Работа на выставку-конкурс технических проектов «Идея – проект – решение»

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

«СВЕРДЛОВСКИЙ ЛИЦЕЙ №1 ИМЕНИ СЕСТЕР-ПОДПОЛЬЩИЙ

ЛИДИИ И СВЕТЛАНЫ БАБАРИЦКИХ»

__________________________________________________________________

Ул. Мирющенко, 1, г. Свердловск, Луганская Народная Республика

 

 

Работа на выставку-конкурс технических проектов «Идея – проект – решение»

 

Направление: «Экспериментальные и конструкторские разработки для использования в учебной деятельности»

 

Тема: «Приборы для демонстрации лабораторных

физических опытов»

 

Автор:

Сиротенко Анна Алексеевна,

ученица 10 класса

 

Руководитель:

Лисянский Сергей Анатольевич,

учитель физики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Свердловск

 2021

Изготовление самодельных приборов для уроков физики как один из способов активизации познавательной деятельности учащихся

 

Цель: показать возможности изготовления самодельных приборов влиять на способность развития познавательного интереса к физике через ориентацию на активную самостоятельную познавательную и практическую деятельность учащихся.

Без интереса учащихся к познанию методически правильно построенный урок с изложением материала на самом высоком научном уровне, с привлечением необходимых примеров из практической жизни не даст желаемого результата. Как писал выдающийся педагог В.А.Сухомлинский: «Все наши замыслы, все поиски и построения превращаются в прах, если нет у ученика желания учиться».

Часто возникает вопрос: стоит ли заниматься изготовлением самодельных приборов (далее: СП) по физике, когда промышленность выпускает их в достаточном количестве и высокого качества? Действительно, в обеспечении кабинета физики СП давно уже не играют решающей роли. Однако полностью отказаться от изготовления СП было бы неправильно.

Как бы хорошо ни работала промышленность учебно-наглядных пособии, ее отставание от растущих потребностей школы неизбежно. Это ставит перед учителем физики вопросы совершенствования приборов уже существующих и конструирования новых. Кроме того, это следует подчеркнуть особо, работа над изготовлением приборов открывает обширные возможности для решения целого ряда задач воспитательного характера. Изготавливая прибор, ученик думает –  не может не думать! над тем, нельзя ли изменить или упростить конструкцию прибора и одновременно усовершенствовать его так, чтобы при минимально затраченных материалах и конструктивных средствах добиться лучших результатов.

Подчеркивая важность работы по изготовлению приборов и роль этого процесса в развитии познавательных интересов учащихся, следует иметь в виду, что для них основной интерес заключается не в обладании готовой истиной, а в поисках истины, в творческом преодолении трудностей на пути к овладению истиной.

Работа по изготовлению СП очень важна как средство воспитания учащихся, как основа привития им трудовых навыков, как средство развития их конструкторских и творческих способностей. Работа над изготовлением приборов многих учащихся увлекает настолько, что они посвящают ей все свое свободное время. Такие учащиеся – незаменимые помощники учителю при подготовке классных демонстрации, лабораторных работ, практикумов. О таких увлеченных физикой учениках прежде всего можно заранее сказать, что в будущем они станут прекрасными производственниками - им легче овладеть машиной, станком, техникой. Но в данном случае главное заключается в другом: увлекаясь приборами и опытами, часто демонстрируя их действие, рассказывая об устройстве и принципе  действия своим товарищам, ребята проходят своеобразное испытание на пригодность к учительской профессии, они потенциальные кандидаты в педагогические учебные заведения [1, c. 22]. В этом и заключается актуальность нашего проекта.

Какие самодельные приборы надо изготовлять?

Объектами работы в первую очередь являются  устройства, в которых нуждается кабинет физики.

Работу по изготовлению СП можно разделить на копирование прибора, имеющегося в наличии, модернизацию прибора, изготовление прибора по готовым описаниям, чертежам, схемам и конструирование новых приборов. Более ценно последнее, т.к. в этом случае учащиеся сами создают макет будущего прибора, являются авторами чего-то нового. Будущий прибор в начале рождается в голове ученика, затем это переносится на бумагу в виде рисунка или чертежа, а потом после обсуждении и поправок начинается практическое воплощение проекта [7].

Практическая значимость проекта заключается в том, что все изготовленные приборы найдут применение на уроках физики и во внеклассной работе. К самодельным приборам приложены описания возможностей устройств, краткие рекомендации по их использованию, т.е. все нормативные документы как у промышленных приборов.

Научная новизна заключается в том, что нами впервые была создана коллекция самодельных приборов, чья точность доказана неоднократными лабораторными физическими опытами на уроках и занятиях кружка.

Демонстрация готового прибора автором перед своими товарищами во время урока физики - это лучшая оценка его труда и возможность отметить его заслуги перед классом. Если такой возможности не будет, то общественный смотр изготовленных приборов демонстрируем во время каких-нибудь внеклассных мероприятий. Это является негласной рекламой вида деятельности по изготовлению самодельных приборов, что способствует широкому вовлечению в эту работу и других учеников. Большая роль в оказании помощи в этой работе принадлежит также родителям.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приборы представленные на выставку-конкурс:

1.                  Прибор для демонстрации и исследования механических колебаний

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Описание:

Модель представляет собой систему математических маятников – стальных одинаковых шариков, подвешенных на нитях разной длины, укрепленных на общем горизонтальном стержне. Поскольку период колебаний маятника определяется только его длиной, то постепенное увеличение длины маятников приводит к увеличению времени одного колебания (периода). Длины 15 маятников изменяются равномерно, образуя прямую наклонную линию (см. фото). Если с помощью небольшой доски отклонить все маятники одновременно на одинаковый угол и отпустить, то каждый из маятников будет совершать независимо от других маятников свободные механические колебания с постоянным периодом. А, поскольку, у всех маятников периоды будут различны, то можно наблюдать картину одновременного изменения положения системы 15 шариков, образующих в процессе колебаний ряд пространственных фигур. Изменение относительных фаз демонстрирует сложность исследования положений каждого из шариков множества колебательных систем, но позволяет убедительно доказать независимость колебаний каждого из маятников и возможности изменения характеристик (параметров) для получения необходимого эффекта (результата). Прибор вызывает неподдельный интерес и способствует развитию пространственного воображения, умений сравнивать, анализировать и прогнозировать результаты наблюдений… При желании можно изменить комбинацию и последовательность положения шариков и длины маятников для дальнейшего исследования новых экспериментов.

2.                  Модель зеркального перископа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рис. 1                                                              рис. 2

 

Описание:

Прибор состоит из металлического стержня, на котором с помощью винтов-зажимов укреплены перпендикулярные стержни, в отверстия которых с помощью резьбы вручены держатели с плоскими зеркалами. Зеркала можно поворачивать вокруг оси держателя на углы от 0 до 360°. Фиксировать положения зеркал можно с помощью гаек. Учитывая то, что сами горизонтальные стержни можно поворачивать по окружность вокруг основного вертикального держателя, а также перемещать и закреплять их по вертикали в любом произвольно выбранном положении, можно получать всевозможные комбинации взаимного расположения плоскостей зеркал перископа и изменять направления наблюдения в перископ (рис. 2). Традиционная заводская модель перископа (рис. 1) не дает возможности изменять углы наклона плоскостей зеркал и разворачивать их относительно наблюдателя, а закрытые корпусом зеркала не позволяют «видеть» отражающие поверхности и строить чертежи  и схемы хода лучей в перископе.

Созданная модель «вживую» дает представление о принципе действия зеркальных оптических приборов любой конструкции и назначения, дает практическое понимание зависимости результата действия прибора от различных технических факторов. Что самое главное, эта модель дает возможность самому изменять технические характеристики, развивает навыки проектирования и конструирования оптических систем, чем выгодно отличается от заводского варианта.

3.                  Прибор для демонстрации звукового давления

 

 

 

 

 

 

 

 

Описание:

             Прибор состоит из металлического цилиндра (корпуса) длиной 40 см и диаметром 20 см. Одно из его оснований затянуто мембраной, а в другом сделано отверстие диаметром 8 см. Сам цилиндр установлен на подставке.

При ударе по мембране возникает низкочастотный глухой звук, а сама мембрана после упругих колебаний создает продольную волну внутри цилиндра, представляющую собой уплотнения и разрежения воздуха [4].

           Из-за достаточно большой площади мембраны создается довольно большая сила волнового давления, величину которой можно проследить с помощью несложных опытов. Более яркую и наглядную картину процессов распространения низкочастотной волны можно «увидеть», т.е. наблюдать, предварительно заполнив внутренний объем цилиндра небольшим количеством дыма. (рис. 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рис. 1

 

ОПЫТ:  «Демонстрация кольцевых вихрей».

Если поставить на стол со стороны отверстия прибора легкий бумажный цилиндр (рис. 3) и ударить рукой по мембране, то бумажный цилиндр опрокинется. Объяснить явление.

ОТВЕТ:  Поток воздуха, выброшенный ударом из отверстия, тормозится у его края, благодаря чему образуются воздушные вихревые кольца, движущиеся с большой скоростью. Удар такого кольца и опрокидывает цилиндр.

 

 

4.             Прибор для демонстрации давления жидкостей и газа (шар Паскаля)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Описание:

       Шар Паскаля предназначен для демонстрации передачи производимого на жидкость давления в замкнутом сосуде, а также для демонстрации подъема жидкости под действием атмосферного давления. В отличие от полностью стеклянной модели, которые раньше были в школьных кабинетах, данная модель (рис. 4) имеет современный вид и ничем не уступает заводской модели (рис. 5).

        Прибор состоит  из пластикового цилиндра с двумя оправами на концах, кожаного поршня с металлическим штоком и деревянной ручкой, полого полиэтиленового шара с несколькими мелкими отверстиями. Оправы жестко закреплены на трубке. Длина стеклянного цилиндра 250 мм, диаметр 25 мм. Диаметр шара 50 мм. Прибор снабжен деревянной подставкой [8, c.69].

Данный прибор позволяет демонстрировать закон Паскаля как для жидкостей, так и для газов [5].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рис. 4                                                                            рис. 5

 

 

5.             Прибор для демонстрации особенностей равновесия тел  (прибор-загадка)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Описание:

         Прибор состоит из деревянного основания, на котором укреплены два полых цилиндра, закрытые крышками. В верхней части цилиндров сделаны сквозные отверстия для размещения металлического стержня (оси). Посредине стержня жестко закреплен треугольник-конус, надетый на стержень отверстием. Находящимся в его вершине. «Секрет» прибора в том, что внутри одного из цилиндров к оси стержня прикреплена нить. Нить намотана на ось, а к ее свободному концу прикреплена гирька, которая под действием собственной тяжести поварачивает ось так, чтобы сам конус после попытки повернуть его основанием вниз, снова возвращал его в прежнее «неестественное» положение (рис.6). Прибор изготовлен по материалам книги Б.Ф.Билимовича «Физические викторины» (рис.7).

 

ОБЪЯСНЕНИЕ ОПЫТА:   Несмотря на то, что опущенный треугольник (конус) движется вверх, центр тяжести системы тел, состоящей из треугольника, оси, нити и груза, понижается. Треугольник устанавливается вверх под действием гири, которая скрыта внутри трубчатой стойки и подвешена на нити, намотанной на ось (рис.7).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рис. 6                                                                            рис. 7

 

 

 

 

Заключение

Все представленные приборы неоднократно использовались на уроках физики Свердловского лицея №1 в 7 – 11 классах, а также при проведении внеклассных мероприятий и викторин.

Завершенность и высокий технический уровень каждого из приборов были достигнуты благодаря помощи в их изготовлении Сиротенко Алексея Николаевича  – отца ученицы 10 класса, представляющей данный проект на выставку-конкурс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемых источников

 

1.       Анциферов Л.И. Самодельные приборы для физического практикума в средней школе. Пособие для учителя. – М: Издательство «Просвещение», 1985. – 197 с.

2.       зверева Н.М. Активизация мышления учащихся на уроках физики : Из опыта работы. Пособие для учителей / Н. М. Зверева. - М. : Просвещение, 1980. - 113 с.

3.       Левшенюк В.Я. Электронные приборы для школьного учебного демонстрационного эксперимента по физике. // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – Электронный ресурс. – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/elektronnye-pribory-dlya-shkolnogo-uchebnogo-demonstratsionnogo-eksperimenta-po-fizike

4.       Маркосова Н. М. Изучение ультразвука в курсе физики средней школы: Пособие для учителей /Под ред. В. Ф. Ноздрева. М.: Просвещение, 1982.

5.       Оборудование школьного физического кабинета [Текст] : учебное пособие для студентов педагогических вузов / А. В. Смирнов, С. А. Смирнов, С. В. Степанов; Московский педагогический государственный ун-т. - Москва : МПГУ, 2015. - 244 с. : ил. - 329-40.

6.       Смирнов, А. В. Образовательная среда и средства обучения физике [Текст] : монография / А. В. Смирнов, С. А. Смирнов. - Москва : Школа будущего, 2009. – 483 с.

7.       Хорошавин C.А. Физико-техническое моделирование. Учебное пособие. – Электронный ресурс. – Режим доступа:  https://www.livelib.ru/book/1001594847-fizikotehnicheskoe-modelirovanie-uchebnoe-posobie-s-a-horoshavin

8.       Шахмаев Н.М., Павлов Н.И., Тыщук В.И. Физический эксперимент в средней школе. – М.: Просвещение, 1991. - 223 с.

 

Скачано с www.znanio.ru