§ 2. Тәуелді, тәуелсіз және қадағаланатын айнымалыларды қалай анықтауға болады

Жаратылыстану, 6 сынып. Оқулық: Қаратабанов Р.Ә. және т.б. (Алматыкітап баспасы, 2023). 1 тарау: Ғылым әлемі. 11–14-беттер.

Нені үйренесің

• Тәжірибедегі айнымалының не екенін түсіндіруді.
• Тәуелсіз, тәуелді және қадағаланатын айнымалыларды ажыратуды.
• Кез келген тәжірибеден және күнделікті өмірден айнымалыларды табуды.
• «Суда жүзетін жұмыртқа» тәжірибесін жасап, нәтижесін түсіндіруді.

Ой қозғау

• Зерттеудің қандай кезеңдері бар? Сұрақ → болжам (гипотеза) → тәжірибе немесе бақылау → нәтижелер → қорытынды.
• Зерттеу нысаны деген не? Біз зерттейтін нәрсе. Мысалы, терезе алдындағы кактус.
• Ал зерттеу пәні ше? Нысанның қандай қасиетін немесе жағын зерттейтініміз. Мысалы, кактус әртүрлі суарғанда қаншалықты тез өседі.
• Зерттеудің қандай әдістерін білесің? Бақылау, тәжірибе (эксперимент), өлшеу, салыстыру, модельдеу.

💡 Нысан мен пәнді білсең, тәжірибеде нені өзгерту, нені өлшеу керегін түсіну оңай. Сабақ дәл осы туралы.

Тақырыпты талдаймыз

Айнымалы деген не

Мектеп дәлізінің екінші басындағылар сені естісін десең бе? Дауысыңды қаттырақ шығаруың керек. Сен дауыстың күшін өзгерттің — нәтиже де өзгерді. Тәжірибеде өзгертуге болатын нәрсені айнымалы дейді.

Ғалымдар айнымалыларды әдейі өзгертеді, одан не шығатынын көру үшін. Айнымалылар үш түрге бөлінеді.

Айнымалының үш түрі

• Тәуелсіз — оны зерттеушінің өзі өзгертеді. Бұл — сен жылжытатын «тетік».
• Тәуелді — жауап ретінде өзгереді. Бұл — сен өлшейтін нәтиже.
• Қадағаланатын — тәжірибе әділ болуы үшін бірдей ұстау керек шарттар.

📌 Тәуелді айнымалы қалай өзгеретінін көру үшін тәуелсіз айнымалыны өзгертеді. Қалғанының бәрін тұрақты ұстайды.

Мысал. Суарудың бұршақтың өсуіне әсерін тексеріп жатырсың делік. Судың мөлшері — тәуелсіз айнымалы. Өскіннің биіктігі — тәуелді айнымалы. Бұршақтың сорты, құмыра, топырақ, жарық, температура — қадағаланатын айнымалылар.

⚠️ Жиі кететін қате. Тәжірибеде бірден екі нәрсені, мысалы суды да, жарықты да өзгертсең, өскінге нақты не әсер еткені белгісіз болады. Бір мезгілде тек бір тәуелсіз айнымалыны өзгертеміз.

«Суда жүзетін жұмыртқа» тәжірибесі

🧪 Тәжірибе. Саған қажет: үш мөлдір стақан немесе банка, шикі жұмыртқа, қасық, ас тұзы, кран суы.

Неліктен солай? Тұзды су тұщыдан тығыз, жұмыртқаны күштірек жоғары итереді. Жұмыртқа өзгерген жоқ — су өзгерді.

🌟 Өлі теңізде су соншалықты тұзды, адам оның үстінде үрленген матрас сияқты жатады. Қазақстандағы тұзды көлдерде де ұқсас: оларда өзенге қарағанда жүзу әлдеқайда оңай.

⚠️ Тәжірибеден кейін шикі жұмыртқаны жеме, ал қолыңды сабынмен жу: қабығында микробтар болуы мүмкін.

👨‍👩‍👧 Ата-анаға. Тәжірибе қауіпсіз, асүйде 10 минутта жасалады. Қаныққан ерітінді үшін тұз көп керек: бір стақанға шамамен 3–4 ас қасық. Жұмыртқа қалқымаса — тұзды қоса беріңіз.

Түсінгеніңді тексер

Өзіңді тексер

• Айнымалы деген не? Тәжірибеде өзгеруі мүмкін нәрсе.
• Тәуелсіз айнымалы тәуелдіден немен ерекшеленеді? Тәуелсізін сен өзгертесің, ал тәуелді жауап ретінде өзгереді.
• Қадағаланатын айнымалы деген не? Тәжірибе барысында бірдей қалуы керек шарт.

Жаттығуларды шығарамыз

№ 1

(тапсырма параграф мәтінінде) Тәжірибенің негізгі кезеңдерін есіңе түсір. Зерттеудің нысаны мен мәні неде? Мысал ретінде кез келген зерттеу нысанын ата және оған зерттеу тақырыбын ойлап тап. Зерттеудің негізгі тәсілдерін ата. Бұл ақпарат саған сабақ тақырыбын зерттеу кезінде қалай көмектесе алады?

Жауап үлгісі.

• Кезеңдері: сұрақ, болжам, жоспар, тәжірибе немесе бақылау, нәтижелерді жазу, қорытынды.
• Нысан — біз зерттейтін нәрсе; пән — қандай қасиетін зерттейтініміз.
• Мысал: нысан — бөлме шегшесі (фиалка); пән — жарықтың оның гүлдеуіне әсері.
• Әдістері: бақылау, тәжірибе (эксперимент), өлшеу, салыстыру, модельдеу.
• Қалай көмектеседі: зерттеу пәнін білсең, нені өзгерту (жарықты) және нені өлшеу (гүл санын) керегі бірден түсінікті болады.

Жауабы: үлгісі жоғарыда.

№ 2

(тапсырма параграф мәтінінде) «Суда жүзетін жұмыртқа» тәжірибесін үш ыдыста жаса: кран суы бар ыдыста, қаныққан тұзды ерітіндісі бар ыдыста және бірде тұзды, бірде тұщы су кезектесіп құйылатын ыдыста. Әр жағдайда не көресің? Неліктен?

Қалай ойлаймыз. Қай стақанда жұмыртқа суға қарағанда «жеңіл», қайсысында «ауыр» екенін салыстыр. Қадамдары — «Тақырыпты талдаймыз» бөлімінде.

Шешуі.

1. Тұщы суда жұмыртқа батады: ол судан тығыз.
2. Қаныққан тұзды ерітіндіде жұмыртқа қалқып шығады: тұзды су жұмыртқадан тығыз.
3. Тұзды су құйғанда жұмыртқа көтеріледі, тұщы су құйғанда төмен түседі. Оны ортасында «ілініп» тұрғызуға да болады.

Егер төмендегі сұрақтарға жауап беру қиын болса, параграф соңындағы әзіржауапқа көз сал (оның мағынасы — № 3–5-те).

Жауабы: батады → қалқиды → судың тұздылығына қарай көтеріліп, төмен түседі.

№ 3

Осы тәжірибедегі зерттеу нысаны мен зерттелген зат не болды?

Жауабы: нысан — шикі жұмыртқа; зерттелетін нәрсе — оның әртүрлі жағдайларда жүзу мүмкіндігі.

№ 4

Бұл тәжірибеде айнымалы болған не?

Қалай ойлаймыз. Стақаннан стақанға өткенде сен нені өзгерттің? Жұмыртқа бір-ақ болды.

Жауабы: су, дәлірек айтқанда оның тұздылығы (тығыздығы).

№ 5

Бұл тәжірибеде қай айнымалы тәуелсіз болды? Қайсысы тәуелді? Қадағаланатын айнымалы деп нені атай аласың? Өз жауабыңды түсіндір.

Шешуі.

• Тәуелсіз — судың тұздылығы: оны өзің өзгерттің.
• Тәуелді — жұмыртқаның орны (батады немесе қалқиды): ол жауап ретінде өзгерді.
• Қадағаланатындар — бір жұмыртқа, бірдей стақандар, судың шамамен бірдей мөлшері мен температурасы.

Жауабы: тәуелсіз — судың тұздылығы; тәуелді — жұмыртқаның қалқуы; қадағаланатын — жұмыртқа, ыдыс, судың көлемі мен температурасы.

№ 6

Жұмыртқа ыдыстағы судың бетіне көтерілуі үшін не істедің?

Жауабы: суға көп тұз қостым — қаныққан ерітінді жасадым.

№ 7

Жұмыртқа «суда жүзу» үшін не істеу қажет болды?

Жауабы: суды тығыздау ету керек: ішінде тұзды еріту арқылы. Су неғұрлым тұзды болса, жұмыртқа соғұрлым жоғары көтеріледі.

№ 8

Сыныптың ішіндегі айнымалыларға мысал келтір.

Жауап үлгісі.

• Ауа температурасы: таңертең салқын, сабақтан кейін жылы.
• Жарықтандыру: күндіз жарық, кешке шамдарды жағады.
• Сыныптағы оқушылар саны: біреулер ауырып қалады.
• Үзілістегі және сабақтағы шудың деңгейі.
• Терезе алдындағы гүлдің биіктігі.

Жауабы: температура, жарықтандыру, оқушылар саны, шу, өсімдіктердің өсуі.

№ 9

Тәуелсіз және тәуелді айнымалылардың тәуелділігін анықта.

Қалай ойлаймыз. Себеп пен салдарды ойла.

Жауап үлгісі. Тәуелсіз айнымалы — себеп, тәуелді — салдар. Тәуелсізін өзгерткенде, одан тәуелдінің қалай өзгеретінін қараймыз. Мысалы, терезені ашты (тәуелсіз — салқын ауаның келуі) — сыныпта салқындады (тәуелді — температура).

Жауабы: тәуелді айнымалы тәуелсіздің өзгеруіне жауап ретінде өзгереді.

№ 10

Өзің жүргізген бақылаулардың ішінен, тәуелсіз айнымалының тәуелді айнымалыға әсерін көрсететін мысалдар келтір.

Жауап үлгісі. Телефонды неғұрлым ұзағырақ зарядтасам (тәуелсіз — зарядтау уақыты), батареядағы пайыз соғұрлым көп (тәуелді — заряд). Немесе: көшетті неғұрлым көп суарсам, ол соғұрлым тез өседі — бірақ белгілі бір шекке дейін ғана.

Жауабы: әрқайсысының өзінікі; үлгісі жоғарыда.

№ 11

Суретте желкенді қайық бейнеленген. Қайық тезірек жүзу үшін қай айнымалыны өзгерту қажет. Екі мысал келтір.

Қалай ойлаймыз. Қайықты желкенге тиетін жел итереді. Осы соққының күші неге байланысты?

Шешуі.

1. Желкеннің ауданын үлкейту: жел үлкен бетке күштірек қысым жасайды.
2. Желкенді желді жақсырақ ұстайтындай бұру.
3. Тағы бір жолы: артық жүкті алып тастап, қайықты жеңілдету.

Қайықтың жылдамдығы — тәуелді айнымалы, ал желкеннің ауданы немесе бұрышы — тәуелсіз.

Жауабы: мысалы, желкеннің ауданы және оның желге бұрылуы.

№ 12

Төмендегі суретте жылдың әр мезгіліндегі ағаш бейнеленген. Осы ағаштың өзгеруіне не әсер еткенін анықта. Бұл суретте нені тәуелді және нені тәуелсіз айнымалы деп атауға болады? (Суретте бір ағаш: көктемде гүлдеп тұр, жазда жасыл жапырақты, күзде сары жапырақты, қыста жалаңаш.)

Қалай ойлаймыз. Не өздігінен өзгереді, не жауап ретінде өзгереді?

Шешуі. Тәуелсіз айнымалы — жыл мезгілі (онымен бірге температура мен күн ұзақтығы). Тәуелді — ағаштың сыртқы түрі: гүлдері, жапырақтары, олардың түсі, жалаңаш бұтақтар.

Жауабы: тәуелсіз — жыл мезгілі; тәуелді — ағаштың күйі.

№ 13

Адамның қалыпты дене температурасы 36,6 °C. Бір күні таңертең Әлібек өзінің температурасын өлшеді. Ол 40 °C-ты көрсетті. Әлібектің дене температурасы көтерілуінің бір себебін айт. Бұл жерде тәуелді және тәуелсіз айнымалылар ретінде нені атауға болады?

Қалай ойлаймыз. Температура — нәтиже. Оны не туғызуы мүмкін?

Шешуі. Мүмкін себебі — тұмау, грипп немесе басқа жұқпа: ағза микробтармен күресіп, температураны көтереді. Тәуелсіз айнымалы — ауру (жұқпа). Тәуелді — дене температурасы. Ол нормадан $40 - 36{,}6 = 3{,}4$ °C-қа жоғары.

Жауабы: себебі — мысалы, жұқпа (грипп); тәуелсіз — ауру, тәуелді — дене температурасы.

⚠️ 40 °C — өте жоғары температура. Мұндай жағдайда үлкендерге бірден айтып, дәрігерге қаралу керек.

№ 14

Маржан тұз және сумен тәжірибе жасады. Оның нәтижелері: 50 мл суда 15 г тұз, 100 мл суда 30 г, 150 мл суда 45 г, 200 мл суда 60 г; су барлық жерде 25 °C, қоспа барлық жерде араласты. Маржан өзінің тәжірибесінде нені зерттеді: а) әртүрлі көлемдегі суда қанша тұз еритінін; ә) әртүрлі су температурасында қанша тұз еритінін; б) араластыруды жылдамдататын болсақ, тұз қаншалықты тез еритінін; в) араластыруды ақырындататын болсақ, тұз қаншалықты тез еритінін. Бұл тәжірибеде қайсысы айнымалы? Тәуелсіз және тәуелді айнымалыларды ата.

Қалай ойлаймыз. Кестеден сандар өзгеретін бағандарды және бәрі бірдей бағандарды тап. Бірдей бағандар — қадағаланатын айнымалылар.

Шешуі.

1. Температура барлық жерде 25 °C, араластыру барлық жерде бар — демек, оларды Маржан өзгертпеген.
2. Судың көлемі өзгерген: 50, 100, 150, 200 мл.
3. Жауап ретінде еріген тұздың мөлшері өзгерген: 15, 30, 45, 60 г. Су неғұрлым көп болса, тұз соғұрлым көп еріген.

Жауабы: а нұсқасы. Тәуелсіз — судың көлемі; тәуелді — еріген тұздың массасы; қадағаланатын — судың температурасы (25 °C) және араластыру.

№ 15

(тапсырма нөмірсіз: «Төменде берілген тәжірибені үйде жасап көр…»)

Үш стақан таза жылы су ал. Біріне 3–4 шайқасық, екіншісіне 6–8 шайқасық ас тұзын сал, үшіншісін таза су күйінде қалдыр. Тұзды жақсылап араластыр. Қарындашты кезекпен әр стақанға сал. Не көрдің? Қай стақанда сыну (иілу) үлкенірек? Тәжірибені бейнеге түсір. Зерттеу нысаны мен пәнін және барлық айнымалыларды ата.

🧪 Тәжірибе. Саған қажет: үш бірдей мөлдір стақан, жылы су, тұз, шайқасық, қарындаш, бейнеге түсіретін телефон.

Қалай ойлаймыз. Жарық ауадан суға өткенде бағытын өзгертеді — бұл сыну. Тұзды су тығыздау, жарық онда күштірек сынады.

Шешуі.

• Зерттеу нысаны — тұзы әртүрлі су (және ондағы жарық сәулесі).
• Зерттеу пәні — судың тұздылығының жарықтың сынуына әсері.
• Тәуелсіз айнымалы — тұздың мөлшері.
• Тәуелді — қарындаштың қаншалықты «сынатыны» (сынудың күші).
• Қадағаланатындар — бірдей стақандар, судың бірдей көлемі мен температурасы, сол қарындаш, қарау бұрышы.

Жауабы: сыну ең күшті — 6–8 шайқасық тұзы бар стақанда.

💡 Стақандар арасындағы айырмашылық аз. Мұқият әрі бүйірінен, су деңгейінде қара, ал ең жақсысы — үш стақанды бір нүктеден суретке түсіріп, суреттерді салыстыр.

👨‍👩‍👧 Ата-анаға. Бейнеге түсіруге көмектесіп, стақандардың бірдей жерде тұрғанын, камераның бір биіктікте болғанын қадағалаңыз. Бұл — практикадағы «қадағаланатын айнымалылар».

📌 Өзін-өзі бағалау кестесі. Сабақ соңында өзіңді тексер: «Тәуелсіз, тәуелді және қадағаланатын айнымалылардың анықтамасын білемін», «Олардың арасындағы айырмашылықтарды түсінемін», «Тәжірибеде тәуелсіз, тәуелді, қадағаланатын айнымалыларды анықтай аламын». Әр жолға ✓ немесе ✗ қой.

Жадынама

• Бір мезгілде тек бір тәуелсіз айнымалыны өзгерт.
• Тәуелді айнымалыны өлшейді және жазады.
• Қалғанының бәрі — қадағаланатын айнымалылар, олар өзгермеуі керек.
• Су неғұрлым тұзды болса, жұмыртқа соғұрлым жоғары қалқиды және жарық соғұрлым қатты сынады.

Шағын тест