Нирс/Студенты


ЛАБОРАТОРНЫЙ ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

Конструктор по электромагнетизму и его применение в обучении физике
И.А.Шайдуров

   
   Не стоит доказывать, что преподавание физики в школе немыслимо без учебного эксперимента. В подтверждение этому можно было бы привести множество примеров, показывающих, что отрыв преподавания физики от экспериментальной основы приводит не только к серьезным проблемам в знаниях учащихся, но и к искажению их миропонимания.
   С 30-х годов ХХв. ведется разработка оборудования, цель которого сделать эксперимент составной частью учебного процесса. Разработкой лабораторного физического эксперимента занимались такие ученые-методисты и практики как А.А.Покровский, Б.С.Зворыкин. Огромный объем информации по лабораторному эксперименту содержится в журналах "Физика в школе " и сборниках по физическому эксперименту.
   Однако остается много не решенных вопросов, по комплектации оборудования в плане лабораторного эксперимента.
   С конца 80-х начала 90-х годов наблюдается ухудшение обеспечения оборудованием школы, в частности и лаборатории кабинета физики. Особенно остро этот вопрос стоит в отношении сельской школы. В этой ситуации, учебный процесс не может быть построен качественно, в связи с чем учащиеся не получают полноценных, качественных знаний. Но уровень образовательных программ и стандартов остается не только на высоком прежнем уровне, но и постоянно повышается. Что в свою очередь приводит к не конкурентно способности выпускников сельской школы в плане поступления в высшие учебные заведения по отношению к выпускникам городских школ или школ районных центров где ситуация выглядит не так плачевно. Кроме того, с этого же периода система общеобразовательных учреждений претерпевает коренные изменения, в частности всё больше школ переходят на профильное обучение, в связи с чем стали образовываться классы с углубленным изучением физики. Но курс углубленного изучения физики не поддержан экспериментальным оборудованием.
   В настоящее время оборудование хотя и выпускается на заказ, однако, остается недоступным ввиду своей дороговизны в связи, с чем малокомплектные сельские школы не в состоянии его приобрести. Для исправления дела необходима целенаправленная разработка оборудования, технология изготовления которого содержала бы в себе принципы простоты и дешевизны.
   Одним из вариантов решения проблемы является разработка оборудования по типу конструктора.
   Учитывая вышеизложенную проблематику, мы предприняли попытку реализовать данное оборудование, создав, конструктор по электричеству и магнетизму. На первом этапе мы провели анализ содержания раздела курса физики "Электродинамика". На основе этого анализа мы выделили ряд сюжетов данного раздела. Опираясь на сюжеты, стало возможным определиться с оборудованием и материалами, необходимыми для создания конструктора.
   Внешний вид конструктора представляет собой ящик с четырьмя выдвижными шкафами, где размещено оборудование. Каждый шкаф соответствует тому или иному оборудованию: 1) постоянный, переменный ток; 2) магнетизм; 3) источник питания; 4) катушки, рамки;
   На верхней крышке корпуса эстетично расположились панель приборов, монтажная плата и поле для размещения оборудования.
   На панели приборов размещены два микроамперметра постоянного тока, один из которых имеет режим работы гальванометра. Расширяя функциональные возможности приборов, мы реализовали и режим измерения переменных токов. Данные режимы переключаются при помощи кнопок. Каждая кнопка соответствует тому или иному прибору: кнопка с белым колпачком - белый прибор, кнопка с черным колпачком - черный прибор. Кнопки нажаты - режим измерения переменных токов, кнопки не нажаты - режим измерения постоянных токов.
   Монтажная плата представляет собой поле, состоящее их тридцати контактов. Каждый контакт выполнен из кнопок, которые можно легко и дешево приобрести в отделе швейной фурнитуры. Данная схема реализации контактов позволяет быстро и компактно собирать электрические цепи.
   Кроме того, конструктор содержит оборудование, включающее в себя ряд лабораторных работ по электромагнетизму. Создавая данное оборудование мы попытались максимально увеличить степень приобщения учащихся к процессу самостоятельной подготовки рабочего места, причем их действия должны быть не просто репродуктивного характера, а направленные на конструирование приборов и оборудования необходимого для изучения той или иной темы. Оборудование выполнено из таких материалов, как оргстекло, стальная проволока, фольгированный текстолит и т.д..
   Нами разработано тридцать лабораторных работ и подробные инструкции к ним выполняемые на данном конструкторе. Вот некоторые из них:
      - изучение зависимости силы тока от сопротивления;
      - расчет удельного сопротивления проводника и определение рода вещества, из которого изготовлен проводник по его удельному сопротивлению;
      - измерение мощности и работы тока в электрической лампе;
   Также серия работ по определению емкости конденсатора - четырьмя способами.
   Кроме того, такие работы по электромагнетизму как:
      - изучение спектров магнитных полей;
      - сборка электроизмерительного прибора с последующей градуировкой;
      - сборка электродвигателя и изучение принципа его работы;
      и т.д..
   На кафедре методики преподавания физики возникла идея создания передвижной класс лаборатории. Создаваемый нами конструктор является одной из составных частей будущей лаборатории, который охватывает лабораторный эксперимент по разделу курса физики "Электродинамика". Цель данной лаборатории заключается в повышении качества знаний по физике учащихся малокомплектных школ путем расширения использования эксперимента в учебном процессе.


Назад
Скачать