Asosiy qism Inson butun umri davomida atrof muhit bilan bevosita muloqotda bo’ladi, uni o’rganadi, tajriba to’playdi va undan kundalik turmushida foydalanadi. Biror narsa yoki hodisa tushunchasi inson ongida vujudga kelishi uchun insonda hissiy idrok, hissiy tajribaga muhtojlik seziladi. Shuning uchun o’quvchilarda hayotiy hodisa haqida ilmiy tushunchani shakllantirish jarayoni muhokama qilinadigan ob'ektlar va hodisalarni namoyish qilishdan, ya'ni tajriba bilan boshlanishi kerak. Maktabda o’tkaziladigan fizik eksperimentlar maktab o'quvchilariga fizikani o'qitishning eng muhim usullaridan biridir, u bir nechta o'ziga xos, maxsus turlarga ega, doimo rivojlanib, kengayib, yangi jihozlar, texnik qurilmalar va amalga oshirish vositalari bilan to'ldirilmoqda. Shuning uchun ham fizik eksperimentlar va o’quv laboratoriya ishlariga va uning sifatiga bo’lgan talab kundan-kunga oshib bormoqda.
O’zbekiston milliy ensiklopediyasida eksperiment atamasi quyidagicha tariflanadi: EKSPERIMENT (lot.— tajriba, sinab ko’rish) — fanda narsa va hodisalarni sezgi predmet faoliyati bilan tadqiq qilish, o’rganish. Kuzatishga qaraganda yuksakroq bilish usuli. Mohiyat e’tibori bilan tajriba tushunchasini ifodalasada, E. fanga nisbatan ishlatiladi. E. zarur shartsharoit yaratishni, turli vositalar bilan ob’yektni qayd etishni yoki hodisani sun’iy ravishda yuzaga keltirishni, tegishli texnika va moslamalarni tatbiq etish va o’lchash ishini o’z ichiga oladi. E. bilish obyektini takror hosil qiladi, farazlarni tekshiradi. E. insonning obyektga moddiy ta’sir ko’rsatishiga, voqyelikni amaliy o’zlashtirishiga, bilimlarni boyitish va rivojlantirishga yordam beradi [1]. V.I. Dall lug’atida quyidagi ta'rifni beradi: eksperiment (lat. tajriba) - bu oldinroq tajribaga ega bo'lmagan, yangi narsalarni amalga oshirishga urinish. [2, b. 864]. Xorijiy so'zlar lug'atida eksperiment tushunchasi ilmiy asoslangan tajriba, o'rganilayotgan hodisani aniq belgilangan sharoitlarda kuzatish sifatida tushuniladi.[7].
Namoyish tajriba pedagogika fanida ko’rish orqali anglash vositasi bo'lib, o'quvchilarni o'quv materialini idrok etish, uni tushunish va eslab qolishga yordam beradi; politexnik ta'limni amalga oshirishga imkon beradi; fizikani o'rganishga va o'qishga bo'lgan qiziqishni oshirishga yordam beradi. Malumki maktabda fizik eksperimentlar faol, passiv, tabiiy va modellarga bo'lish bilan tasniflanadi.
Agar o’quvchi ish paytida eksperimentdagi parametrlarni o'zgartira olsa, bunday eksperiment faol eksperiment deyiladi.
Passiv eksperimentda eksperimentdagi parametrlarni o'zgartirish imkoniyati yoki zarurati yo'q. Passiv ko’rgazma-namoyish eksperimentining afzalliklari mavjud ob'ektlarda tadqiqot o'tkazish, texnologik jarayonga xalaqit berilmasligi , eksperimental qurilmalarni yaratish va sozlashga hojat yo'qligi sabali arzon narxliligidadir. Eksperimentning ushbu shaklining noqulayligi, fizik jarayon haqida aniqroq malumot olish uchun juda ko'p miqdordagi tajribalar o’tkazish zarurligidadir.
Tabiiy (to'liq miqyosli) eksperiment tadqiqot ob'ektida (joyida), uni modelga almashtirmasdan amalga oshiriladi. Ushbu tajribaning afzalligi shundaki, natijalar aniqroq bo'ladi, chunki xatoliklar e’tiborga olmasa ham bo’ladigan darajada kichik. Kamchiligi, agar tadqiqot ob'ekti hali yaratilmagan bo'lsa, tadqiqot o'tkazishning mumkin emasligidir.
Modelli eksperimentda, to'liq miqyosli eksperimentdan farqli o'laroq, o'rganilayotgan ob'ektning modeli bilan ish ko’riladi. Model eksperimental qurilma tarkibiga kiritilgan bo'lib, u nafaqat o’rganilayotgan tadqiqot ob'ektini, balki ko'pincha mavjud shart-sharoitlarning ham o’rnini bosadi. Modelli eksperiment eksperimental tadqiqotlar imkoniyatlarini kengaytirish bilan bir qatorda, model va haqiqiy jismoniy ob'ekt yoki hodisa o'rtasidagi farqdagi xatoliklar manbai bo'lishi mumkinligi bilan bog'liq qator kamchiliklarga ega [5].
Afsuski, maktab o'quv laboratoriyasida murakkab fizik tajribalarni tabiiy tarzda namoyish qilishning har doim ham iloji yo’q, masalan: kosmik mashtabdagi jarayonlar, o’ta yuqori kuchlanishlar sohasi, yadroda yuz beradigan jarayonlar, mikro elementlarning o'zaro ta'siri va boshqalar. Aksariyat hollarda namoyish tajribalarni tashkil qilishda katta qiyinchiliklarga duch kelinadi: zamonaviy o’lchov-tajriba uskunalari hali sanoatimiz tomonidan ishlab chiqarilishi yo’lga qo’yilmagan va mavjudlari ham barcha maktablarga yetib bormagan. Maktablarning ko'rgazma va laboratoriya jihozlari bilan ta’minlanganlik darajasi fizika fani va texnologiyalar rivojlanishining hozirgi holatiga mos kelmaydi. Natijada o’quv rejasiga kiritilgan namoyish tajriba va laboratoriya ishlari to’liq hajmda bajarilmay qolish holatlari kuzatiladi (2-rasm). Bu esa o’z navbatida ta’lim sifati va samaradorligi pasayishiga olib keladi.
Yuqoridagi fikrlarga asoslangan holda maktabda fizik eksperimentlarni tashkil qilish va o’tkazishni jiddiy qayta ko'rib chiqish va takomillashtirish lozim. Ayniqsa, STEAM o’qitish jadal kirib kelayotgan, tadqiqotchilik va ratsionalizatorlik muhum ahamiyat kasb etayotgan, hozirgi davrda bu juda muhum ahamiyat kasb etadi. Ta'limda axborot texnologiyalari jadal rivojlanayotgan hozirgi sharoitda, fizikani o'qitishga raqamli texnologiyalarni joriy etishga asoslangan yangi yondoshuvlarni izlab topish kerak deb hisoblaymiz.
Shunday yondashuvlardan biri sifatida kompyuter texnikasi vositalari hamda tayyor amaliy dasturlarga asoslanib o’tkaziladigan namoyish-tajribalar va virtual laboratoriya ishlarini ishlab chiqish va amalga joriy etishni keltirish mumkin. Bunday namoyish-tajribalar va laboratoriya ishlari o’quvchilar e’tiborini fizik hodisalarni o'rganishga jalb qilish imkonini beradi va o'quv jarayonini tashkil etishda yaxshi uslubiy yordamchiga aylanadi. Virtual laboratoriya bu eksperimentlarni haqiqiy sharoitda bevosita o’tkazmasdan, uning o’rniga virtual muhitni shakllantirish orqali amalga oshirishga imkon beradigan dasturiy va apparat kompleksidir. Virtual laboratoriya eksperimenti deganda o'quvchiga o’rganilayotgan obyektning individual parametrlarni o'zgartirish va fizik hodisa (jarayon) ni virtual aks etdirish va natijalarni kompyuterga yozib olish imkoniyatini beradigan apparat va dasturiy vositalar yordamida fizik jarayonni o'rganish usuli tushuniladi.
Maktablarda virtual laboratoriyalardan foydalanishning muhim jihatlari quyidagilar sanaladi: interfaol ta’lim usulini rivojlantirish; fizik jarayonlarni hech qanday tashqi ta’sirlarsiz (ideal) kuzatish; darsdan tashqari vaqtlarda (uyda) mustaqil ravishda eksperimentlar hamda o’quv tadqiqot ishlarini o’tkazish. Maktabda virtual laboratoriyalardan foydalnishni joriy etish quyidagi imkoniyatlarni beradi:
-o'quv jarayoni samaradorligini oshirish;
-o’quvchilarda fizik jarayonlarni kompyuterda modellashtirish kompetensiyasini hosil qilish;
-fizikadan o'quv jarayonini axborot bilan ta'minlash sifatini oshirish;
-o’quvchilarning o'quv faoliyati natijalari monitoringi jarayonini avtomatlashtirish;
- fizik jarayonlar, hodisalarning ko’rgazmaliligini oshirish;
-axborot-kommunikatsiya texnologiyalarining yangi vositalaridan foydalangan holda o’quvchilarning tafakkurini rivojlantirish.
-laboratoriya xonalaridagi jihozlar, o’lchov-nazorat asboblari yetishmovchiligni bartaraf etish;
-laboratoriya ishlarini bajarish jarayonida vujudga kelishi mukin bo’lgan xavfli vaziyatlarni minimal darajagacha kamaytirish;
Hozirda umumta’lim maktablarida fizikani o’qitishda qo’llanilayotgan virtual laboratoriya ishlarining aksariyati videolavha ko’rinishida bo’lib unda o’quvchining bevosita ishtiroki, mustaqil qaror qabul qilishi va izlanuvchanligi (tadqiqotchiligi) bilan bog’liq ko’pgina jihatlar hisobga olinmagan [6]:
-ishni bajarish uchun lozim bo’ladigan asbob-uskunalarni uskunalar omboridan mustaqil tanlab olish;
-laboratoriya ishi qurilmasini shakllantirish;
-qurilma tarkibiy qismlarni o’zaro mutanosib joylashtirish (dizayn);
-o’rganilayotgan ob’yekt parametrlarni istalgancha keng diapazonda o’zgartirish;
-zarurat tug’ilsa qurilmaga o’zgartirishlar kiritish.
-mustaqil ravishda tadqiqot ob’yektini tanlash va uni tadqiq qilish uchun qurilma yaratish;
-zamonaviy o’lchov-nazorat uskunalaridan foydalanish;
Modomiki shunday ekan o’quvchi faqat kuzatuvchi sifatida ishtirok etadigan namoyish-tajribalar va virtual laboratoriya ishlari o’rniga bevosita o’quvcining faol ishtirokida amalga oshiriladigan va boshqariladigan zamonaviy amaliy virtual laboratoriya dasturlarini umumta’lim maktablarida foydalanishga joriy etish zarurati kelib chiqadi. Bunday virtual laboratoriya dasturlaridan nafaqat darslarda, balki sinfdan tashqari (uyda) mustaqil ishlarda, o’quvchilarning tadqiqotchilik va ratsionalizatorlik faoliyatini rivojlantirishda samarali vosita sifatida foydalanish mumkin.