ОРТА МЕКТЕПТЕРДЕ АСТРОНОМИЯНЫ ОҚЫТУДА ЕСЕПТЕР ШЫҒАРУДЫҢ ӘДІСТЕМЕЛІК ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ

ОРТА МЕКТЕПТЕРДЕ АСТРОНОМИЯНЫ ОҚЫТУДА ЕСЕПТЕР ШЫҒАРУДЫҢ ӘДІСТЕМЕЛІК ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ

Кушкимбаева Бибара Жайлаубаевна

физика-математика ғылымдарының кандидаты, доцент, М.Х.Дулати атындагы Тараз өңірлік университеты,

Қазақстан, Тараз

Егембердиева София Шаймерденовна

физика-математика ғылымдарының кандидаты, доцент, М.Х.Дулати атындагы Тараз өңірлік университеты,

Қазақстан, Тараз

Дженгалиев Хасен Асхатович

М.Х.Дулати атындагы Тараз өңірлік университеты,

Қазақстан, Тараз

METHODOLOGICAL FEATURES OF SOLVING PROBLEMS IN TEACHING ASTRONOMY IN SECONDARY SCHOOLS

Bibara Kushkimbaeva

Candidate of physical and mathematical sciences, associate professor, Taraz Regional University named after M.H Dulati,

Kazakhstan, Taraz

Sofia Egemberdieva

Candidate of physical and mathematical sciences, associate professor, Taraz Regional University named after M.H Dulati,

Kazakhstan, Taraz

Khasen Dzhengaliev

Graduate student, Taraz Regional University named after M.H Dulati,

Kazakhstan, Taraz

АҢДАТПА

Жұмыста орта мектептерде астрономияны оқытуда тақырыпқа сәйкес есептер шығарудың астрономиялық құбылыстарды толық меңгеруде және оқушылардың алған білімдерін бағалау, тексеруде алатын орны, астрономиялық есептер түрлеріне байланысты есеп шығару жолдары қарастырылды.

ABSTRACT

In the work, the role of problem-solving according to the topic in the teaching of astronomy in high schools is considered in the complete learning of astronomical phenomena and the evaluation and verification of students' acquired knowledge, ways of problem-solving depending on the types of astronomical problems.

Түйін сөздер: уақыт, астрономия, аспан, Күн, Жер, географиялық ендік, экватор, кульминация, аспан сферасы.

Keywords: time, astronomy, sky, Sun, Earth, geographic latitude, equator, culmination, celestial sphere.

Уақыт және кеңістік бойына шексіз Әлемде аспан денелерін және олардың жүйелерін зерттейтін астрономия дүниеге көзқарастың бірқатар негізгі мәселелеріне жауап береді.  Астрономияны оқытуда оқушылар бізді қоршаған дүние, ондағы Күннің, Жердің және басқа планеталардың орны, адамзат ақыл-ойы бірте-бірте  дүниенің құпияларын қалай ашты және ашып жатырғандығы туралы біледі. Астрономия пайда болуы ғылым адамзаттың қажеттілігінен туындайтындығы туралы тұжырымды көрсетеді.

Өсіп келе жатқан ұрпаққа астрономиялық білімдер жүйесінде мектепте астрономияны оқыту, оларда дүниеге ғылыми көзқарас және әлемнің ғылыми бейнесін  қалыптастыру үшін қажетті. Астрономияны оқыту математика, физиканы оқытуда алынған білімдерді (жинақтауға) интеграциялауға мүмкіндік береді, жоғарғы сынып оқушыларының кәсіби қызығушылығын анықтауға қажетті құзыреттіліктерді қалыптастыруға ықпал етеді.

Соңғы жылдры өскелең ұрпақтың әртүрлі сенімдермен  оккультизмге бой алдыруы байқалады. Осындай жағдайлардың болуы, көптеген мұғалімдердің астрономияны оқытуда арнайы дайындықтарының жеткіліксіздігіне де байланысты.

Жалпы білім беруде заман талабына сай сапаға қол жеткізу үшін астрономияны  оқыту бағдарламаға сәйкес оқу- әдістемелік кешендер, инновациялық технологиялармен қамтамасыз етілуі керек.

Қазіргі кезде жаратылыстану пәндері оқу жоспарында сағат саны қысқарған, соның ішінде астрономияның да. Жеке астрономия сұрақтары жаратылыыстану, физика және геогрфия курстары мазмұнына енгізілген және осы пәндер оқулықтарында бұл сұрақтар толық ашылмаған. Осыдан оқушылардың жаратылыстану бағытында пәндерге қызығушылықтарының төмендейтіндігі орын алады және астрономия сұрақтары енгізілген  білім беру бағдарламасын   жүргізетін мұғалімер дайындауды жақсартуды қажет етеді..

Білім беру кеңісітігін  интеграциялау мақсатында астрономия физика пәніне біріктірілген. Жоғарыда айтылған мәселелерге байланысты астрономияны негізгі оқу жоспарына жеке пән ретінде енгізу керектігі туындайды.

Астрономиялық білім өскелең ұрпаққа төмендегідей себептерден қажетті:

Біріншіден, қазіргі заманғы астрономия ғылымы бұрын соңды болмаған даму кеезеңінде және таңқаларлық жаңалықтармен үздіксіз толығуда.

Екіншіден, астрономия мен астрономияның жаңалықтары астрономия ғылымы шеңберінен асып, қазіргі кезде барлық жаратылыстану ғылымдарының қызығушылықтарын туғызуда.

Үшіншіден, әлемді оқыту бірінші кезекте дүниеге ғылыми көзқараста маңызды.

Төртіншіден, адамзат ғарыштық эраға енгендіктен, қазіргі кездегі адамдар

ғарыш қандай мақсатта және қалай меңгерілетіндігін білуі керек.

Бесіншіден, соңғы онжылдықтарда ғылыми дәлелдемесіз парағылымдар (астрология, уфология, емші ж. т.с.б) көбейіп кеткендіктен, оған бойұратындар астрономиялық сауатсыздықтан.

Мектеп астрономиялық тақырыптарын оқытуда мұғалім:

 -астрономиялық материалды еркін меңгеруі, есептер мен тапсырмаларды іріктей білуі;

 -күндізгі және кешкі астрономиялық бақылауларды жүргізу және ұйымдастыру әдістерін меңгеру;

-бақылау жүргізетін астрономиялық   құралдарды қодана білуі (бинокль, телескоп, высотометр, компас);

-астрономиялық күнтізбелермен жұмыс істей білуі;

-иллюстративтік материалдарды максимал қодану (презентация, аспан денелерінің суреттерін, жұлдызды аспан картасы, атластары, Күн жүйесі моделі, Ай глобусы, аспан сферасы);

-астрономиялық құбылыстардың компьютерлік модельдерін қолдана білуі;

-Оқу процесін ұйымдастыруда оқушылардың табиғаттану, география және жаратылыстану курстарынан алған білімдеріне, олардың өмірлік тәжірибелеріне сүйену керек.

Физика оқулығындағы астрономиялық материалдар мазмұнын қарастыруда, бір академиялық сағатта оқытуға есептелген бір бөлімде берілген материалда күрделі ұғымдардың өте көп саны қамтылған. Бұдан физика курсындағы астрономиялық материалды, ұғымдарды қалыптастыру өте күрделі. Сонымен қатар оқу құралдарында өтілген материалды бекітуге есептер мен тапсырмалар берілген, ал параграфтан кейін келтірілген сұрақтар тек қайталауға бағытталған, яғни материалды шығармашылықты талдауға мүмкіндік бермейді.

Астрономиялық ұғымдардың айқын қалыптасуына және оқу материалдарын саналы және берік беруіне ықпал ететін формалардың бірі есептер шығару.

Орта мектепте физика курсында астрономиялық материалдарды оқыту процесінде алдыңғы жылдары жаратылыстану пәндерін оқытқанда алған білімдерін қорытындылау мен жүйелеуді жүзеге асыру және оқу-танымдық астрофизикалық есептерді шешу негізінде практикалық дағдыларды жетілдіру болып табылады.

Қазіргі заманғы психологтар мен әдіскерлер есеп шығару оқушылардың ойлауға тәрбиелеудің негізгі құралының бірі болып табылады деп есептейді.   С.Л.Рубинштейн: «Ойлау процесі әрқашан қандай да бір есепті шешуге бағытталған. Есеп шығару ойлау процесінің қорытындысы», С.Г.Каменецкий және В.П.Орехов: «Есеп шығару-бұл ойлау..., бұл синтез және анализ процесі» деп жазған.

Көпшілік әдіскерлер зерттеулерінен есеп шығарудың төмендегідей негізгі функциялары анықталған:

- Ынталандыру (мотивациялық);

- Танымдық;

- Дамытушылық;

- Тәрбиелік;

- Иллюстрациялық;

- Қарастырылып отырған астрономиялық заңдар мен заңдылықтардың практикалық қолданылуы;

- Оқушыларда арнайы астрофизикалық дағдылардың қалыптасуы;

- Оқушыларда пәнаралық дағдылар қалыптасуы;

- Оқушыларда жалпы дағдылар мен қабілеттілік қалыптасуы;

- Тексеру-бағалау.

Есеп шығару процесін анықтау және олардың негізгі функциясынан астрономиялық заңдылықтарды сапалы түсіндіруде есеп шығарудың  төмендегідей маңыздылығы шығады:

- Қарастырылған материалды анығырақ және берік меңгеруді қамтамасыз етеді;

- Физикалық шамалардың функционалдық тәуелділігін түсінуге көмектеседі;

- Оқушылардың білімін тереңдетуіне және кеңеюіне қызмет етеді;

- Теорияның практикада қолданылуы үшін тамаша құрал және ғылым мен техника, ғылым мен практика арасында байланыс орнатады;

- Оқушылардың өз бетінше жұмыс істеу дағдысын дамыту;

- Оқушылардың танымдық қабілетін дамытады;

- Ойлау қабілетін дамыту;

- Өтілген материалды қайталауды, жүйелеуді ыңгайлы түрде жүзеге асыруға мүмкіндік беру;

- Физика, астрономия және математика арасында байланыстырушы болып табылады;

- Мұғалімге оқушылардың білімін, дағдысын, меңгеруін бақылау үшін ең нақты әрекет етуші құрал болып табылады.

Орта мектеп физика курсындағы астрономиялық мазмұнды есептер шығару бір мезгілде кейбір мәселелерді тереңірек шешуде ерекше маңызды және оқушыларға астрономиялық білімнің практикада қолданылуына мүмкіндік береді.

Есепті шешуге кіріскенде алдымен оған талдау жасау керек: есептің астрономиялық мәнін талдау, қандай да бір формуланың  қолданылуы қажеттігін, нәтижесін түсіндіру және көрнекі баяндау. Егер оқушылар осындай әдіске үйретілген болса, онда үй тапсырмасын орындауда өз бетінше шығара отырып, есепті шешуге дайындық жүргізіп және алынған жауапты көрнекі түрде көрсете алады.Осы айтылғандардан төмендегідей  астрономиялық есептерді шешудің жалпы алгоритмін тұжырымдауға болады [2]:

1. Есептің шартын мұқият оқып және негізгі мәселені анықтау. Есеп шартында сипатталған процесс пен құбылысты елестету.
2. Есептің негізгі сұрағын оқып шешу мақсатын дұрыс түсіну үшін берілген шамаларға сүйене отырып, есептің шартын мұқият қайта оқу керек.
3. Есептің шартын жалпы қабылданған әріптік белгілеулермен қысқаша жазба жасау.
4. Есептің берілуіне сәйкес сурет немесе сызба сызу.
5. Есепті қандай әдіспен шешетінінізді анықтап, есепті шешу жоспарын құру.
6. Процессті немесе құбылысты сипаттайтын негізгі теңдеулерді жазу.
7. Жалпы түрде шешуді жасап, ізделініп отырған шаманы берілген шамалармен өрнектеу.
8. Есептің шешімінің дұрыстығын тексеру.
9. Берілген дәлдікпен өлшеу жүргізу.
10. Алынған шешімнің дұрыстығына бағалау жүргізу.
11. Талапқа сәйкес жауап жазу.

Астрономияны оқытудың жетістігі мұғалімнің материалды жақсы түсінгеніне және бақылау жүргізе білуіне ғана байланысты емес, сонымен қатар оқушылардың білімі мен дағдыларн тексеруді дұрыс ұйымдастыруына да байланысты.

Уақыттың жеткіліксіздігіне қарай кейде мұғалімдер оқушылар білімін бір-екі тапсырмамен бағалай салады. Бұл, біріншіден, оқушының тапсырманы жүйелі орындамауына жағдай жасайды, екіншіден, сабақта берілген материалды меңгеруге бақылауды әлсіретеді, яғни педагогикалық процесте «кері байланысты» жоғалтады. Білімді бағалау жүйесі әртүрлі әдістер мен формаларды қамту керек, тиімді үйлесімді қолданылған бағалау мұғалімнің шеберлігі көрсеткіші болып табылады.

 Оқушылардың белсенділігін арттыратын бағалау формасы маңызды. Мұндай бағалауға оқушылармен  әңгімелесу, жеке тапсырмалар бойынша жазбаша жұмыстарын тексеру, жеке бөлімдер бойынша есеп беру жатады.

 Есеп берудің ерекшелігі оқушылар есеп беруге дайындалу барысында негізгі маңызды тақырыптарды қайталайды да оқу материалы бойынша жалпылама және жүйелілікті біледі.

 Есеп беру бойынша, сабақты жібергендігіне немесе басқа да себептерге байланысты кейбір тақырыптарды түсінбеушіліктері бар оқушыларды  тексерген дұрыс. Себебі есеп беруге дайындалу барысында оқушы оқулықтан сәйкес тақырыптарды қарастырады. Үлгерімі төмен оқушыларға мұғалім өткен оқулықтағы материалдарға қосымша әдебиеттер, есептер беруге болады.

Кейбір жағдайларда дәстүрлі ауызша сұрақтар беруге тура келеді.  Мұның да астрономия оқытуда алатын орны, ерекшелігі бар. Ауызша сұрақтарды жоспарлағанда оған берілетін жауап жеткілікті дәл, қысқа және берілген мәселені толық ашатындай, оқушы өз бетінше ойлай алатындай құрастырылуы қажет.

Білімді бағалау түрін таңдау астрономия бойынша оқу материалдарының ерекшеліігіне байланысты.

Оқу материалы есептеулік немесе аспанның жылжымалы картасы мен анықтамалық оқу құралдарын пайдаланып есептер шығаруға байланысты болса, онда тексеру жұмыстар формасын қолдануға болады. Керісінше, дүние танымдық сұрақтарға байланысты болғанда оқушының қаншалықты сенімділігін тексеруде әңгімелесу, есеп беру, тақтаға шығарып сұрақтар беру арқылы бағалау керек.

Білімді тексерудің әртүрлі формаларын қолдана отырып мұғалім тексерудің бір түрінің жеткіліксіздігін жоюына, ал басқа түрінің артықшылығын қолдануына мүмкіндігі болады да соңында оқушылардың білімі туралы толығымен жеткілікті мәлімет алады.

Астрономия есептерін шығара отырып білім алушылар есеп шығарудың жалпы жолын (алгоритмын) біліп қана қоймай, есеп шығару процесінің дербес құрлымымен жұмыс істей білу қажет.

Астрономия есептерін шартты түрде үш түрге бөлуге болады:

1) есептеулік есептер;

2) аспан сферасының жылжымалы картасымен шығарылатын есептер;

3) сұрақ-есептер.         

Есептеулік есептер. Мұндай есептерді бергенде практикалық өмірде маңызды қандай да бір құбылыстарға қатысты есептер қызықты. Есепті астрономиялық құбылыстың астрономиялық мәнін түсінуден, қандай   формуланы қолданатындығына негіздеме беруден бастау керек. Есеп нәтижесінің сандық мәнін сәйкес келетін көрнекі салыстырулар арқылы түсіндіру маңызды. Астрономияның өзіндік ерекшелігіне қарай Халықаралық бірліктер жүйесін барлық уақытта қолдану мүмкін болмайды. Себебі күнделікті өмірде қолданатын бірліктер қолдану ыңғайсыздық тудырады. Сондықтан астрономияда жұлдыздарға дейінгі арақашықтықты өлшеуге парсек, жұлдыздар жарқырауына Күн жарқырауы бірлік ретінде, жұлдыздардың массасы мен радиустары сәйкес Күн массасы мен радиусы бірліктерімен, планеталардың массасы мен радиусы сәйкес Жер массасы мен радиусы бірліктерімен өлшенеді.

Жұлдызды аспанның картасымен шығарылатын есептер. Мұндай есептерді шығару үшін оқушыларға жұлдызды аспанның жылжымалы картасының жасалыну әдісі мен құрылымы туралы мұқият түсіндірілуі керек содан кейін есептер беруге болады. Мысалы, 1) Бүгін аспанда 22 сағатта қандай жарық жұлдыздарды көруге болады?   2) Жергілікті орында қандай жұлдыздар батпайды? 3) α-Лира жұлдызының экваторлық координаттарын анықтаңыз.  4) Берілген күні Күн қай задиак шоқ жұлдызында орналасқан? т.с.с.

Сұрақ-есептер. Сұрақ есептерді шешкенде оқушылар астрономиялық құбылысты айқын анық түсінуі, олардың өзара байланысын талқылай алуы және дұрыс логикалық тұжырым мен қорытынды жасауы керек. Мұндай есептер оқушылардың ойлау қабілеті мен кеңістікті дұрыс елестету қабілетін дамытады. Сұрақ-есептерді қарастырылып отырған құбылысты формуласыз сапалық жағынан қарастырған жағдайларда астрономияның кез келген бөлімдерінде қолданған тиімді. Мысалы төмендегідей сұрақтарды қарастырайық.

1) Жергілікті орынның ендігі 55 . Зениттен қандай арақашықтықта аспан экваторы аспан мередианымен қиылысады? Аспан горизонтынан аспан экваторының ең жоғарғы нүктесі биіктігі қандай?

Бұл сұраққа жауапты аспан сферасы сызбасынан алады. Сызбадан географиялық ендік дүние полюсының биіктігімен қатар аспан мередианымен аспан экваторының қиылысу нүктесінің зениттен қашықтығына тең екенін байқауға болады. Олай болса зениттік қашықтығы экватордың зениттен қашықтығы 55  ал экватордың ең жоғарғы нүктесінің горизонттан биіктігі 35. Түсіндіруді аспан сферасы моделінен түсіндіруге болады.

2) Тараз қаласының географиялық ендігі 43. Осы жерде еңісуі   Дубхе (Үлкен аю) Жұлдызының екі кульминацияда көруге болады ма?

;

.

Еңісуі  жұлдыздардың барлығы берілген орында барлық жұлдыздар батпайды. Сондықтан Дубхе Тараз қаласында батпайды, оның төменгі және жоғарғы кульминациядан көруге болады. Жауап нәтижесін аспан сферасы моделінде көрсетуге болады.

Астрономиялық есептер шығаруда жоғарыда келтірілген жалпы алгоритмдермен қатар әрбір жеке тақырыптардың ерекшеліктеріне байланысты өзіндік есеп шығару реттіліктерын ескеру қарастыру қажет.

Мысалы,

«Аспан денелері координаттарын анықтау» тақырыбына қатысты есеп шығару төмендегідей ретпен қарастырылады:

- Есептің шартын ұкыпты оқу және негізгі сұрақты анықтау.

- Жалпы қабылданған әріптік белгілеулер көмегімен есептің шартының берілуін қысқаша жазыңыз.

-Есепке сурет салыңыз.

1. Аспан сферасының мередианы жазықтығына проекциясын салыңыз.

2. Суретте сызықтар мен нүктелерді көрсетіңіз: көкжиек, тік сызық, зенит,   надир, солтүстік, оңтүстік.

- Суретте есеп шарты бойынша белгілі астрономиялық шамаларды көрсетіңіз (еңісу, шырақ биіктігі, ендык):

- Егер жергілікті орынның ендігі оң болса, онда оны суретте математикалық көкжиек солтүстігінен жоғары қарай есептейді, егер теріс болса, онда-төменге қарай. Дүние осін жүргізіп, оған перпендикуляр аспан экваторы салынады.

- Егер еңісу есептің шартты бойынша оң болса, және шырақ жоғарғы кульминацияда болса еңісу суретте экватордың Q нүктесінен  бастап есептеледі, егер теріс болса төмен қарай есептеледі. Егер төменгі кульминацияда болса еңісу Q'нүктесінен басталады.

- Жоғарғы кульминацияда есептің шарты бойынша биіктік оң болса, онда биіктік солтүстік нүктеден N жоғары қарай есептеледі, ал биіктік теріс болса, онда биіктік математикалық көкжиектің оңтүстік нүктесінен S төмен қарай есептеледі.

- Егер есептің шартында ендік пен биіктік таңбалары көрсетілмесе, бірақ оң жарты шарда деп айтылса, онда жоғарыда айтылған шамалар теріс таңбамен алынады.

- Геометриялық сурет негізінде есепті шешу үшін қажетті, еңісу, биіктік және ендік ұғымдарын байланыстыратын формулаларды анықтайды.

- Алынған формулалардағы барлық астрономиялық шамалар абсолютті түрде қойылады, яғни олардың таңбалары суретті сызғанда ескеріледі.

- Берілген дәлдікпен есептеу жүргізіледі.

- Талап етілген түрде жауап жазылады.

Есеп шығаруда есептің берілуіне сәйкес сызба сызу ерекше маңызды. Есептың сызбасын дұрыс сызу білім алушының есеп берілген тақырыпты кеңістіктік дұрыс елестетінін, яғни тақырыпты толық мегергенын көрсетеды.

Мысалы, Сызбада горизонт жазықтығына аспан сферасының (негізгі шеңберлер,нүктелер және сызықтар) проекциясын көрсету керек делік [3].

Шешім: Қандай да бір А нүктесінің қандай да бір жазықтыққа проекциясы А нүктесінен жазықтыққа түсірілген перпендикулярдың жазықтықпен қиылысу нүктесі болып табылады. Жазықтыққа перпендикуляр кесіндінің проекциясы нүкте болады. Жазықтыққа параллель шеңбер проекциясы жазықтықта сондай шеңбер болады, жазықтыққа перпендикуляр шеңбер проекциясы жазықтықта кесінді, ал жазықтыққа  көлбенен шеңбердің жазықтықтағы проекциясы эллипс болады және де көлбеулік бұрышы -қа жақын болған сайын эллипс соншалықты қысынқы болады. Сонымен,аспан сферасының қандай да бір жазықтыққа проекциясын сызу үшін, сол жазықтыққа аспан сферасының барлық нүктелерінен перпендикулярлар түсіру керек.

Есеп шығару реті төмендегідей болады.

Алдымен проекция жазықтығында шеңбер сызу керек, берілген жағдайда ол горизонт (көкжиек) болады. Сосын горизонт жазықтығында жатқан барлық нүктелер мен сызықтарды саламыз. Берілген жағдайда суретте көрсетілгендей олар аспан сферасының центрі O, Оңтүстік нүктелер S, солтүстік N, Шығыс E және батыс W, сонымен қатар тал түстік сызық NS. Одан әрі горизонт жазықтығына аспан сферасының қалған нүктелерінен перпендикулярлар түсіреміз де, зениттің Z, надирдің  және тік сызық  горизонттағы проекциясы аспан сферасының C центірімен сәйкес келетінің аламыз. Бірінші вертикальдің проекциясы EW кесіндісі, аспан меридианының проекциясы NS талтүстік сызықпен (беттеседі) сәйкес келеді. Аспан меридианында жатқан нүктелер: Р және  дүние полюстері, аспан экваторының Q және  Q' нүктелері де тал түстік сызыққа проекцияланады. Аспан экваторы горизонт жазықтығына көлбеген аспан сферасының үлкен шеңбері болғандықтан, оның горизонт жазықтығындағы проекциясы шығыс E батыс W нүктелерінен және Q,Q' нүктелері проекциларынан өтетін эллипс болады.

Сурет 1. Аспан сферасынын горизонт жазыктыгына проекциясы

Жұмыста орта мектептерде астрономияны оқытуда тақырыпқа сәйкес есептер шығарудың астрономиялық құбылыстарды толық меңгеруде және оқушылардың алған білімдерін бағалау, тексеруде алатын орны, астрономиялық есептер түрлеріне байланысты есеп шығару жолдары қарастырылды.

Әдебиеттер тізімі:

1. Петракова Е.А. Методика преподавания астрономии в старшей школе. Екатеринбург, 2019
2. Усова А.В., Тулкибаева Н.Н., Практикум по решению физических задач. –М.: Просвещение, 2001
3. Машонкина Л.И., Сулейманов В.Ф., Задачи и упражнения по общей астрономии. Методическое пособие.Казанский Государственный Унивеситет. Казань.2002