 laboratoriya stendlarining yetarli emasligi

1 - laboratoriya ishi

Virtual laboratoriyalar 

 

 O‘ qitishning  traditsion  usullarida  fan  bo‘ yicha  olingan  nazariy 

bilimlarni  mustaxkamlash  va  amaliy  ko‘nikmalarni  hosil  qilish  uchun 

xizmat  qiluvchi  laboratoriya  va  amaliy  mashg‘ulotlarga  katta  ahamiyat 

beriladi. Lekin ular ko‘pchilik hollarda kutilgan natijani bermaydi. Buning 

sabablari quyidagilar: 

---

6 

Virtual  laboratoriyalarni  effektiv  tarzda  qo‘llash  o‘qitish  sifatini 

orttirish  bilan  bir  qatorda  katta  mablag‘larni  tejash  imkoniyatini  ham 

beradi.  

Hozirgi  vaqtda  virtual  laboratoriyalarni  yaratish,  o‘quv  jarayoniga 

kiritish  va  mukammallashtirish  ertangi  kun  texnologiyasi  emas  balki 

bugungi  kunda  bajarilishi  zarur  bo‘lgan  vazifaga  aylanib  bormoqda. 

Virtual 

laboratoriyalarni 

yaratish 

masofaviy 

ta’lim 

tizimini 

rivojlantirishda  va  yangi  axborot  texnologiyalari  vositalarini  o‘quv 

jarayoniga kiritishda ham dolzarb masalalardan biridir.  

Virtual  laboratoriyalarni  tayyorlashda  loyihalash  va  modellash  muhiti 

sifatida  MATLAB,  Multisim,  MathCAD,  Maple,  Proteus,  singari 

dasturlardan foydalanish mumkin.  

Modellashni  abstrakt  darajada  yoki  qurilmalarda  kechadigan  fizik 

jarayonlarga  yaqinlashtirilgan  holda  amalga  oshirish  mumkin.    Ko‘pchilik 

dasturlar,  masalan,  MATLAB  yordamida  murakkab  dinamik  jarayonlarni 

real  vaqt  masshtabida  modellash  mumkin.  Bundan  tashqari,  kompyuter 

dasturlari  asosidagi  modellash  muhiti  virtual  laboratoriyalarni  yaratish 

uchun  ideal  tarzda  mos  bo‘lgan    ierarxik  tarkiblar  ko‘rinishidagi 

elementlar kutubxonalarini yaratish imkoniyatini beradi. 

Muhandislik 

faoliyatining 

asosiy 

yo‘nalishi 

bo‘lib 

priborlar, 

mashinalar  va  boshqa  texnik  ob’ektlarni  loyihalash,  tayyorlash  va 

ekspluatatsiya  qilish  hisoblanadi.  Kompyuterlardan  keng  foydalanish 

zamonaviy 

injenerning 

kasbiy 

malakasiga 

qo‘shimcha 

talablarni 

qo‘yadiki,  ulardan  biri  yangi  axborot  texnologiyalarini  o‘zlashtirgan 

bo‘lishi kerak.  

Lekin  muxandislik  malakasining  mohiyati  avvalgidek  qoladi  va  texnik 

ob’ektlar  fizik  xossalarini  bilishi  va  ularni  chuqur  tahlil  qilishga 

asoslangan  intuitsiyasi,  ya’ni,  muxandislik  sezgisi  bilan  belgilanadi.  

Adekvat  matematik  modelni  qurish  uchun  modellanayotgan  ob’ektning 

fizik tabiatini chuqur bilish kerak. Inson-kompyuter komplekslarida texnik 

jihatdan  to‘g‘ri  yechimlarni  qabul  qilishi  uchun  modellash  natijalarini 

chuqur  anglab  yetishi  va  qiyin  formallanuvchi  faktorlarni  hisobga  olishi 

zarur. 

Shunday  qilib,  ta’lim  berishni  axborotlashtirish  jarayonida  bo‘lajak 

mutaxassislarning  informatsion  va  kommunikatsion  texnologiyalarni 

(IKT)  o‘zlashtirishi  bilan  bir  qatorda    IKT  vositalari  yordamida  texnik 

ob’ektlar  va  jarayonlarning  tuzilishi  va  ishlashining  fundamental  fizik 

printsiplarini  (qonun-qoidalarini)  bilish  va  chuqur  anglashga  asoslangan 

mutaxassislik tayyorgarligini ham kuchaytirish zarur. 

---

7 

So‘nggi  yillarda  IKT  ni  qo‘llash  sohasida  yangi  atama  "Virtual  o‘quv 

laboratoriya"  (VO‘L)  paydo  bo‘ldi.  Texnik  ta’lim  yo‘nalishida  VO‘L 

yuqorida  keltirilgan  mutaxassislarni  tayyorlashni  kompyuterlashtirish 

bo‘yicha  talablarni  amalga  oshirishga  yo‘naltirilgan,  ochiq  va  masofaviy 

ta’lim  g‘oyalariga  mos  keladi,  o‘quv  jarayonini  moddiy-texnik  ta’minoti 

bo‘yicha  keskin  muammolarni  qisman  bo‘lsada  hal  qilishga  yordam 

beradi. 

Hozirgi  vaqtgacha  VO‘L  mavzusi  bo‘yicha  kam  sonli  ilmiy-uslubiy 

ishlar  asosan  virtual  priborlar  va  ulardan  foydalanib  bajariladigan 

laboratoriya 

mashg‘ulotlarining 

tavsifi 

bilan 

cheklangan. 

Lekin 

metodologik  jihatdan  VO‘L  kengroq  bo‘lib,  o‘zida  virtual  priborlardan 

tashqari  virtual  o‘quv  kabinetlari,  matematik  va  imitatsion  modellash 

tizimlari,  amaliy  dasturlarning  o‘quv  va  sanoat  paketlari  va  boshqalarni 

mujassamlantiradi.  VO‘L  faqat  laboratoriya  mashg‘ulotlaridagina  emas, 

balki  studentlarning  kurs  va  diplom  loyihalarida,  o‘quv-tadqiqot  ishlarida 

foydalanilishi mumkin. 

Metodologik  nuqtai  nazardan  virtual  laboratoriyalarni  protseduraviy, 

deklarativ va gibrid (protseduriy-deklarativ) turlarga bo‘lish mumkin. 

Protseduraviy turdagi VO‘L larning asosini amaliy dasturlarning o‘quv 

paketlari  yoki  ularning  sanoat  analoglari  tashkil  qiladi.  Ular  muxandislik 

ishini  avtomatlashtirishga  mo‘ljallangan.  Protseduraviy  turdagi  VO‘L 

larni  yaratishda  asosiy  e’tibor  o‘rganilayotgan  ob’ekt  va  jarayonlarni 

matematik  modellash,  hisoblash  va  optimallash  protseduralarini  amalga 

oshirishga  qaratiladi.  Ayrim  hollarda  matematik  modellash  murakkab 

ob’ekt va jarayonlarni tadqiq qilishning yagona usuli bo‘lishi mumkin.  

Muxandislik  ishini  yengillashtirishning  foydaliligini  inkor  qilmagan 

holda  shuni  aytish  mumkinki,  protseduraviy  VO‘L  lar  o‘quv  masalalarida 

hamma  vaqt  ham  muhandislik  tayyorgarligining  ko‘tarilishiga  olib 

kelmaydi. 

Gap 

shundaki, 

matematik 

modellash 

va 

hisoblash 

eksperimentlarining  natijalarini  tushunib  yetish  va  anglash  uchun 

ko‘pchilik  hollarda  muhandislik  malakasi  talab  qilinadi.  Talabalarning 

ko‘pchiligi bunday malakaga ega emas. 

Bu  yerda  ketma-ketlik  sxemasi  quyidagi  prinsiplarga  asoslangan 

maxsus didaktik interfeys yordam berishi mumkin:  

  qiziqarli namuna bo‘la oladigan masala tanlanadi;  

  o‘quvchilarning  bilim  olish  jarayoni  siklik,  yopiq  tarzda  tashkil 

qilinadi;  

  masala  albatta  savol-javob  tarzda  yechiladi  va  olingan  natijalar 

kompyuterda olingan natijalar varianti bilan taqqoslanadi;  

---

8 

  talabalarning bilim olish faoliyatini aktivlashtirish uchun musobaqa 

vaziyati vujudga keltiriladi.  

Ushbu  printsiplarni  amalga  oshirish  ularning  yuqori  didaktik 

effektivlikka ega ekanligini ko‘rsatdi. 

Deklarativ  turdagi  VO‘L  lar  texnik  ob’ektlarning  tuzilishini  o‘rgatish 

uchun xizmat qiladi. Ular elektron darsliklarga o‘xshash. 

Gibrid  yondoshish  asosan  virtual  priborlarni  tayyorlashda  qo‘llaniladi. 

Bunda  tashqi  atributlari,  xususan  boshqarish  paneli  real  analoglarinikiga 

o‘xshash  bo‘ladi,  har  xil  rejimlar  esa  matematik  yoki  imitatsion  modellar 

yordamida tadqiq qilinadi. 

Virtual  laboratoriyalardan  foydalanish  o‘quv  jarayonidan  real 

laboratoriyalarni  butunlay  siqib  chiqarmaydi,  balki  ular  bir-birini 

to‘ldiradi.   

O‘quv  jarayonida  virtual  laboratoriyalardan  foydalanish  quyidagi 

afzalliklarga ega:  

  mashg‘ulotlarda talabalarning aktivligi va mustaqilligini orttirish;  

  o‘quv materiallarining o‘zlashtirilish darajasini ko‘tarish;  

  har  bir  talabaning  o‘quv  materiallarini  o‘zlashtirishini  to‘liq 

nazorat qilish;  

  qaytarish  va  trening  yo‘li  bilan  olingan  bilimlarni  mustaxkamlash 

jarayonini yengillashtirish;  

  o‘quv jarayoniga mustaqil ta’limni kiritish effektivligini orttirish.  

O‘qitishning  traditsion  usullarida  fan  bo‘yicha  olingan  nazariy 

bilimlarni  mustahkamlash  va  amaliy  ko‘nikmalarni  hosil  qilish  uchun 

xizmat  qiluvchi  laboratoriya  va  amaliy  mashg‘ulotlarga  katta  ahamiyat 

beriladi. Lekin ular ko‘pchilik hollarda kutilgan natijani bermaydi. Buning 

sabablari quyidagilar: 

  laboratoriya stendlarining yyetarli emasligi; 

  mavjud  laboratoriya  stendlari  zamonaviy  priborlar,  qurilmalar  va 

apparatlar bilan ta’minlanmaganligi; 

  ko‘pchilik  laboratoriya  stendlarining  zamonaviy  talablarga  javob 

bermasligi va ma’naviy eskirganligi; 

  laboratoriya  ishlari  va  stendlarini  mukammallashtirib  turish 

zarurligi; 

  ayrim  laboratoriya  sxemalarini  yig‘ish  uchun  ko‘p  vaqt  talab 

qilinishi  sababli  talabalarning  ajratilgan  vaqtdan  unumli  foydalana 

olmasligi. 

Yuqorida  keltirilgan  kamchiliklarning  ko‘pchiligini  o‘quv  jarayoniga 

virtual laboratoriyalarni kiritish yo‘li bilan bartaraf qilish mumkin.  

---

9 

Kompyuter  texnologiyalaridan  real  jarayonlarni,  shu  jumladan  elektr 

zanjirlarida  sodir  bo‘ladigan  jarayonlarni  modellashda    foydalanish 

laboratoriya amaliyotini kengaytirish va boyitish imkoniyatini beradi. 

Laboratoriya  amaliyoti  katta  o‘quv-uslubiy  ahamiyatga  ega.  Lekin 

hozirgi  paytda  ko‘plab  laboratoriya  asbob  uskunalari  va  moslamalari, 

o‘nlab  yillar  avval  ishlab  chiqarilganligi  sababli,  zamon  talablariga  javob 

bermaydi.  Laboratoriya  ishlari  asosan  fizik  maketlarda  bajariladi.  Ular 

jarayonlarni  har  tamonlama  tekshirish  uchun  yetarli  darajada  universal 

emas.  Laboratoriya  moslamalarining  soni  cheklanganligi  sababli  bitta 

moslamada bir vaqtning o‘zida bir necha talaba ishlashiga to‘g‘ri keladi.  

Hozirgi 

vaqtda 

laboratoriya 

ta’minotini  takomillashtirishning 

yo‘nalishlaridan biri ularni kompyuter asosiga o‘tkazishdir.  

Multisim  dasturi  elektr  va  elektron  sxemalarni  modellash  uchun 

ishlatiladi.  Nisbatan  kichik  hajmga  ega  bo‘lishiga  qaramasdan  unda  katta 

miqdordagi  real  elementlarning  modellari  mavjud.  U  sxemotexnik 

tahrirlagich va  SPICE simulyatorni o‘z ichiga olgan integrallashgan paket 

bo‘lib hisoblanadi. 

Multisim  dasturi  signallar  generatorlari,  ossillograflar,  testerlar, 

jaxondagi  ko‘plab  taniqli  firmalarning  (Motorola,  Nationl,  Philips, 

Toshiba  va  boshqalar)    yarim  o‘tkazgichli  priborlari  va  mikrosxemalarini 

o‘z  ichiga  oluvchi  katta  kutubxonaga  ega.  Uning  yordamida  elektr 

zanjirlar, analog hamda raqamli elektron sxemalarni tahlil qilish mumkin. 

Multisim 

dasturi 

tayyor 

elementlardan 

tekshiriladigan 

sxema 

yig‘ilgandan  keyin    uning  har  bir  komponentining  matematik  modellarini 

o‘zaro  bo/laydi  va  chiziqli  bo‘lmagan  differentsial  tenglamalar  sistemasi 

ko‘rinishiga  o‘tkazadi.    Ularga  asosan  chiziqli  bo‘lmagan  algebraik 

tenglamalar  sistemasini  hosil  qilib  takomillashtirilgan  Newton-Raphson 

usulidan  foydalanib  sonli  ko‘rinishda  yechadi    va  natijalarni  sxemaga 

ulangan  o‘lchash  priborlariga  (ampermetrlar,  voltmetrlar)  yoki  ikki  nurli 

ossillografga  uzatadi.  Bundan  tashqari  dasturda  grafik  analizator  ham 

mavjud.  Ossillograf  va  grafik  analizator  elektr  zanjirlarida  sodir 

bo‘ladigan  jarayonlarni  xotirasiga  yozib  oladi  va  keyinchalik  ularni  har 

tamonlama tahlil qilish imkoniyatini beradi. 

MATLAB  tizimi  yordamida  laboratoriya  ishlarini  bajarish  uchun 

«Priborlar  bazasi»  bo‘lib  Simulink  va  Power  System  kengaytmalar 

paketlari  xizmat  qiladi.  Ushbu  paketlarning  bibliotekalarida  ko‘plab  

virtual  elementlar  va  o‘lchov  priborlari  mavjud  bo‘lib  har  qanday 

murakkab  elektr  zanjirlarini  har  tamonlama  tadqiq  qilish  imkoniyatini 

beradi. 

---

10 

Zamonaviy    kompyuter    matematikasi  matematik  hisoblarni 

avtomatlashtirish  uchun      Eureka,  Gauss,  TK  Solver!,  Derive,  Mathcad, 

Mathematica,  Maple  V  va  boshqa  dasturiy  tizimlar  va  dasturlarning 

to‘plamlarini  taklif  qiladi.  Ular  orasida  MATLAB  imkoniyatlari  va 

maxsuldorligi yuqoriligi bilan  ajralib turadi.  

MATLAB  —  bu  vaqt  sinovidan  o‘tgan  matematik  hisoblarni 

avtomatlashtiruvchi  tizimlaridan  biridir.  U  matritsaviy  amallarni 

qo‘llashga  asoslangan.  Bu  narsa  tizimning  nomi    —  MATrix  LABoratory 

— matritsaviy  laboratoriyada o‘z aksini topgan.  

Matritsalar  murakkab  matematik  hisoblarda  jumladan  chiziqli  algebra 

masalalarini 

yechishda 

va 

dinamik 

tizimlar 

hamda 

ob’ektlarni 

modellashda  keng  qo‘llaniladi.  Ular    dinamik  tizimlar  va  ob’ektlarning 

holat tenglamalarini avtomatik ravishda tuzish va yechishning asosi bo‘lib 

hisoblanadi.  Bunga      MATLABning  kengaytmasi  Simulink  misol  bo‘lishi 

mumkin. 

Lekin  hozirgi  vaqtda    MATLAB  ixtisoslashtirilgan  matritsaviy  tizim 

chegaralaridan  chiqib    universal  integrallashgan  kompyuterda  modellash 

tizimiga  aylandi.  «Integrallashgan»  so‘zi  bu  tizimda  qulay  ifodalar  va 

izohlar 

tahrirchisi, 

hisoblagich, 

grafik 

dasturiy 

protsessor 

va 

boshqalarning  o‘zaro  birlashtirilganligini  bildiradi.  Umuman  olganda  

MATLAB  matematikaning  rivojlanishi  davomida  to‘plangan  matematik 

hisoblashlar  bo‘yicha  tajribani  o‘zida  mujassamlashtirgan  va  uni  grafik 

vizuallash  va  animatsiya  vositalari  bilan  uyg‘unlashtirilgan.  MATLAB 

tizimi    ilova  qilinadigan  katta  hajmdagi  hujjatlar  bilan  birgalikda  EHMni 

matematik  ta’minlash  bo‘yicha  ko‘p  tomli  ma’lumotnoma  bildirgich 

(spravochnik)  vazifasini  bajarishi  mumkin.  Lekin  ushbu  xujjatlar  hozirgi 

vaqtda faqat ingliz tilida va qisman yapon tilida mavjud.  

MATLAB  tizimini    Moler  (S.  V.  Moler)  ishlab  chiqqan  va  70-yillarda  

undan    katta  EHMlarda  keng  foydalanilgan.  MathWorks  Inc  firmasining 

mutaxassisi  Djon  Litl  (John  Little)    80-yillarning  boshlarida    IBM  PC, 

VAX va  Macintosh  klassidagi kompyuterlar uchun  PC MATLAB  tizimini 

tayyorlagan. 

Keyinchalik 

MATLAB 

tizimini 

kengaytirish 

uchun 

matematika, dasturlash va tabiiy fanlar bo‘yicha jahondagi eng yirik ilmiy 

markazlar 

jalb 

qilingan. 

Hozirgi 

vaqtda 

tizimning 

eng 

yangi 

versiyasiyalari MATLAB-6 va MATLAB-7 mavjud. 

MATLAB  tizimining  dasturlash  tili  an’anaviy  dasturlash  tillariga 

nisbatan  afzalliklarga  ega.    MATLAB  ning  imkoniyatlari  juda  keng. 

Undan  hisoblashlarni  bajarish  va  modellash  uchun  fan  va  texnikaning  har 

qanday sohasida foydalanish mumkin.