ПРОПЕДЕВТИЧЕСКИЙ КУРС «ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ СХЕМОТЕХНИКА» В УСЛОВИЯХ РЕАЛИЗАЦИИ КОМПЕТЕНТНОСТНОГО ПОДХОДА К ОБУЧЕНИЮ

ПРОПЕДЕВТИЧЕСКИЙ КУРС «ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ СХЕМОТЕХНИКА» В УСЛОВИЯХ РЕАЛИЗАЦИИ КОМПЕТЕНТНОСТНОГО ПОДХОДА К ОБУЧЕНИЮ Малышева Елена Николаевна, Галиева Фарида Мирхайдаровна Аннотация.   Определена   изучения   основ электросхемотехники  на пропедевтическом  этапе  в 5­6 классах. Разработаны   целесообразность принципы   конструирования   пропедевтического   курса   по   обучению   основам электросхемотехники, направленные на реализацию компетентностного подхода к обучению. Разработана технология обучения, основанная на использовании и конструировании электрических схем и устройств как метода изучения нового материала   и   активизации   исследовательской   деятельности   (технико­ ориентированная технология обучения). Разработана программа и методические материалы   к   пропедевтическому   курсу   «Занимательная   схемотехника». Приведены результаты оценки его эффективности в 5­6 классах. Ключевые   слова.   Компетентностный   подход,   системно­деятельностный подход, компетенции, основная школа, схемотехника, пропедевтический курс, технология обучения. Введение Важнейшими   чертами   конкурентоспособного   человека   в   современном информационном   обществе   являются   обучаемость   и   самообучаемость,   что проявляется   в   готовности   к   познавательной   деятельности,   потребности   в творческой   и   конструкторской   активности.   На   формирование   таких   качеств личности   обучающихся   ориентированы   целевые   установки   федеральных государственных   стандартов,   базирующихся   на   компетентностном   подходе   к обучению,   который   является   частью   системно–деятельностной   парадигмы образования.   В   частности,   изучение   элементы   электро–     и   радиотехники   в основной школе дает учащимся возможность овладеть компетенциями в области техники   и   технологии   применения   электрической   энергии   в   производстве   и быту, необходимость овладения которыми обусловлена условиями современной жизни: дети в раннего возраста сталкиваются с электрическими явлениями и различными   электротехническими   устройствами.   Однако,   как   показало авторское   исследование,   существуют   проблемы   в   изучении   и   формировании практических умений по электросхемотехнике в физики и технологии основной школы.   В   немалой   степени   это   объясняется   низкой   подготовленностью учащихся   к   изучению   этой   темы   в       систематических   курсах.   Поэтому   нам задача   разработки   основанного   на представляется   актуальной   компетентностном подходе пропедевтического курса по электросхемотехнике для учащихся 5­7 классов. В условиях перехода от парадигмы знаний, умений и навыков к системно­ деятельностной  парадигме   образования   требования,   предъявляемые   к результатам   обучения,   представляют   собой   интеграцию   компетентностного подхода и подхода, основанного на знаниях, умениях и навыках. Его сущность заключается в отношении к субъектам и содержанию обучения, как системным объектам, на основе чего формируется особый тип взаимодействия учителя с обучаемыми [9]. Структурирование объектов деятельности  в виде системных элементов   позволяет   видеть   все   их   составляющие   и   связи   между   ними, воздействовать   на   определенные   элементы,   прогнозируя   последствия,   тем самым   формируя   планируемый   результат.   К   положениям   системно­ деятельностного  подхода  относятся, в частности, требования представлять  и изучать   объект   как   систему,   объяснять   явления,   выдвигать   гипотезы   и проводить эксперименты. Изучение   электросхемотехники   в   основной   школе   способствует формированию компетенций, связанных с применением электрической энергии в производстве   и   быту.  В  частности,  мы   сформулировали   такие,   как   владение 2 умениями безопасной организации трудовой деятельности, владение навыками понимания,   составления   и   сборки   простых   электрических   схем;   умение производить   ремонт   соединительных   элементов   бытовых   электроприборов.   начальные Формирование   этих   компетенций   происходит   поэтапно: представления   учащиеся   получают   в   3­4   классах   (окружающий   мир,   на   следующем   этапе   формируются   представления   об технология),   электрорадиотехнологиях в 8­9 классах (физика, технология) [19, 20, 21]. Мы предлагаем ввести промежуточный этап, пропедевтический к систематическому, – в 5­6 классах, реализовать который можно в виде дополнительных занятий, например, в рамках элективного курса «Занимательная схемотехника». Особенности конструирования пропедевтического курса «Занимательная схемотехника» Основной задачей пропедевтических курсов является подготовка учащихся к изучению   необходимых,   но   трудных   для   освоения   теоретических   понятий   и положений в систематических курсах. На пропедевтическом уровне обучения учитель   на   конкретном   материале   доступными   средствами   подготавливает введение понятия. Курс «Занимательная схемотехника», предназначенный для школьников  5­6 классов, нацелен на формирование базовых представлений  и умений,   связанных   с   принципами   работы   и   проектирования   элементарных электронных устройств. Рассмотрим основные  особенности учебных  курсов,  выступающих  в  качестве пропедевтических,   для   учащихся   5­6   классов,   т.е.   младшего   подросткового возраста   (11­13   лет).   Школьникам   младшего   подросткового   возраста свойственна   способность   и   готовность   к   разным   видам   обучения,   как   в практическом   плане   (трудовые   умения   и   навыки),   так   и   в   теоретическом (рассуждать, умение мыслить, пользоваться понятиями) [3, с. 121]. Учащиеся 5­ 6   классов     обнаруживают   выраженную   склонность   к   экспериментированию, 3 связанную   со   стремлением   всё   самостоятельно   перепроверить   и   лично удостовериться в истинности. На основании анализа возрастных особенностей учащихся 5­6 классов и понятия пропедевтических курсов мы выделяем следующие особенности их построения: значительная   доля   практических   работ;   проведение   экспериментов   с постановкой цели, определения метода и средств, прогнозирования результата; доступность и наглядность предлагаемых методов деятельности; использование широкого спектра источников информации при выполнении заданий. Курс   «Занимательная   схемотехника»   в   занимательной   форме   знакомит   5,6­ классников с основами электротехники и микроэлектроники с нуля. При этом не рассматриваются сложные математические формулы, на практике поясняется физика   процессов,   происходящих   в   электронных   схемах.   Курс   не   только поможет   организовать   занимательный   и   интересный   досуг   подростка, реализовать его творческие способности, но и лучше усвоить школьный курс физики, технологии и информатики. Основные содержательные единицы курса: элементы   электрической   цепи   (внешний   вид,   обозначение   на   схеме, − назначение, типы), представление   о   физических   явлениях   и   процессах,   происходящих   в − рассматриваемых элементах и цепях, представление   о   кодировании   информации   посредством   электронных − цепей, − − представление об интегральных микросхемах, простейшие электронные устройства. При конструировании пропедевтического курса «Занимательная схемотехника» для учащихся 5­6 классов мы разработали технологию обучения, определенную нами, как технико­ориентированная технология обучения. В основании ее лежат следующие принципы: 4 1). Опора на знания и умения дошкольного и начального школьного образования. В частности, по элементам схемотехники у учащихся основной школы должны быть   сформированы   представления   об   электрических   зарядах   и   их взаимодействии,   проводниках   и   изоляторах,   они   должны   уметь   заменять источник тока с соблюдением полярности, собирать простейшие электрические схемы. На практике же представления об электричестве составляют знания из области атмосферных явлений (окружающий мир), из инструктажей по технике   а   также   бытовые   знания   о   работе безопасности   (информатика), электроприборов. 2). Значительная доля практических работ. Склонность к экспериментированию, потрогать все своими руками, разобрать, собрать   и   т.д.   является   определяющим   фактором   в   выборе   формы   учебных занятий. Основной объем учебного времени должен приходиться на практику: натурная демонстрация,  эксперимент. 3).   Проведение   экспериментов   с   постановкой   цели,   определения   метода   и средств, прогнозирования результата.  Способность   к   теоретическому   мышлению,   обусловленная   возрастными характеристиками учащихся позволяет включать в обучение виды деятельности, основанные не только на эмпирических, но и на теоретических методах познания природы. 4). Доступность и наглядность предлагаемых методов деятельности.   В этом возрасте наблюдается стремление к поиску и приобретению знаний, к формированию   полезных   умений   и   навыков.   Это   позволяет   использовать широкий спектр источников информации при выполнении заданий. Необходимо также применять различные средства активизации познавательной деятельности (наглядность,   занимательный   материал,   интерактивность,   проблемность, положительная мотивация и др.). 5 Технико­ориентированная   схема   изучения   нового   материала   5). (рисунок   1),   является   ядром   нашей   технико­ориентированной   технологии обучения.   Электрическая схема устройства Исследование возможностей реконструкции схемы Идентификация элементов схемы: Название, условное обозначение. Назначение. Определение основных характеристик. Представление о физических процессах, на которых основана работа элемента. Знакомство с другими видами подобных по назначению элементов. Рис. 1. Технико­ориентированная схема изучения нового материала. Как   правило,   традиционное   изучение   основ   электричества   начинается   с изучения   физических   явлений   и   процессов   и   заканчивается   примерами   их применения   на   практике.   Такая   логика   обучения   предполагает,   во­первых, главенствующую роль учителя в отборе изучаемого теоретического материала, во­вторых, некий отрыв теоретических знаний от наглядности их практического применения. Предложенная схема переносит акцент в отборе изучаемого материала с регламентированного   учителем   (по   необъясняемым   учащимся   принципам)   на обусловленный   конкретной   ситуацией.   И   хотя   сама   ситуация   изначально сконструирована   учителем,   причины   рассмотрения   физических   явлений наглядны   и   понятны   учащимся,   а   значит   полученные   знания   более жизнеспособны. Кроме этого, у участников учебного процесса есть возможность работы   над   разрешением   проблемы,   поиска   предлагаемых идей и т.д.     информации,   отстаивания Программа курса «Занимательная схемотехника»  Курс   «Занимательная   схемотехника»   предназначен   для   учащихся   5–6 классов;   может   быть   использован   учителями   технологии,   физики,   а   также педагогами   дополнительного   образования   в   рамках   реализации пропедевтического   дополнительного   обучения   основам   электросхемотехники. Курс   может   быть   реализован   на   базе   лабораторного   оборудования   кабинета 6 физики, однако, в настоящее время существует ряд свободно распространяемых электронных   конструкторов   (например,   «Знаток   999»),   доступных   для использования и понимания младших школьников. Цель курса:  привлечь учащихся к исследовательской и конструкторской деятельности в области электро­, радиотехнологии. Задачи курса:  Ознакомить с основными элементами электрической цепи.  Научить принципам безопасной работы с электрическими приборами.  Дать представление о физических явлениях и процессах, происходящих в рассматриваемых элементах и цепях; о кодировании информации посредством электронных цепей; об интегральных микросхемах.  Научить осуществлять процессы сборки электронных схем с помощью электронного конструктора.  Научить   основам   проектирования   электронных   устройств,   используя электронный конструктор для моделирования.  Дать представление об устройстве и работе современных электрических устройств.  Ознакомить с новинками электроники. Требования к результатам освоения курса: 1.1. Изучение курса направлено на формирование у обучающихся таких специальных компетенций, как   овладение умениями безопасной организации трудовой деятельности;  овладение   навыками   понимания,   составления   и   сборки   простых электрических схем;  понимание принципов работы электронных устройств. 1.2. В результате освоения курса обучающийся должен: иметь представление: о физических процессах в электрических цепях и их   элементах;   о   принципах   работы   современных   электронных 7 устройствах; электронных устройств;   о   принципах   проектирования   простейших знать: основные элементы электрической цепи, их обозначение на схеме, типы   и   внешний   вид;   правила   безопасности   при   работе   с электрическими приборами и электронными устройствами;  уметь: осуществлять сборку простых электрических цепей и простейших электронных   устройств   по   схемам   конструктора;   изображать эквивалентную  электрическую   схему;  собирать  простые  схемы  с заданными параметрами и свойствами; уметь определять элементы цепей по внешнему виду; прогнозировать результат работы схемы; владеть:   навыками   аккуратной   и   безопасной   работы   с   электронным конструктором. Структура и содержание курса Общая трудоемкость курса составляет 30 часов, из низ 15 – аудиторных. Таблица 1. Структура курса № Наименование раздела курса 1 Электротехника 2 Радиотехника 3 Микроэлектроника Виды учебной работы аудиторные занятия самостоятельная работа 8 2 5 5 5 5 № 1 Наименование раздела курса Электротехника Таблица 2. Содержание курса Содержание раздела (дидактические единицы) Элементы электрической цепи. Цепь. Понятие об электрическом токе. Типы батарей. Виды  аккумуляторов. Лампа. Светодиод.  Переключатели. Электромотор. Характеристики  резистора. Проводники. Изоляторы.  Гальванометр. Амперметр. Вольтметр.  Пьезоизлучатель. Типы конденсаторов. 8 2 Радиотехника Внешний вид, устройство и условное обозначение транзисторов, тиристоров, фоторезисторов. Виды транзисторов. Радиоволны. Радиоприемник. 3 Микроэлектроника Интегральные микросхемы. Классы электронных схем.   Семисегментный   индикатор.   Диктофон. Принципы   конструирования   электронных цифровых автоматов. Достижения схемотехники. № заня тия № разд ела Таблица 3. Тематическое планирование Тема занятия Кол­ во часов 1 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15     Источники   света. Техника   безопасности.   Правила   пользования электронным   конструктором   «Знаток».   Основные элементы   электрической   цепи.   Условные обозначения. Источники   питания.   Батарейки   и   аккумуляторы. Переключатели.   Лампы   и светодиоды. Электродвигатель и генератор. Электроизмерительные   приборы. диэлектрики.  Резисторы   и   реостаты. последовательное соединение. Катушка индуктивности. Конденсаторы.   Параллельное   и   Проводники   и 1 1 1 Микрофон. Громкоговорители. 2 2 3 3 3 3 3   Тиристор.   Биполярные   транзисторы. Диод. Фоторезистор. Понятие о радиосвязи.  Радиоприемники. Современные   виды   связи   (оптоволоконная,   ИК, сотовая) Интегральные индикатор. Представление   о   цифровых   автоматах.   Логические элементы. Диктофон. Проектирование электронных устройств. Защита проектов.   Семисегментный   микросхемы. Таблица 4. Самостоятельная работа 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 № Наименование раздела курса 1 Электротехника Вид самостоятельной работы   Соберите тестер электропроводимости   и   исследуйте окружающие   вас   предметы   с   помощью тестера,   приведите   примеры   пяти проводящих   и   пяти   изоляционных предметов.  от   батарейки Подготовка сообщений на тему: 1. Отличие   аккумулятора. 2. Зачем нужны батарейки. 3. «Эффект памяти» аккумулятора. 4. Применение светодиодов. 5. Что такое энергосберегающие  лампы? 6. Какие устройства можно придумать  с использованием электродвигателя? 2 3 Радиотехника Сообщения   «Коммутирующие устройства». на   тему Микроэлектрони ка Заполнить   таблицы   истинности логических элементов.  Самостоятельно   собрать   схемы   из списка   книги   2   (игрушки,   имитаторы звуков,   музыкальные   звонки,   охранные сигнализации, лжи, цветомузыка, азбука Морзе). детекторы     Трудоемк ость (в часах) 5 5 5 Спроектировать   электронное устройство.  Дидактические   средства   обучения:   плакаты,   физические   приборы, конструктор, презентации. Оценка эффективности пропедевтического курса «Занимательная схемотехника» в 5­6 классах Разработанный   курс   был   апробирован   в   рамках   внеурочной   работы   с учащимися   5­6   классов   средних   общеобразовательных   школ   г.   Тобольска   и 10 Тобольского   района   в   2012­13   гг.   В   эксперименте   приняло   участие   72 школьника.  Педагогический   эксперимент   состоял   из   3   этапов:   констатирующий, формирующий, контрольный. На  первом   этапе  мы   проверили   знания   учащихся   по   схемотехнике   и использованию электричества в быту. В качестве диагностирующего средства мы   составили   тест   «Электричество   –   мой   друг?»   из   14   пунктов   (вопросы   с выбором   ответа,   на   соответствие,   элементы   творческих   заданий,   открытые задания), содержательной   базой  для  теста  являются  требования  к знаниям  и умениям по технологии выпускников начальной школы [8, с. 152].  Тест «Электричество – мой друг?» Ф.И. _____________________, класс_____, школа _____________ 1. Что такое электрический ток? a. Электрический ток – это провода. b. Электрический   ток   –   это   направленное   движение   заряженных частиц. c. Электрический ток – это заряженные частицы. d. Электрический ток – это направленное движение электронов. e. _______________________________________________________ 2. В чем есть электрический ток? a. Выключенный из розетки чайник. b. Включенный в розетку чайник. c. В розетке на стене. d. В люстре при выключенном свете. e. В люстре при включенном свете. 3. Что такое проводники электрического тока? a. Предметы   и   вещества,   через   которые   не   может   проходить электрический ток. 11 b. Предметы   и   вещества,   через   которые   может   проходить электрический ток. 4. К проводникам относятся: a. алюминий; b. стекло; e. серебро; f. резина; c. сухая древесина; d. медь; g. пластмасса; h. мокрая тряпка. 5. Знаете ли вы, что такое изоляторы? a. Предметы   и   вещества,   через   которые   не   может   проходить электрический ток. b. Предметы   и   вещества,   через   которые   может   проходить электрический ток. 6. К изоляторам относятся: a. алюминий; b. стекло; e. серебро; f. резина; c. сухая древесина; d. медь; g. пластмасса; h. мокрая тряпка. 7. Вовочка   что­то   засунул   в   розетку:   экспериментировал. Предскажите   результат.  (Обозначьте   стрелками   соответствия   в таблице.   Рядом   можете   написать,   что   вы   думаете   по   данному поводу.) Средство Вовочкиного эксперимента Мамина   стальная Ожидаемый результат Ваши комментари и шпилька   для   волос (удобно   вошла   в   обе Ничего не произойдет дырочки) Спички  Смотря как повезет: или ничего не 12 Гвоздь (1 штука) будет,   или   Вовочка   без   пальца останется Однозначно,   будет   весело:   весь подъезд  без  света,  а  Вовочка  без пальца. 8. Укажите источники электрического тока: a. розетка; b. аккумулятор; c. генератор; d. электропровод; e. гальванический элемент; f. батарейка; g. зарядное   устройство   для мобильного телефона. 9. Какие полюсы есть у источников тока? a. Северный и южный. b. Плюс и минус. 10.С двумя батарейками лампочка будет гореть ярче, чем с одной? a. Да, ярче. b. Нет, яркость не изменится. c. Нет, будет гореть хуже. d. Смотря   как   подключить   батарейки,   всё   зависит   от   их   взаимной полярности. 11.Умеете   ли   вы   собирать   электрические   цепи,   состоящие   из батарейки, лампочки, ключа и проводов? a. Да. b. Нет. 12.К какой цепи лампочка будет гореть? 13 a) d) b) e) c) f) Если умеете, нарисуйте  схему вашей цепи: 13.Соберите электрическую цепь из элементов:   1 батарейка,   лампочка,   ключ,  провода. 14.Соберите электрическую цепь из элементов:   2 батарейки,   лампочка,   ключ,  провода. Если умеете, нарисуйте  схему вашей цепи: На  втором   этапе  эксперимента   мы   проводили   занятия   кружка «Занимательная схемотехника». Формирующий эксперимент включал в себя 15 занятий. Для построения схем использовался электронный конструктор «Знаток 999». Приведем пример одного занятия.  «Знакомьтесь – электрическая цепь! Цель:  научить   собирать   простые   электрические   цепи,   состоящие   из лампочки, источника тока и ключа, по аналогии с данной на базе конструктора «Знаток 999». Задачи    : 14  Образовательные   –  ознакомить   с   понятием  параллельного   и последовательного   включения   источников   питания;   показать   зависимость свечения лампочки от типа включения батареи; ознакомить с видами батареек, аккумуляторов   и   переключателей;   показать   влияние   различных   видов переключателей на работу схемы, научить безопасному обращению с батареями электрического тока.   Развивающая   –  развивать   навыки   самостоятельного   поиска   и   анализа материала   и   практической   работы   с   электрическими   цепями;   развитие логического   мышления   (систематизация   материала,   работа   по   аналогии, индуктивные выводы).   Воспитательная   –  воспитывать   умение   организовать   свою   работу   для достижения   цели,   работать   в   группах,   аккуратность   в   обращении   с конструктором.  Методы   обучения:  словесные  (рассказ,   объяснение,   беседа),   наглядные (презентации), практические (практическая работа). Оборудование   и     материалы:  электронный   конструктор   «Знаток   999», электронная презентация со схемами, проектор и ноутбук. Ход занятия. В повседневной жизни мы с вами очень часто сталкиваемся с батарейками, как и переключатели, они часто нам встречаются – в игрушках, пультах от ТВ, сотовых телефонах и многом­многом другом. На сегодняшнем занятии мы с вами узнаем, что такое источники питания и переключатели,   какие   они   бывают,   чем   отличаются   батарейки   от аккумуляторов. Давайте   с   вами   соберем   две   схемы   с   последовательным   включением батарей.   При   правильном   последовательном   включении   «+»   одного гальванического элемента должен соединяться с «–» другого элемента (рис. 2). 15 Рис. 2. Подключение лампы к двум последовательно соединенным гальваническим элементам, представляющим собой батарею (а) и к двум последовательно соединенным батареям (б) В   первом   случае   лампочка   горела   тускло,   а   во   втором   –   ярче.   Как   вы думаете, с чем это связано?   (Лампочка стала гореть ярче, потому что мы увеличили протекающий через нее ток, т.е. подключили еще одну батарею.) В схеме поменяйте полярность одной из батарей.  ? Замкните выключатель и посмотрите что будет. Как вы думаете, почему не горит лампочка?  (При неправильном последовательном включении «+» одной батареи соединяется с «+» другой батареи. При этом их напряжения вычитается и суммарное напряжение равно нулю – лампочка гореть не будет.) Теперь   соберите   схему   (рис.   3)  с   параллельным   включением   батарей. Обратите   внимание,   что   левая   батарея   подключается   поверх   проводов. Замкните выключатель.  Что мы с вами наблюдаем? (Лампочка светит так же, как и в схеме на рис. 2а, где использовалась только одна батарея.) Как     вы   считаете,   с   чем   это   связано?  (При   параллельном включении «+» одной батареи должен соединяться с «+» другой батареи, а «–» с «–». При таком подключении общее напряжение остается равным напряжению одной батареи, а ток отдаваемый Рис. 3. Параллельное соединение батарей в   нагрузку,   увеличивается.)  В   данной   схеме   наша   лампочка   будет гореть в два раза дольше. При   неправильном   параллельном   включении   «+»   одной   батареи 16 ? соединяется с «–» другой батареи. Напряжения батарей взаимно вычитаются и лампочка гореть не будет. Убедимся в этом. Соблюдая полярность, соберите схему (рис. 4). Замкните выключатель. Лампочка загорится. Теперь на короткое время   замкните   кнопку,   при   этом   подключиться   вторая   батарея   и   лампочка погаснет. Отпустите кнопку – лампочка снова загорится. Несоблюдение   полярности   может   привести   к   перегреву батарейки,   ее   протечке   или   взрыву.   При   этом   может   быть испорчено   дорогое   оборудование   или   получена   травма. Соблюдайте полярность! ! Современные   батарейки   и   аккумуляторы   применяются   практически   в одних   и   тех   же   областях,   зачастую   очень   похожи   внешне,   но   имеют существенные различия, которые мы с вами сейчас узнаем.  Батарейка  –   гальванический   элемент,   химический   источник   тока,   у которого возникающее на его выходах напряжение есть результат химической реакции (рис. 5). Батарейки  Ри Солевые угольно­цинковые  солевым  напряжение  элемента 1,5 В. с  электролитом,  одного  Щелочные с  марганцево­цинковые  щелочным  электролитом,  напряжение  одного  элемента 1,5 В. Литиевые имеют  форму  напряжение  элемента 3 В. диска,  одного  с. 5. Виды батареек. Аккумулятор  –   перезаряжаемый   гальванический   элемент,   химический источник   тока   многоразового   пользования,   работоспособность   может   быть восстановлена путем зарядки (рис. 6). 17 Батарейки Солевыеугольно­цинковые с солевым электролитом, напряжение одного элемента 1,5 В.Щелочныемарганцево­цинковые с щелочным электролитом, напряжение одного элемента 1,5 В.Литиевыеимеют форму диска, напряжение одного элемента 3 В. Виды аккумуляторов Никель­ металлгидридные (обозначаются  NiMN)  –  напряжение  одного  элемента 1,2 В. Никель­кадмиевые (обозначаются    NiCd)  –  напряжение  одного  элемента 1,2 В. Литий­ионные (обозначаются  Li­Ion)  –  напряжение  одного  элемента 3,6 В. Рис. 6. Виды аккумуляторов. Трудно   представить   себе   какую­либо   область   нашей   жизни,   где   не использовались бы переключатели электрического тока – выключатели, кнопки, ключи (рис. 7). Виды  переключателей Движковый Кнопочный Геркон Сенсорный Рис. 7. Виды переключателей. Соберите   схему   (рис.   8)   с  последовательным   соединением   различных переключателей. Рис. 8. Последовательное включение различных переключателей ? Что   необходимо   сделать   для   того,   чтобы   зажглась   лампочка? (Необходимо   замкнуть   все   переключатели   –   кнопку, выключатель, геркон.) 18 ВидыаккумуляторовНикель­металлгидридные(обозначаются NiMN) – напряжение одного элемента 1,2 В.Никель­кадмиевые(обозначаются  NiCd) – напряжение одного элемента 1,2 В.Литий­ионные(обозначаются Li­Ion) – напряжение одного элемента 3,6 В.Виды переключателейДвижковыйКнопочныйГерконСенсорный Теперь соберите схему (рис. 9), в которой все переключатели подсоединены параллельно.   Достаточно   замкнуть   один   из   переключателей,   чтобы   лампочка зажглась. Проделайте это. Рис. 9. Параллельное включение различных переключателей ? При замыкании какого переключателя лампочка не загорается? Дело в том, что сенсор нельзя использовать как простой переключатель. В сенсоре проводником выступает наша кожа. Сила тока, протекающего по нашей коже (1 мкА), не хватит даже для свечения светодиода. Для работы сенсора необходим усилитель. Чтобы убедиться в работоспособности нашего сенсора, выполните следующее задание соберите  схему (рис. 10). Рис. 10. Музыкальный дверной звонок, управляемый сенсором Какие новые элементы установлены в нашей схеме? Как говорилось, для работы сенсора необходим усилитель. В нашей схеме роль усилителя выполняют транзисторы.   Усиленный   транзисторами   сигнал   включает   микросхему,   на которой записаны мелодии. (Показать на схеме транзисторы и музыкальную интегральную схему.) Итак, повторим, о чем мы сегодня говорили. 19 ? 1. Чем отличается батарейка от аккумулятора? 2. Дайте   определения   следующим   понятиям:   батарейка, аккумулятор, последовательное и параллельное включение батарей. 3. Назовите типы батарей и виды аккумуляторов. 4. Какие бывают переключатели?  На этом наше занятие закончено, всем спасибо, до встречи!» На  третьем   этапе  педагогического   эксперимента   мы   повторно   провели тест «Электричество – мой друг?».  Обработка   результатов   тестирования   в   ходе   констатирующего эксперимента показала, что учащиеся владеют информацией по схемотехнике и могут грамотно использовать ее в быту на примерно на 40 %. Констатирующий   срез   показал,   что   учащиеся   неплохо   знают   об электрическом  токе, проводниках и  изоляторах,  электрических  зарядах  и их взаимодействии (62,5 %), однако затрудняются в ответах на вопрос о действии тока (26,6 %), особенно плохо ориентируются в заданиях, требующих собрать простейшую   электрическую   цепь,   состоящую   из   источника   тока,   нагрузки   и ключа (0 %).  Результаты   выявили   несостоятельность   знаний   и   умений   учащихся   по электрической   схемотехнике,   они   практически   не   готовы   к   эффективному освоению   соответствующих   разделов   технологии   и   физики   в   8­9   классах. Следовательно,   существует   большая   вероятность,   что   развитие   таких компетенций,   как   владение   умениями   безопасной   организации   трудовой деятельности,  владение   навыками   понимания,  составления   и   сборки   простых электрических   схем,   умение   производить   ремонт   соединительных   элементов бытовых электроприборов, также будет на низком уровне. Однако из бесед с учащимися мы определили, что школьники открыты для этих   знаний,   они   с   энтузиазмом   восприняли   идею   заняться   занимательной схемотехникой.  Во   время   формирующего   эксперимента   учащиеся   показали   высокую 20 степень   интереса   школьников   к   разработанному   курсу.   Из   проведенных наблюдений, бесед и опросов мы выяснили, что дети легко усваивают учебный материал, их совершенно не пугают сложные понятия (например, индуктивность или электрическая емкость), могут прогнозировать процессы и модифицировать схемы с учетом свойств элементов, когда эти знания изначально приходят к ним из того, что можно «потрогать» своими руками. Контрольный срез показал, что уровень знаний об электрическом токе и его безопасном использовании в быту повысился (диаграмма 1). После повторного проведения   теста  «Электричество  –  мой   друг?»  мы   выяснили,  что   учащиеся стали лучше различать проводники и изоляторы (65,8 %), после проведенного курса у ребят нет трудностей в ответе на вопрос о действии тока (91,6 %), они с легкостью собирают простейшую электрическую цепь, состоящую из источника тока, нагрузки и выключающего элемента (93,6%). Диаграмма 1. Результаты (средний балл по вопросам теста) констатирующего и контрольного срезов 1 2 6 5 4 3 7 Констатирующий срез   9 10 8 Контрольный срез 11 12 13 14 Заключение  Полученные   результаты   позволяют   сделать   выводы   о   том,   что   курс дополнительного   обучения   «Занимательная   схемотехника»,   являющийся пропедевтическим   к   разделам   по   электросхемотехнике   в   систематических курсах   физики   и   технологии,     сконструированный   на   основе   разработанных 21 принципов   с   опорой   на   положения   системно­деятельностного   подхода   к обучению,   отвечает   целям   и   задачам   современного   образования.   Курс «Занимательная схемотехника» обладает рядом принципиальных особенностей: Все   занятия   носят   практический   характер   и   опираются   на   физические наглядные средства. Любые представления о физических явлениях даются при демонстрации работы соответствующих элементов цепи. Знания об элементах электрической цепи, явлениях и устройствах даются не   как   данность,   а   «добываются»   на   глазах   обучающихся,   при   их   активном участии – при постановке проблемы, при задании спрогнозировать результат, используя   представления   о   физических   процессах.   При   этом   могут использоваться вопросы типа «Что будет, если на этом участке цепи добавить лампочку?»,   «Что   нужно   сделать,   чтобы   уменьшить   свечение   лампочки (громкость звука)?», «Почему уменьшается свечение, когда...?», «Почему нельзя подключать светодиод таким образом...?» и т.п. Формирование представлений происходит комплексно: на каждом занятии используется система обучающих средств (физические приборы, презентации, плакаты,   схемы,   аналогии   –   для   наглядности,   как   источник   и   знаний   и практических умений).  Курс носит «открытый» характер, то есть легко может быть продолжен. Развитие курса связано с моделирования реальных схем и их отдельных блоков, а   затем   выполнения   их   в   виде   электронных   устройств   (датчики,   звонки, игрушки).   Курс   может   быть   использован   в   практике   организации дополнительного   обучения   в   образовательных   учреждениях.   Теоретические конструкции,   полученные   в   исследовании,   могут   быть   полезны   и   для организации основного обучения физике и технологии. Литература 22 1. Компетенции в образовании: опыт проектирования: сб. науч. тр. / под. ред. А.В.Хуторского. – М.: Научно­внедренческое предприятие «ИНЭК», 2007. – 327 с. 2. Малышева   Е.Н.,   Кинчина   Ф.М.   Конструирование   курса «Занимательная   схемотехника»   для   учащихся   5­6   классов   в   условиях реализации   системно­деятельностного   подхода   к   обучению   //   Вестник Тобольской   государственной   социально­педагогической   академии   им.   Д.И. Менделеева. – 2012. – № 4. – С. 37­46. 3. Немов Р.С. Психология: в 3кн. – кн. 2. учеб. для студентов педвузов. – М.: ВЛАДОС, 2008. – 400с. 4. Педагогика: учеб. / Л.П. Крившенко и др.; под ред. Л.П. Крившенко. – М.: ТК Велби, Изд­во Проспект, 2005. – 432 с. 5. Педагогика: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / В. А. Сластенин и др.; отв. ред. В.А. Сластенина. ­ 6­е изд. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 576 с. 6. Примерная   основная   образовательная   программа   образовательного учреждения. Основная школа / [сост. Е. С. Савинов]. – М.: Просвещение, 2011. – 342 с. 7. Примерные   программы   по   учебным   предметам.   Технология.   5­9 классы: проект. – 2­е изд. – М.: Просвещение, 2011. – 96 с. 8. Программы общеобразовательных учреждений. Технология. Трудовое обучение. 1­4, 5­11 классы. – М.: Просвещение, 2008. – 240 с. 9. Хижнякова   Л.С.   Системно­деятельностный   подход   в   обучении физике.//   Системно­деятельностный   подход   в   обучении   физике   в   условиях реализации   образовательных   стандартов:   доклады   науч.­практ.конференции.   ­ М.: Изд­во МГОУ, 2012. – 194 с. 23