§ 33. Модельдеу тәсілі табиғатты түсінуге қалай көмектеседі

Жаратылыстану, 6 сынып. Оқулық: Қаратабанов Р.Ә. және т.б. (Алматыкітап баспасы, 2023). 4 тарау: Жанды және жансыз табиғаттағы үдерістер. 6–13-беттер.

Нені үйренесің

• Модель мен модельдеу дегеніміздің не екенін және модельдің түпнұсқадан айырмашылығын түсіндіруді.
• Модельсіз болмайтын бес жағдайды атауды.
• Модель түрлерін ажыратуды: шынайы (заттық), заттық-графикалық және графикалық (ақпараттық).
• Жанартаудың моделін жасауды, мүжілуді және су айналымын өз қолыңмен модельдеуді.

Ой қозғау

• Глобус дегеніміз не? Жердің шар тәрізді кішірейтілген көшірмесі: онда материктер, мұхиттар, таулар көрінеді.
• Карта жергілікті жерге немен ұқсас және немен ерекшеленеді? Онда өзендер, таулар, қалалардың орналасуы көрсетіледі, бірақ ол жалпақ және бірнеше есе кіші.
• Нағыз заттардың ойыншық көшірмелерін қайда көргенсің? Машина, ұшақ, қуыршақ үйі, конструктор, сауда орталығындағы қала макеті.
• Синоптиктер ертеңгі ауа райын қалай біледі? Температура, жел, бұлт туралы деректер жинап, болжамды компьютерде есептейді.

Тақырыпты талдаймыз

Глобус, макет және ауа райы картасы: ортақ не

Параграфтың алғашқы суретіне (1-сурет) қарашы: мектеп глобусы, «Хан Шатыр» монументінің алтын түсті макеті, бұлттар мен температура сандары бар Еуропаның ауа райы картасы және компьютерде салынған сұр «торлы» көлік. Олардың бәрі — нағыз емес, нағыз заттардың алмастырғыштары. Мұның бәрі — модельдер.

Табиғаттың кез келген нысаны өте күрделі. Тіпті қарапайым тастың өзі миллиардтаған бөлшектен тұрады. Оның қалай құрылғанын түсіну үшін ғалымдар жеңілдетілген көшірмесін алып, соны зерттейді. Бүгінде модельдердің көбін компьютерде жасайды.

📌 Модель — таным үдерісінде және тәжірибелік жұмыста түпнұсқаның құрылымы мен әрекетін қайталайтын үлгі. Нағыз нысанды түпнұсқа деп атайды. Модельдеу — нақты бір нысандардың модельдерін құру мен зерттеуден тұратын қоршаған әлемді тану тәсілі.

2-суретте ғарыштан көрінетін Жер планетасы мен глобус тұр. Жер — түпнұсқа, глобус — оның моделі.

Модельсіз болмайтын жағдайлар

Нағыз нысанмен тәжірибе жасау мүмкін болмағанда, модель жасайды. Параграфтың 3-суретінде осындай бес жағдай көрсетілген.

💡 Модельде зерттеу үшін маңызды нәрсе ғана қалдырылады. Оқушылардың қолындағы жанартау моделі пішінін, түсін, беткейлерін, кратерін көрсетеді. Бірақ нағыз өлшемін, лаваның қызуын және басқа да көп нәрсені көрсетпейді.

Бір нысанды әртүрлі модельдеуге болады. Геологқа лава мен күл қабаттары көрсетілген жанартаудың қимасы керек, суретшіге — әдемі сурет, құтқарушыға — лава қайда ағатынын көрсететін карта.

Модельдің үш түрі

Модельдеу қалай жүзеге асады

Модельдеу екі негізгі кезеңнен тұрады:

1. Модельді әзірлеу.
2. Модельді зерттеу және қорытынды алу.

Модельдер не үшін қажет? Нысанды таныстыру (үй макеті), белгілі деректерді түсіндіру (адам қаңқасы), болжамдарды тексеру және жаңа деректер алу (көліктің компьютерлік моделі), болжам жасау (ауа райын болжау үшін ғарыштан түсірілген циклон суреті), басқару (диспетчердегі бағдаршамдары бар теміржол жолдарының сызбасы) үшін.

⚠️ Жиі кететін қате. «Модель әрқашан кішірейтілген көшірме болуы керек». Олай емес! Атом немесе жасуша моделі түпнұсқадан бірнеше есе үлкен. Ал сызба немесе график нысанға мүлде ұқсамайды, бірақ олар да — модель.

Мүжілу: су тасты қалай бұзады

Тәжірибелердің бірінде сен мүжілуді модельдейсің. Мүжілу — құрлық бетіндегі тау жыныстарының су, жел, жылу мен суық әсерінен бұзылу және өзгеру үдерісі. Су жарықшаққа түсіп, жынысты біртіндеп ерітеді. Жарықшақ неғұрлым терең болса, тастың суға тиетін бөлігі соғұрлым көп. Ең тез əктас, тас тұзы және гипс ериді.

🌟 Карст үңгірлері осылай пайда болады: жерасты суы мыңдаған жыл бойы əктасты «кеміреді», сөйтіп жартаста залдар мен дәліздер түзіледі. Төбеден тамған тамшылар тастан сүңгі — сталактиттер қалдырады.

Түсінгеніңді тексер

Өзіңді тексер

• Түпнұсқа дегеніміз не? Модель жасалатын нағыз нысан.
• Модель түпнұсқаның барлық қасиетін неге қайталамайды? Онда зерттеу үшін басты нәрсе ғана қалдырылады, әйтпесе ол түпнұсқадай күрделі болып кетер еді.
• Бір нысанның бірнеше әртүрлі моделін жасауға бола ма? Болады: макет, сурет, сызба, компьютерлік модель. Бәрі мақсатқа байланысты.
• Мүжілу дегеніміз не? Құрлық бетіндегі тау жыныстарының табиғи жағдайлар әсерінен бұзылуы және өзгеруі.

Жаттығуларды шығарамыз

№ 1

(параграф мәтініндегі тапсырма) 1-суретті мұқият қара: глобус, «Хан Шатыр» макеті, ауа райы картасы, көліктің компьютерлік моделі. Оларды біріктіретін ортақ нәрсе не? Олар сабақ тақырыбымен қалай байланысады? Сенің ойыңша, олардың әрқайсысы не үшін қажет?

Қалай ойлаймыз. Бұл заттардың бәрі — нысандардың өзі емес, олардың алмастырғыштары.

Жауап үлгісі.

• Олардың бәрі — нақты нысандардың модельдері.
• Глобус Жерді зерттеуге көмектеседі, макет ғимаратты салар алдында немесе оның орнына көрсетеді, ауа райы картасы ауа райын баяндап, болжайды, компьютерлік модель көлікті жинамай тұрып тексеруге мүмкіндік береді.

Жауабы: бұлардың бәрі — модельдер; оларды зерттеу, көрсету, тексеру және болжау үшін жасайды.

№ 2

(параграф мәтініндегі тапсырма) 3-суретті пайдаланып, «Модельдеу нысаны» кластерін толықтыр. Онда «табиғат құбылысы», «іс-әрекет», «сезім» дегендер бар және екі бос шеңбер қалған. Өз мысалдарыңды келтір.

Қалай ойлаймыз. Модель нысаны зат, үдеріс, құбылыс болуы мүмкін. Бос шеңберлерге әлі жоқ нәрсені жаз.

Шешуі.

• Бос шеңберлер: зат (глобус — Жер моделі) және үдеріс (су айналымының моделі).
• Дайын шеңберлерге мысалдар: табиғат құбылысы — жанартау атқылауының моделі; іс-әрекет — таңертеңгі жаттығуды дұрыс жасау сызбасы; сезім — қуаныш немесе мұңды бейнелейтін смайликтер.
• Тағы қосуға болады: тірі ағза (жасуша моделі), құрылыс (көпір макеті).

Жауабы: зат, үдеріс (сондай-ақ тірі ағза, құрылыс) — және әр шеңберге мысалдар.

№ 3

(параграф мәтініндегі тапсырма) 5-суретте берілген жанартау модельдерін салыстыр. Әр модельдің артықшылығы мен кемшіліктерін анықта.

Қалай ойлаймыз. Әр суретте не көрінеді, не көрінбейді?

Жауап үлгісі.

Жауабы: әр модельдің өз артықшылығы бар; екеуі де ішкі құрылымды және нағыз өлшемді көрсетпейді.

№ 4

(1-тәжірибе «Заттық нысанды модельдеу») Жанартаудың басып шығарылған моделін қиып ал, желімде, ол жанартаудың қалай тау түзілу үдерісіне қатысатынын айтып бер.

🧪 Тәжірибе. Қажет: жанартаудың басып шығарылған моделі (жайылма), қайшы, желім. Жайылмада жергілікті жер картасы (қала, мектеп, ферма, жылға, жол) салынған табан-қорап, қатқан лавасы бар жанартау конусы және қимасы бар бүйір қабырға бар: лава ағыны мен күл қабаттары көрінеді.

Қалай ойлаймыз. Бұл — қағаз макет, ол сырттай жанартауға ұқсайды, бірақ кішірек. Тау өсетін зат қайдан келетінін ойлан.

Жауап үлгісі.

• Бұл — заттық (көлемді) модель: ол жанартаудың пішінін кішірейтіп қайталайды және қимасын көрсетеді.
• Атқылау кезінде жер қойнауынан лава, күл және тастар шығады. Олар беткейлерде қабат-қабат болып қатады: лава, күл, қайтадан лава.
• Осылайша әр атқылаған сайын тау өседі. Дүниежүзіндегі көптеген биік таулар — жанартаулар (Килиманджаро, Фудзияма).

Жауабы: заттық модель; жанартау лава мен күл шығарады, олар қабат-қабат қатады, сөйтіп тау өседі.

👨‍👩‍👧 Ата-анаға. Жайылманы тығыз қағазға немесе картонға басып шығарыңыз. Қайшы ұшы дөңгелектелген болсын.

№ 5

(2-тәжірибе «Химиялық мүжілу үдерісін графикалық модельдеу») Мөлдір стақанға қабаттар сал: ұсақ қиыршық тас, ас тұзы, қиыршық тас пен тұз араласпасы. Маркермен қабаттарды жазып, жіңішке ағызып су құй. Бұл қандай үдеріс екенін түсіндір және модельдеудің қандай түрін қолданғаныңды айт.

🧪 Тәжірибе. Қажет: көлемі 0,5 л мөлдір пластик стақан, ұсақ қиыршық тас, ас тұзы, су, маркер.

Қалай ойлаймыз. Су — «жаңбыр» мен «жерасты суы», тұз — оңай еритін жыныс.

Шешуі. Су тастардың арасына сіңіп, тұзды ерітеді. Тұз қабаты жұқарады, жоғарғы қабаттар шөгеді, тұздың орнында бос қуыстар қалады. Табиғатта су тас тұзын, гипсті, əктасты осылай ерітеді: қуыстар, шөгінділер, үңгірлер пайда болады. Бұл — химиялық мүжілу (еріту және шайып кету). Оқулықта бұл тәжірибе графикалық модельдеу деп аталған; ал стақанның өзі — зат, маркердегі жазулар — графикалық белгілер, сондықтан толығырақ айтқанда, бұл — заттық-графикалық модельдеу.

Жауабы: химиялық мүжілу — су жынысты ерітіп, шайып кетеді; оқулық бойынша графикалық модельдеу (стақан мен жазулар болғандықтан, заттық-графикалық деп те айтуға болады).

⚠️ Қиыршық тасты аузыңа салма, тәжірибеден кейін қолыңды жу. Тұзды суды ішпе.

№ 6

(3-тәжірибе «Табиғаттағы зат айналымы үдерісін графикалық модельдеу») Табиғаттағы су айналымы туралы мәтінді оқы, 1-сызбаның көшірмесін шығарып ал, оған судың қатысуымен жүретін барлық үдерісті сызба түрінде көрсет, сызбаға ат қой. Сыныптастарыңа модельдеудің қандай типін қолданғаныңды айтып бер.

Қалай ойлаймыз. Суретте теңіз, құрлық, қарлы таулар, бұлттар, Күн, өзен және жерасты қабаттары бар. Судың соңынан шеңбер бойымен жүр.

Шешуі. Көрсеткілерге жазулар:

1. Теңіз үстіндегі жоғары бағытталған көрсеткілер — булану (Күн суды қыздырады).
2. Бу көтеріліп, салқындайды — бұлттардың түзілуі.
3. Теңізден құрлыққа қарай бұлттар бойымен көрсеткі — желдің бұлттарды ауыстыруы.
4. Бұлттан төмен бағытталған көрсеткілер — жауын-шашын: таулар үстінде қар, жазықта жаңбыр.
5. Өзен бойымен көрсеткі — ағын: өзен суды теңізге апарады.
6. Жерге және көк қабат бойымен төмен көрсеткілер — сіңу және жерасты сулары.
7. Құрлық үстіндегі жоғары көрсеткілер — жерден және өсімдіктерден булану.

Атауы: «Табиғаттағы су айналымы». Түрі — графикалық модельдеу: үдеріс көрсеткілері бар суретпен көрсетілген.

Жауабы: булану → бұлттар → желмен ауысуы → жауын-шашын → ағын және жерасты сулары → қайтадан теңіз; модельдеу графикалық.

№ 7

(параграф соңындағы 1-сұрақ) 8-суретте қандай модельдер келтірілгенін түсіндір: өзендері мен қалалары бар көл картасы, қала кварталының макеті, қабаттары бар Жердің қимасы.

Жауап үлгісі.

• Карта — жергілікті жердің шартты (графикалық) моделі: белгілер, түстер, масштаб.
• Квартал макеті — заттық модель, түпнұсқаға өте ұқсас, тек кішірейтілген.
• Жердің қимасы — сызбалық модель: жер қыртысы, мантия, сыртқы және ішкі ядро, атмосфера қабаттары көрсетілген. Жердің ішіне үңіліп қарай алмаймыз, сондықтан мұндай модельсіз болмайды.

Жауабы: карта — графикалық модель, макет — заттық, Жердің қимасы — сызба (заттық-графикалық).

№ 8

(параграф соңындағы 2-сұрақ) Модель дегеніміз не? Модельдердің негізгі қасиеттерін ата.

Жауап үлгісі.

• Модель — нағыз нысанның (түпнұсқаның) құрылымы мен әрекетін қайталайтын жеңілдетілген алмастырғыш.
• Қасиеттері: түпнұсқадан қарапайым; мақсат үшін тек басты қасиеттерді береді; түпнұсқадан кіші де, үлкен де болуы мүмкін; бір нысанның көптеген әртүрлі моделі болады; түпнұсқаның орнына модельді зерттеу ыңғайлы.

Жауабы: модель — түпнұсқаның алмастырғыш үлгісі; ол қарапайым, тек басты нәрсені қайталайды және нақты мақсатқа жарайды.

№ 9

(параграф соңындағы 3-сұрақ) Модельдеу дегенді қалай түсінесің?

Жауабы: нағыз нысандардың модельдерін жасап, оларды зерттейтін әлемді тану тәсілі. Екі кезеңі: модельді әзірлеу және оны зерттеу.

№ 10

(оқулықта нөмірсіз тапсырма: үйге) Қолда бар материалдан су айналымының шағын моделін жаса (9-сурет), бақыла және Жердегі су айналымымен салыстыр.

🧪 Тәжірибе. Қажет: қақпағы бар бәнкі, топырағы бар тау тәрізді шағын қалып, су, мұз, үстел шамы.

Қалай ойлаймыз. Бәнкінің әр бөлігін Жердің бөлігімен салыстыр.

Шешуі. Шам суды қыздырады — ол буланады. Бу суық, мұзы бар қақпаққа көтеріліп, тамшыға айналады — бұлттар осылай түзіледі. Тамшылар ауырлап, «құрлыққа» және «мұхитқа» түседі — бұл жауын-шашын. Топырақтан су қайтадан төмен ағады — бұл ағын. Жерден айырмашылығы: жел, өзендер, қарлы таулар жоқ, бәрі миллион есе кіші.

Жауабы: бәнкіде булану, конденсация, жауын-шашын және ағын көрінеді — дүниежүзілік су айналымындағы сол кезеңдер.

⚠️ Қыздыру шамы қатты қызады — оны ұстама және әйнекке тақап қойма. Жарығы жоқ шыны бәнкіні ал.

👨‍👩‍👧 Ата-анаға. Қыздыру шамы болмаса, жылы (қайнаған емес) су мен күн түсетін терезе алды жарайды — тамшылар бәрібір пайда болады.

№ 11

(«Табыстылық пирамидасы» — сабақтағы жұмысын өздігінен бағалау) Өзіңді үшбұрыштың бұрыштарының біріне ойша қой: «үздік», «жақсы», «қанағаттанарлық» (ортасында — мұғалімнің бағасы). Үйде нені қайталау керек?

Қалай ойлаймыз. Өзіңе шын жауап бер: кеңессіз модель дегеннің не екенін түсіндіре аламын ба, модель түрлерін ата аламын ба, тәжірибелерді айтып бере аламын ба?

Жауап үлгісі. «Мен «жақсы» бұрышындамын: модель мен түпнұсқаның не екенін түсіндім, жанартауды жинадым. Қайталайтыным: модель түрлері және оларды не үшін қолданады».

Жауабы: әркімдікі әртүрлі; оқулықсыз түсіндіре алмағаныңды қайтала.

Жадынама

• Модель түпнұсқадан қарапайым және тек басты нәрсені көрсетеді.
• Модельдер шынайы (заттық), заттық-графикалық, графикалық (сызбалар, карталар, графиктер) болады.
• Модельдер нысанды таныстыру, түсіндіру, болжамды тексеру, болжам жасау және басқару үшін қажет.

Шағын тест