilmiy va amaliy mazmunini kengaytirish konsepsiyasi ishlab chiqildi. Konsepsiyaning mazmuni shundan iboratki, optikani o‘qitishni aynan optik asboblar va ularning tahlilidan boshlash kerak. Har bir mavzu o‘tilganda albatta uning optik asboblarda qo‘llanilishiga urg‘u berilishi maqsadga muvofiq. Talabalarning kundalik kuzatuvchanlik, mantiqiy tahlil, ijodkorlik va mustaqil ishlash kabi qobiliyatlarini rivojlantirishga mo‘ljallangan hamda ularning bilim doirasini va umumiy dunyoqarashini kengaytirishga xizmat qiladigan “Mustaqil ijodiy ish” mavzulari ishlab chiqilib, talabalarning darsdan tashqari vaqtlarida hamda mustaqil ishlash jarayonlarida joriy etilishi muhim natijaga olib keladi. O‘qituvchi talabalar uchun interfaol tartibda qo‘llaniladigan elektron taqdimot va multimediali mahsulotlarni tayyorlash hamda bunday tadbirlarga eng iqtidorli talabalarni jalb etishlari maqsadga muvofiqdir.
Yuqoridagi barcha o‘quv-uslubiy ishlanmalarni umumlashtirib, zamonaviy axborot kommunikasiya texnologiyalaridan foydalangan holda “Optika bo‘limini o‘qitish” multimediali EHM dasturiy mahsuloti ishlab chiqildi hamda davlat qaydidan o‘tkazish maqsadida O‘zR intellektual mulk agentligiga taqdim etildi. Shunday qilib, mualliflar tomonidan quyidagilar amalga oshirilgan:
1) Optikaning asosiy qonunlariga mos ravishda tubdan yangi “Optik asboblar klassifikasiyasi” ishlab chiqilgan;
2) “Optik asboblar” mavzusini o‘qitishning yangi va talabalarning faolligini oshirishga asoslangan o‘qitish uslubi ishlab chiqilgan;
3) “Optik asboblar” mavzusini o‘qitishga mo‘ljallangan interfaol taqdimot yaratilgan va joriy etilgan;
4) Talabalarning kuzatuvchanlik, mantiqiy tahlil, ijodkorlik va mustaqil ishlash kabi qobiliyatlarini rivojlantirishga mo‘ljallangan hamda ularning bilim doirasini va umumiy dunyoqarashini kengaytirishga xizmat qiladigan “Mustaqil ijodiy ish” mavzulari ishlab chiqilgan.
5) “Optik asboblar” mavzusini o‘qitish orqali fizikaning optika bo‘limining ilmiy va amaliy mazmunini kengaytirish konsepsiyasi ishlab chiqilgan;
6) Zamonaviy axborot kommunikasiya texnologiyalaridan foydalangan holda “Optika bo‘limini o‘qitish” multimediali EHM dasturiy mahsuloti ishlab chiqilgan.