Түркістанда жас ғалымдар VR технологиясы арқылы физиканы оқытудың жаңа тәсілін зерттеуде

Түркістан облысында ғылым мен білімді ұштастыратын жаңа зерттеу бағыттары қалыптасып келеді. Соның бірі – болашақ физика мұғалімдеріне физикалық эксперименттерді виртуалды шындық технологиясы арқылы ұйымдастыру әдістемесін әзірлеуге бағытталған ғылыми жоба. Зерттеу Қожа Ахмет Ясауи атындағы Халықаралық қазақ-түрік университетінде жас ғалымдардың гранттық жобалары аясында жүзеге асырылуда. Жобаның негізгі мақсаты – физиканы оқыту барысында виртуалды шындықтың мүмкіндіктерін пайдаланып, білім алушылардың тәжірибелік және зерттеушілік дағдыларын дамыту.

Қазіргі таңда білім беру жүйесінде цифрлық технологияларды тиімді пайдалану маңызды бағыттардың біріне айналды. Әсіресе жаратылыстану ғылымдарын оқыту кезінде күрделі физикалық құбылыстарды тек теориялық тұрғыда түсіндіру кей жағдайда жеткіліксіз болуы мүмкін. Электр және магнит өрісі, механика, оптика, молекулалық физика секілді бөлімдердегі кейбір процестерді оқушының көзбен көріп, тәжірибе арқылы бақылауы тақырыпты терең түсінуге мүмкіндік береді. Осы тұрғыдан алғанда виртуалды шындық технологиясы дәстүрлі зертханалық жұмыстарды толықтырудың жаңа құралы ретінде қарастырылып отыр.

Ғылыми жобаның ерекшелігі – VR технологиясын жай ғана көрнекілік ретінде емес, физикалық эксперимент жүргізуге арналған білім беру құралы ретінде қарастыруында. Виртуалды ортада білім алушы белгілі бір физикалық тәжірибені орындап, оның барысын бақылауға, параметрлерді өзгертуге және алынған нәтижелерді салыстыруға мүмкіндік алады. Мұндай тәсіл оқушыны дайын ақпаратты қабылдаушы ғана емес, эксперимент жүргізетін зерттеуші ретінде қалыптастыруға бағытталған.

Зерттеу жұмысы болашақ физика мұғалімдерін даярлау ісімен де тікелей байланысты. Себебі цифрлық технологиялардың мектептегі оқу процесіне енуі мұғалімнен жаңа құзыреттерді талап етеді. Педагог тек пәндік білімді меңгеріп қана қоймай, заманауи цифрлық құралдарды сабақ мақсатына сәйкес таңдап, оларды тиімді пайдалана білуі қажет. Осыған байланысты болашақ мұғалімдерді жоғары оқу орнында VR технологияларымен жұмыс істеуге үйретудің маңызы артып отыр.

Жобаның ғылыми және практикалық маңызы да осы тұста көрінеді. Зерттеу нәтижесінде физика пәнін оқытуда виртуалды эксперименттерді қолданудың әдістемелік негіздері қалыптастырылуы мүмкін. Бұл мұғалімдерге оқу тақырыптарына сәйкес виртуалды тәжірибелерді таңдап, сабақ құрылымына енгізудің тиімді жолдарын анықтауға мүмкіндік береді.

Виртуалды шындықтың тағы бір артықшылығы – қауіпсіз орта қалыптастыру мүмкіндігі. Мектеп зертханаларында кейбір тәжірибелерді жүргізу арнайы құрал-жабдықты, қауіпсіздік шараларын және белгілі бір материалдарды қажет етеді. Ал виртуалды ортада тәжірибені қауіпсіз жағдайда бірнеше рет қайталауға болады. Оқушы эксперимент барысында қателік жіберсе, оның нәтижесін талдап, тәжірибені қайта орындау мүмкіндігіне ие болады.

Бұл тәсіл әсіресе күрделі немесе қымбат зертханалық жабдықтарды қажет ететін тәжірибелерді меңгертуде пайдалы болуы мүмкін. Виртуалды зертхана нақты құрал-жабдықтың орнын толық баспайды, алайда оны толықтыратын қосымша орта ретінде қолданылса, оқушының тәжірибелік дайындығын күшейтуге мүмкіндік береді.

Жоба аясында физикалық эксперименттерді виртуалды ортада ұйымдастырудың педагогикалық мүмкіндіктеріне де назар аударылады. Мұнда тек технологияның техникалық мүмкіндігі емес, оның білім нәтижесіне ықпалы маңызды. Яғни виртуалды тәжірибе оқушының физикалық заңдылықтарды түсінуіне, себеп-салдарлық байланыстарды анықтауына және өздігінен қорытынды жасауына қаншалықты әсер ететіні зерттеледі.

Қазіргі білім беру жүйесінде оқушының зерттеушілік қабілетін дамытуға ерекше мән беріліп отыр. Физика пәні бұл бағытта үлкен мүмкіндік береді, өйткені пәннің негізінде бақылау, тәжірибе жасау, болжам ұсыну, өлшеу және қорытынды шығару сияқты ғылыми әдістер жатыр. VR технологиясын осы процестермен байланыстыру оқушылардың ғылымға деген қызығушылығын арттырудың жаңа тетігі болуы мүмкін.

Түркістанда жүзеге асырылып жатқан ғылыми жобаның тағы бір маңызды қыры – жас ғалымдардың нақты білім беру мәселесін зерттеуге тартылуы. Жоғары оқу орындарындағы жас зерттеушілердің ғылыми жобаларға қатысуы өңірдегі ғылыми кадрлардың қалыптасуына ықпал етеді. Олар зерттеу әдістерін меңгеріп, тәжірибелік жұмыстар жүргізіп, ғылыми нәтижелерін жариялау және білім беру тәжірибесіне енгізу мүмкіндігіне ие болады.

Ғылыми зерттеудің нәтижелері болашақта педагогикалық жоғары оқу орындарының білім беру бағдарламаларын жетілдіруге де негіз болуы мүмкін. Егер виртуалды эксперименттерді қолданудың тиімді әдістемесі қалыптасса, оны болашақ физика мұғалімдерін даярлау барысында арнайы практикалық сабақтарда пайдалануға болады. Бұл педагогтердің цифрлық сауаттылығын ғана емес, олардың заманауи оқыту технологияларын педагогикалық тұрғыда қолдану қабілетін де арттырады.

Сонымен бірге VR технологиясы білім алушылардың жеке қарқынына бейімделген оқытуға мүмкіндік береді. Бір оқушы тәжірибені бір рет орындау арқылы нәтижені түсінсе, екіншісіне оны бірнеше рет қайталау қажет болуы мүмкін. Виртуалды орта мұндай қайталауға мүмкіндік береді. Бұл білім алушының өздігінен жұмыс істеуіне және оқу нәтижесіне жауапкершілікпен қарауына жағдай жасайды.

Зерттеу жұмысының өзектілігі жасанды интеллект, виртуалды шындық, толықтырылған шындық және басқа да цифрлық технологиялардың білім беру саласына белсенді еніп жатқан кезеңімен де байланысты. Алайда кез келген технологияны оқу процесіне енгізу оның тиімділігі ғылыми тұрғыдан дәлелденген жағдайда ғана нәтижелі болады. Сондықтан VR құралдарын физиканы оқытуда пайдаланудың педагогикалық мүмкіндіктерін зерттеу – технологияны мақсатты әрі тиімді қолданудың маңызды алғышарты.

Түркістан облысында мұндай ғылыми жобалардың жүзеге асуы өңірдегі білім беру мен ғылымның өзара байланысын күшейтіп келеді. Университет қабырғасында жүргізілген зерттеулердің нәтижесі мектеп тәжірибесіне енгізілсе, ғылыми жұмыстың нақты әлеуметтік әсері қалыптасады. Бұл ретте жоғары оқу орны, жас ғалымдар және мектеп мұғалімдері арасындағы байланыс маңызды рөл атқарады.

Жоба болашақта физика сабақтарының мазмұнын жаңғыртуға, тәжірибелік жұмыстардың аясын кеңейтуге және оқушылардың ғылыми-зерттеушілік қызығушылығын арттыруға мүмкіндік береді. Әсіресе ауылдық мектептер үшін цифрлық зертханалар мен виртуалды тәжірибелер қосымша білім беру мүмкіндігін қалыптастыра алады. Бұл дәстүрлі материалдық зертханалық база жеткіліксіз болған жағдайда да оқушыларға тәжірибелік тапсырмаларды орындауға жағдай жасауға ықпал етеді.