Жарықтың түзу сызықты таралу заңы тәжірибелерін модельдеу [Физика]

Автор статьи : Ақжайсан М.
Организация : Колледж
Должность : Магистрант
Дата : 12.04.2023
Редакционная коллегия: онлайн нұсқада ғана жариялауға рұқсат етілген

Түйіндеме: Бұл мақалада Жарықтың түзу сызықты таралу заңы тақырыбында ұйымдастырылатын демонстрациялық тәжірибелерді 3D модельдеудің ерекшеліктері қарастырылады. Мақалада Blender 3D бағдарламасын ғылыми бағытта қолданудың артықшылықтары келтірілді. Нәтижесінде, мектеп физика курсындағы демонстрациялық тәжірибелерді ұйымдастыру үдерісінде кездесетін құрал-жабдықтардың жетіспеуі немесе істен шығуы, сондай-ақ оқушылардың пәнге деген қызығушылығын арттыру тәрізді мәселелерді шешудің тиімді әдісі бола алатындығы қарастырылды. Түйін сөз: жарық, 3D модель, Blender бағдарламасы, демонстрациялық тәжірибе.

Аннотация: В статье освещены преимущества использования Blender 3D в научном направлении. В результате было сочтено, что это может быть эффективным способом решения таких проблем, как отсутствие или выход из строя оборудования, возникающих в процессе организации демонстрационных опытов в школьном курсе физики, а также повышение интереса учащихся к предмету.В данной статье рассматриваются особенности 3D-моделирования демонстрационных экспериментов, организованных по теме закона прямолинейного распространения света. Ключевые слова: свет, 3D-модель, программа Blender, демонстрационный опыт.

Abstract: The article highlights the advantages of using Blender 3D in a scientific direction. As a result, it was considered that it could be an effective way to solve problems such as the lack or failure of equipment encountered in the process of organizing demonstration experiments in the school physics course, as well as increasing students' interest in the subject. This article discusses the features of 3D modeling of demonstration experiments organized on the topic of the law of rectilinear propagation of light. Keywords: light, 3D model, Blender program, demonstration experience.

Мектепте физика курсын оқытуда әрбір тақырыпты түсіндіру барысында демонстрациялық тәжірибелер ұйымдастырылуы қажет. Демонстарциялық тәжірибелерді ұйымдастыру физика мұғалімінен икемділікті, шығармашылықты, алдын ала дайындықты, көп уақытты талап ететін процесс. Бұл процестің нәтижелі шығуы үшін физика пәні мұғалімі әрбір өтілетін тақырыпқа жаңаша көзқараспен шығармашылық іс-әрекеттер орындайды. Оптикадағы физикалық тәжірибелерді жетілдіру бағытында көптеген шет елдік ғалымдардың жұмысы бар. Мысалы, Nils Haverkamp орта мектепте әртүрлі эксперименттер жүргізуге мүмкіндік беретін 3D басып шығарылған «Оптикалық текшелерге» негізделген эксперименттік жинақтың модульділігі мен қолжетімді етуде зерттеу жүргізген [1]. Одан бөлек В.В Лыткина заманауи білім беру үдерісінде 3D технологияларды қолдану, соның ішінде Blender 3D бағдарламасының қолдану ерекшеліктерін зерттеген [2]. М.Ф Кузнецов мектептегі физикадан білім беру жүйесінде компьютерлік модельдеуді қолданудың маңыздылығына зерттеу жүргізіп, өз тұжырымын жасаған [3]. Физика кабинетінде бар құрал-жабдықтарды барынша эффективті қолданумен қатар заманауи технологиялар мен бағдарламаларды қолдану білім алушылардың қызығушылығын оятып, білімнің сапасына оң өзгерістер әкелетінін ескеріп, Жарықтың түзу сызықты таралу заңы тақырыбында ұйымдастырылатын демонстрациялық тәжірибелерді Blender 3D бағдарламасымен моделдеу әдістерін қарастыратын боламыз. 8-сыныптың Жарықтың түзу сызықты таралу заңы тақырыбында жарық сәулесі, жарық шоғы, шашыратылған, жинақталған, паралель жарық сәулелерін түсіндіргеннен кейін жарық сәулелерінің тәуелсіздік заңына шағын демонстрациялық тәжірибе ұйымтастыруға болады. Бұл тәжірибені компьютерсіз, екі қалта фонары арқылы ұйымдастырған тиімді. Бірақ бұл жерде көбінесе физика мұғалімдерін тығырыққа тірейтін бір мәселе бар. Ол – қараңғы бөлме. Шындығында қазіргі кезде көп мектептерде бөлмені қараңғылау оңай шаруа болып табылмайды. (мектепте автоматты түрде қараңғыланатын физика кабинеті болғанның өзінде екі сыныпқа бір мезгілде физика сабағы өтілетін болса бір сынып басқа кабинетке өтуге тура келеді.) Бұл кезде демонстрациялық тәжірибеден бас тартпай оқушылардың қандай жағдай болса да бұл тәжірибені көруіне мүмкіндік жасаған дұрыс. Мәселен, түн уақытында оқушылар үйінде жасай алады. Бірақ оқушыларға тәжірибенің қалай жасалатынын көз алдарына елестетіп көрсету қажет. Бұл өте қарапайым тәжірибе болғандықтан тәжірибені түсіндіру көп уақыт алмауы керек және оқушыда түсініксіз мәселелер туындамас үшін тәжірибенің қалай жасалатыны көз алдарына 3D модель арқылы көрсеткен тиімді. Ол үшін біз Blender 3D бағдарламасының мүмкіндіктерін пайдаланатын боламыз. Тәжірибеде жарық көзі ретінде қолданылатын қалта фонары қолданылатындықтан бірінші қалта фонарының моделін дайындаймыз. Ол үшін Blender 3D бағдарламасында Add-Mesh-Cylinder командасы арқылы цилиндирді таңдаймыз. Transform терезесінде биіктігін 1см етіп Tab батырмасы арқылы обектіні редакциялау режиміне өтіп цилиндрдің үстіңгі табанын ерекшелейміз. Пернетақтадан Е батырмасын басып 0,7 мәнін береміз. Тағы Е батырмасын одан кейін S батырмасын басып тінтуірді жылжыту арқылы цилиндрдің табанын екі еседей кішірейтеміз. Тағы E батырмасын басып 4 мәнін енгізу арқылы қалта фонарының моделін аламыз. Бұл моделге қосымша детализация беруге болады. Ол үшін цилиндрдің астыңғы табанын ерекшелеп, Е және S батырмасын басып, тінтуір арқылы цилиндрдің астыңғы табанынан сәл кіші шеңбер аламыз және обектінің ішіне қарай 0,2см енгіземіз. Жоғарыдағы әрекеттерді қайталап тағы да 4 есе кіші шеңбер алып оны обектінің ішіне қарай 3см-дей жылжытамыз. Детализацияны күшейту үшін модельге материал беру қажет. Қалта фонарының сфералық айнасына Material Proporties-Base color реінде ақ түсті таңдап, Material Proporties-metallik мәніне 1 және Roughnes-ке 0 мәнін береміз. Осымен біздің демонстрациялық тәжірибемізге қажетті құрал ретінде қолданылатын қалта фонарының моделі дайын болды. Жоғарыда біз физиканың оптика бөлімінде ұйымдастырылатын тәжірибелерге қажетті құралдардың бірі болып табылатын қалта фонарының моделін құрастырдық. Бұл модельді оптиканың басқа да тақырыптарына демонстрациялық тәжірибе ұйымдастыру кезінде қолдануға болады.Бұл компьютердің жадында сақталып кез-келген уақытта, кез-келген жерде қолданудағы ыңғайлылығымен ерекшеленеді. Қашықтықтан оқыту кезінде бұл әдістің маңыздылығы арта түседі. Бұл дайындалған модельді кез-келген уақытта жетілдіруге болады.

ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ:

  1. Nils Haverkamp, Alexander Push. Білім беру үшін 3D басып шығарылған текшелерді пайдаланатын әртүрлі толқындық оптикалық эксперименттерге арналған қарапайым модульдік жинақ.:мақала.-Германия: Open Access журнал ,2022. – 57б
  2. Y.Jiugen, Y.Jing. Виртуальная лаборатория для высокопроизводительных экспериментов на макроуровне,2020.-188-195 б.
  3. Лыткинa B.B. Внедрение 3D-технологий в современный образовательный процесс. - г. Ecceнтyки, 2016. 108-121 б.