Организация работы физико-технического кружка

Задачи привития учащимся интереса к физике, расширения и углубления их знаний и представлений о связи физики с жизнью на занятиях физического кружка могут решаться по-разному. При большом разнообразии форм работ деятельность учащихся чаще всего строится либо на теоретической основе— подготовка докладов, составление рефератов, решение задач по физике и т. д., либо практической—изготовление моделей, приборов и наглядных пособий, работа по оборудованию кабинета физики.

Физический кружок, имеющий четко выраженную практическую основу деятельности, будем называть физико-техническим. Кроме изготовления разного рода приборов и устройств по физике, участники физико-технического кружка могут также выполнять работы, связанные с техническим обслуживанием таких объектов школы, как радиоузел, киноустановка, а также обслуживанием тех из изготовленных в кружке устройств, которые предназначены для внеклассной работы по физике.

Часто возникает вопрос: стоит ли заниматься изготовлением самодельных приборов по физике сейчас, когда промышленность выпускает их в достаточном количестве? Действительно, в обеспечении кабинетов физики самодельные приборы давно уже не играют решающей роли. Однако полностью отказываться от изготовления самодельных приборов было бы неправильно. Как бы хорошо ни работала.промышленность учебно-наглядных пособий, 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. При работе над самодельными.приборами необходимость в творческом преодолении препятствий возникает постоянно, постоянно создаются и ситуации, при которых эти препятствия и затруднения заставляют участников работы над прибором мобилизовывать все свои способности, всю изобретательность, знания на поиск истины.

Работа по изготовлению самодельных приборов силами кружка очень важна как средство воспитания учащихся, как основа привития им трудовых навыков, как средство развития их конструкторских и творческих способностей. В то же время эта работа дает возможность постоянно улучшать и совершенствовать оборудование кабинета физики, пополнять кабинет приборами (рис. 11). Изготовление самодельных приборов еще и мощный рычаг совершенствования демонстрационного эксперимента по физике, совершенствования -методики преподавания физики.

Коллектив любителей физики, объединенный в кружок, не должен замыкаться в самом себе. Круг задач общешкольного характера, в решении которых могут принять участие члены физико-технического кружка, проявить на практике приобретенные в кружке знания и опыт, достаточно широк. Кроме работ по техническому обслуживанию школьного радиоузла и школьной киноустановки, это может быть техническое обеспечение школьных вечеров и утренников, оборудование и техническое обслуживание новогодней елки, оформление предоктябрьской и предмайской праздничной иллюминации школы, организация и проведение в школе силами кружка вечеров занимательной физики, участие в смотрах, выставках технического творчества и т. д.

Не менее важной и имеющей общественно.полезный характер будет работа членов кружка по оказанию учителю физики помощи в проведении внеклассной работы по предмету, связанной с изготовлением и обслуживанием тренажеров, работы по выпуску физической газеты. Очень полезной может быть деятельность кружка в работе по поддержанию в исправном состоянии имеющихся в школе технических средств обучения: проекторов, магнитофонов, проигрывателей и другого оборудования, род от года все в большей мере насыщающего школу. Замена перегоревших ламп, предохранителей, ремонт вилок и шнуров, устранение других мелких неисправностей, с которыми учитель не всегда может пойти в мастерскую,—работа вполне посильная для опытных членов кружка.

Говоря об общественно полезной деятельности кружка, есть необходимость хотя бы в двух словах остановиться и на таком важном моменте. Работа над изготовлением приборов многих членов кружка увлекает настолько, что они посвящают ей все свое свободное время. Такие кружковцы — незаменимые помощники учителя при подготовке классных демонстраций, лабораторных работ, практикумов; они же помогают учителю и в поддержании в надлежащем порядке кабинета физики. 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 с ними, ребята проходят в кружке своеобразное испытание на пригодность к учительской профессии, они потенциальные кандидаты в педагогические учебные заведения.

Структура кружка. Запись в члены кружка производят в начале сентября, но состав кружка может пополняться в течение всего учебного года. При систематической работе в течение ряда лет осенняя запись желающих работать в кружке— акт более или менее формальный. Активно работающий кружок, заботясь о своем будущем, целый ряд мероприятий по «воспитанию» любителей физики — потенциальных членов кружка, проводит еще в IV—V классах, а затем и в VI— VII классах. Благодаря такой подготовительной работе к VIII классу обычно бывает уже хорошо известно, кто из.перешедших в этот класс учеников, заменяя любителей физики, окончивших школу, станет для физического кружка новым пополнением. Учащихся IX и Х классов, работавших в кружке в прошлом году, записывать нет нужды — они остаются в числе его членов автоматически, уход их из кружка—явление редкое.

Число членов кружка не может быть чрезмерно большим, так как в этом случае возникают серьезные проблемы с обеспечением членов кружка рабочими местами, материалами и инструментами; возникают трудности и.в обеспечении членов кружка практическими заданиями. Затрудняется контроль за работой. Учитывая это, можно считать, что оптимальное число членов кружка—15 человек. Если же речь будет идти о начальном периоде организации кружка, за верхний предел может быть принят 10—12 человек. Говоря о числе членов [кружка, необходимо заметить, что приведенные выше количественные ограничения относятся к членам кружка, непосредственно занятым выполнением какого-либо практического задания; они не распространяются на тех любителей физики, которые, не будучи заняты изготовлением приборов и устройств, [станут посещать заседания кружка или принимать эпизодическое участие в некоторых его мероприятиях.

I- Важным условием успешной работы кружка является таская организация, при которой каждый из членов кружка имеет максимум возможностей для проявления своей инициативы, удовлетворения личных интересов в области любительской техники. Как показывает практика, этому условию в наибольшей мере удовлетворяет разделение кружка на небольшие (по 2—3 человека) бригады—исполнительные группы. Это могут быть, например, группы, занимающиеся изготовлением приборов или устройств, выполнением заданий по оборудованию кабинета физики, занимающиеся обслуживанием радиоузла, школьной киноустановки или тренажеров, занимающиеся выпуском физической газеты. В зависимости от обстоятельств могут организовываться и другие виды исполнительных групп.

Группы формируются на сугубо добровольных началах и объединяют членов кружка со сходными интересами. Каждая группа выбирает из своего состава старшего, который среди ее членов распределяет обязанности, согласовывает работу этой группы с работой других групп кружка, решает возникающие при работе вопросы с руководителем кружка. Исполнительные группы могут по выполнении поставленных перед ними задач переформировываться. Причиной расформирования данной группы и образования новой может быть и изменение интересов ее членов (для школьников такое явление закономерно). Принцип добровольности при формировании исполнительных групп не исключает участия в этом процессе руководителя кружка. Хорошо зная, на что способен тот или иной из учеников в области техники, руководитель кружка может и сам рекомендовать состав участников данной группы.

В помощь руководителю кружка из числа его членов на общем кружковом собрании избирают старосту, заместителя старосты и секретаря. Староста—первый помощник руководителя •кружка при организации исполнительных групп, формировании для них рабочих заданий, в текущем контроле. Заместитель старосты ведает инструментами и материалами. В обязанности секретаря вменяется учет проделанной кружком работы и поддержание контактов со школьными общественными организациями, обеспечение их информацией о работе кружка.

В работе кружка важное значение имеют его общие собрания. На этих собраниях, помимо решения организационных вопросов, члены кружка занимаются обсуждением общего.плана работы. Здесь изучают правила по технике безопасности, учат обращению с проекционной аппаратурой и такими приборами, как авометр и омметр, работе с паяльником и другими приборами и инструментами, заслушивают доклады по физике, ставят занимательные опыты. На общих собраниях кружка периодически могут обсуждаться планы-задания рабочих групп, а также итоги работы этих групп.

Основной вид деятельности кружка — работа по изготовлению физических приборов и установок (рис. 12). Нет нужды доказывать, что, однажды начатая, такая работа не может выполняться от случая к случаю, она не терпит ни горячки, ни суеты. Хотя кружок в своей работе над приборами не может рассматриваться как нечто подобное заводскому цеху, имеющему четкий план и заранее заданный темп работы, кое-что из заводской практики использовать следует. Рабочие группы кружка должны иметь твердо установленные часы работы и определенное место работы. С такой же ответственностью, как на заводе, рабочие группы должны относиться к выполнению полученных заданий, соблюдать установленный порядок, неукоснительно выполнять правила по технике безопасности. Работа ученика в кружке не должна мешать его, нормальной учебе, создавать для него перегрузку. Обычно группа собирается для практической работы один раз в неделю при длительности занятия полтора-два часа.

Местом, где рабочие группы могут собираться для выполнения практических заданий, в ряде случаев могут быть школьные мастерские. Наличие специального оборудования и необходимых инструментов дает возможность создать условия для работы в мастерских лучшие, чем в кабинете физики. Однако, несмотря на целый ряд неудобств, чаще всего работа над приборами выполняется в кабинете физики.

Наиболее подходящим для производственной деятельности исполнительных групп является послеобеденное время, спустя полтора-два часа после уроков первой смены. В том случае, когда у членов кружка уроки во вторую смену, работа по выполнению кружковых заданий проводится вечером.

1 Специально остановимся на возможности участия в работе физико-технического кружка девушек. Как известно, школьные программы по труду не предусматривают ознакомления девушек с приемами обработки дерева и металла; их не учат обращению со столярными и слесарными инструментами и это, естественно, создает для их участия в работе физико-технического кружка определенные трудности. Вместе с тем из числа старшеклассниц всегда находится несколько человек, проявляющих устойчивый интерес к техническому творчеству, к конструированию приборов, и.отказывать им в зачислении в кружок нельзя. Понятно, что девушки, по крайней мере на первых порах, не смогут уверенно работать молотком и ножовкой, но прилежание и аккуратность, присущие им, дают возможность получать хорошие результаты.

Инструменты и материалы. Для обеспечения занятий кружка кабинет физики должен располагать минимумом необходимых инструментов: 1—2 набора слесарных инструментов, в каждый из которых входит молоток, 2—3 напильника, зубило, пробойник, тиски, дрель с ручным.приводом; наждачное точило с ручным приводом (пользоваться в кружке электродрелью и электроточилом из-за их повышенной опасности не следует);

1—2 малые ножовки по металлу; набор сверл, метчиков и плашек для сверления и нарезки отверстий от 2,5 до 5 мм; метчики и плашки для нанесения резьб Мб; набор сверл для сверления отверстий от 5 до 10 мм. Для работы потребуются кусачки, круглогубцы, отвертки комбинированные, плоскогубцы с изолирующими ручками, ножницы по металлу, ножницы обычные и другие инструменты. Из столярных инструментов следует иметь ножовку по дереву, рубанок, стамеску, лобзик.

В кабинете физики для работы должен быть прочный стол, оборудованный парой тисков, имеющих поворачивающиеся головки. Так как некоторые виды работ будут производиться на ученических столах кабинета, то, чтобы избежать на крышках столов царапин и других повреждений, из прессованного картона следует вырезать 3—5.подкладок прямоугольной формы(например, 300х400 мм).

Для выполнения разного рода измерений кружок должен • иметь 1—2 штангенциркуля, микрометр, авометр, омметр, а для выполнения расчетов—1—2 счетные линейки, микрокалькулятор.

Для паяльных работ в лаборантской кабинета физики оборудуют специальный уголок на 1—2 рабочих места. В качестве припоя следует использовать только составы, не содержащие свинца и других ядовитых веществ; можно пользоваться чистым оловом. Из флюсов применяют только канифоль. Желательно перед рабочим местом паяльного столика установить прозрачные защитные экраны из оргстекла. Рабочие места уголка должны хорошо освещаться и вентилироваться.

Для работы потребуется довольно большой ассортимент радиодеталей и радиотехнических материалов: электромагнитные реле, микродвигатели, детали часов, детали автомобильных спидометров и др.; тумблеры, клеммы, зажимы, штепсельные гнезда, шурупы, гвозди. Не следует делать основной упор на, покупку этих деталей и материалов в магазинах. Для воспитания у членов кружка бережливости и экономии следует стремиться к максимальному самообеспечению, имеющему еще и ту положительную сторону, что нередко возникающие в этих условиях затруднения в немалой степени активизируют конструкторские и творческие поиски любителей физики.

Значительное количество деталей и материалов может быть получено от демонтажа отработавшей свой срок бытовой техники: часов, будильников, электробритв, пришедших в негодность проигрывателей. Заметим, что и сам процесс демонтажа указанных устройств для членов кружка не лишен интереса. Разбирая на детали отслужившую свое время аппаратуру, школьники знакомятся с практическим решением той или иной •из заложенных в демонтируемом устройстве конструкторских задач. Источником жести могут служить банки от водоэмульсионной краски, от сгущенного молока. С пользой для дела в работе кружка могут быть применены детали, списываемые в мастерских по ремонту электроизмерительных приборов, часовых мастерских, мастерских по ремонту радиоаппаратуры, в автохозяйствах и автомастерских. Ценнейшим материалом являются детали аппаратуры, списываемой на узлах связи.

Практика показывает, что даже при самой деятельной работе кружка по изготовлению приборов прямые денежные затраты на приобретение материалов и деталей при описанном выше подходе обычно укладываются в очень скромную сумму.

Планирование работы кружка. С каких видов деятельности следует начинать работу в кружке? Как записавшихся в кружок любителей физики можно сплотить в работоспособный, активно действующий коллектив?

Учитывая природную тягу подростков к конструированию,?„ к изготовлению самодельных устройств, работе с инструмента-

1 62

1ми и материалами, работу в кружке следует начать именно с К практической деятельности, подобрав для этого достаточно я интересное (для начала не слишком трудное), полезное и необходимое для кабинета физики практическое задание.

УВ плане работы кружка важное место должно быть отведено вопросам совершенствования трудовых и ремесленных навыков кружковцев, полученных ими на уроках труда. Специально должно быть предусмотрено детальное знакомство с электротехническими материалами и их характеристиками. Особое внимание следует уделить знакомству с наиболее часто используемыми в любительской практике марками проводов, электро-техническими и радиотехническими деталями: электромагнитным реле, электронной лампой, тумблером," микродвигателем, конденсатором, резистором, полупроводниковыми диодами и триодами и условными обозначениями. Любителей физики следует обучить чтению несложных электрических схем.

Ряд специальных- занятий в плане кружка.посвящают обучению работе с авометром, омметром и микрометром. Если в распоряжении кружка имеется микрокалькулятор, то должны быть запланированы занятия для изучения приемов работы с этим прибором.

;В плане кружка предусматривают общее знакомство с проекционной аппаратурой: диапроектором, фильмоскопом, эпидиаскопом, проекционным фонарем и киноаппаратом. Любителей 1 физики следует ознакомить с общими принципами работы радио-1 приемника, магнитофона, проигрывателя.

В плане кружка должны найти отражение беседы о техническом творчестве и изобретательстве. Планируя работу, надо предусмотреть экскурсии на производство. Важным элементом плана должны быть вопросы, связанные с усвоением членами; кружка правил по технике безопасности.

, Уже в первый год работы кружка в его плане следует уделить внимание вовлечению учащихся младших классов в число любителей физики. Учащиеся IV—V классов—очень непосредственная и отзывчивая аудитория, живо реагирующая на физические «фокусы». Успех даже очень скромной программы, подготовленной для этой аудитории старшеклассниками, [практически всегда обеспечен, а это возможность для членов кружка ощутить полезность своей работы, почувствовать ее значимость, самоутвердиться.

Разовая программа выступления перед учениками IV— IV классов должна быть ограниченной во времени (15—20 мин). Согласовав с классным руководителем, это выступление можно совместить с классным часом. С большим интересом воспринимаются опыты, в которых младшие школьники сами принима-1ют непосредственное. участие, например: встать со стула, не наклоняясь и не заводя под стул ноги; оторвать якорь от электромагнита, к обмотке которого подключена батарейка карманного фонаря; устоять на правой ноге, прислонившись вплотную к стене правым боком, задуть через воронку свечу;

забить в удерживаемую в руках легкую дощечку гвоздь; рассмотреть в лупу собственные пальцы и др. Если есть тренажер, то можно включить в программу примерно такие вопросы: чему равна масса воздуха в данной комнате? (200 кг.) Чему равна масса человека, которому 11—12 лет? (30—40 кг.) Чему равна масса паутинки, протянутой от Земли до Луны? (8 кг.) Могут быть и такие вопросы: чему равна скорость ласточки? скорость полета воробья? скорость велосипедиста? реактивного самолета? искусственного спутника Земли? Понятно, что смысл использования тренажера состоит в данном случае не столько в том, чтобы выявить знания учашихся об окружающих физических явлениях, сколько в необходимости общего предварительного знакомства, так как в VI классе для этих учеников в тренажерах будут выставлять специальные задания. Можно проводить в каждом из четвертых классов по одному выступлению в год, а в каждом из пятых — по два.

Действенным средством поддержания и развития интереса учеников VI—VII классов к физике, и подготовки их к активной. творческой деятельности в физическом кружке является показ им работ, сделанных в кружке старшеклассниками. Хороший воспитательный результат дают и выступления старшеклассников с небольшими, подобранными соответственно возрасту -и уровню знаний шести-семиклассников занимательными программами по физике на классных часах. Совместно с учениками VI—VII классов старшеклассники могут подготовить для младших товарищей вечер занимательной физики.

В планах работы кружка, даже если он работает только первый год, обязательно следует предусмотреть проведение вечера занимательной физики, который следует в максимальной степени насытить занимательной техникой. Можно рекомендовать проведение общешкольных вечеров занимательной физики раз в год.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ КРУЖКА

Выбор объектов работы. Принципиальное значение в работе кружка имеет выбор устройств, приборов, установок для изготовления. Объектами работы в первую очередь должны быть устройства, в которых при данных условиях имеется потребность в школе. Не следует изготавливать никому не нужные устройства, затем нигде не используемые. Не следует браться за работу и в том случае, если в ее успешном завершении нет достаточной уверенности. Это случается, когда для намеченного к изготовлению устройства трудно или невозможно достать какие-либо материалы или детали, а также когда процессы по изготовлению прибора и обработке деталей превышают возможности учащихся.

1 Работы по изготовлению приборов можно разделить на копирование прибора, имеющегося в наличии, модернизацию прибора, изготовление прибора по готовым описаниям, чертежам, схемам и конструирование новых приборов.

Наиболее интересна и ответственна работа над изготовлением новых приборов. Изготовление таких приборов может быть поручено только хорошо подготовленным кружковцам.

Много интересных объектов для самодельного изготовления в физическом кружке можно выбрать из описаний приборов, помещенных в выпусках сборника «Физический эксперимент в школе», описаний, помещенных в журнале «Физика в школе».

Работу по изготовлению одного прибора можно разделить между несколькими рабочими группами. Лучше всего это деление произвести так, чтобы каждая группа была занята изготовлением какого-либо самостоятельного узла данного устройства.

Изготовленные приборы должны найти применение либо на уроках физики, либо во внеклассной работе (рис. 13). К ним должны быть приложены описания, заканчивающиеся перечнем

возможностей данного устройства, краткие рекомендации по его использованию.

Любителей физики целесообразно познакомить с перечнем возможных объектов работы, вывешивая на видном месте список рекомендуемых работ. Однако ограничиваться только вывешиванием списка нельзя. Из перечня работ нельзя видеть сложность изделия, важность данной работы для кабинета физики или школы. Выбор учеником объекта работы из предложенного таким образом списка не может создать у потенциального исполнителя необходимого чувства ответственности за взятые на себя обязательства перед товарищами, школой. Поэтому руководитель кружка, помимо общего ознакомления со списком возможных объектов, должен провести и специальную организационную работу. Рассмотрим примеры такой работы.

Пример первый. Перед учениками ставят проблему:

«Для получения и поддержания в заданном пространстве постоянной температуры существуют термостаты. Их действие основывается на том. что с помощью биметаллической пластинки при отклонении температуры от заданного значения включается либо нагреватель (например, как в электрическом утюге), либо холодильный агрегат (как в холодильнике). Демонстрационный термостат можно сделать самим...»

Пример второй. Иногда подготовка к работе над данным прибором может быть сведена к простому сообщению о том, что этот прибор для уроков физики очень нужен.

В частности, демонстрационные секундомеры имеются еще не в каждом кабинете физики, а они необходимы, например, при прямом определении ускорения свободного падения. Изготовить такой секундомер с необходимой степенью точности посильно любителям физики, например, на базе синхронного электродвигателя типа ДС-60 (рис. 14).

Проиллюстрируем общие соображения по выбору объектов для работы кружка На примере прибора для демонстрации электромагнитных взаимодействий.

Самодельный прибор для демонстрации электромагнитных взаимодействий состоит из подставки с проволочными полурамками (или рамками) и динамометра высокой чувствительности. Описываемые приборы используют в VII классе при изучении темы «Электромагнитные явления» и в IX классе при изучении вопросов: «Сила взаимодействия токов», «Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле».

Рис. 14. Самодельный электрический секундомер.

; В простейшем виде прибор для демонстрации электромагнитных взаимодействий может выглядеть так, как доказано на рисунке 15. На торцах деревянного бруска, размер которого 200Х60х30 мм, мелкими гвоздями прибивают по две жестяные пластинки /. В выступающих концах пластинок делают небольшие углубления, в которые вставляют две проволочные полурамки 2, согнутые из медной проволоки толщиной 0,8 мм; концы полурамок, упирающиеся в пластинки, заострены. К жестяным пластинкам припаивают проводники, с помощью которых полурамки подключают к источнику тока.

При демонстрации стойку 3 бруска установленными в нем полурамками закрепляют в лапке штатива так, чтобы полурамки находились в безразличном равновесии. Если к полурамам подать ток, например, от батарее к карманного фонаря, то расположенные рядом при одинаковом направлении в них тока полурамки притягиваются, при противоположном — Отталкиваются. При высоком качестве изготовления прибор может быть настолько чувствительным, что при пропускании тока через одну из полурамок она начинает двигаться, взаимодействуя с магнитным полем Земли. Ц Для большего удобства при проведении демонстраций и расширения возможностей прибора его можно не только усложнить. Пластинки, согнутые в виде уголков, крепят к фанерной дощечке размером 200 Х Ц150 мм, а саму дощечку в вертикальном положении укрепляют на деревянном бруске-подставке (рис. 16). Брусок для лучшей устойчивости вырезают из дерева твердой породы. 1роводники, идущие от жестяных пластинок, надо подключить к зажила м. а еще лучше к гнездам 2, уставленным по углам дощечки. Проволочные полурамки заменяют рамками 4, содержащими по 20— 30 витков медного провода, толщина которого в данном случае не должна превышать 0,5 мм.

о

Рнс. 15. Простой прибор для демонстрации электромагнитных взаимодействий.

Рис. 16. Усовершенствованный вариант прибора, показанного на рисунке 15.

Намотку рамок производят на шаблоне — деревянном бруске прямоугольной формы (размером 150х80 мм), обернутом полоской бумаги. Перед тем как обмотку с шаблона снять, ее аккуратно обматывают тонкой шелковой нитью. Из кусочков медной проволоки толщиной 1 мм изготавливают четыре полуоси 3. Ту сторону полуоси, которая будет упираться в жестяную пластинку 7, затачивают на конус. К полуосям припаивают свободные концы проводников рамок, а полуоси нитью привязывают к рамкам. Для фиксации в определенном положении рамок, вставленных в прибор, из медной миллиметровой проволоки делают вилку 5. вставляемую в необходимых случаях в отверстия 6 бруска-подставки.

При демонстрации взаимодействия токов рамки вставляются в подшипники /; желательно к каждой из рамок подключить автономный источник тока, например аккумулятор, причем каждая из цепей должна иметь ключ и реостат. Благодаря тому что в «проводниках» теперь оказалось по нескольку десятков отдельных проводников, взаимодействие между рамками в этом усложненном приборе наблюдается уже при токах в десятые доли ампера. Чтобы изменить направление тока в каком-либо из проводников, достаточно вынуть и поменять местами штыри, вставленные в левую (или правую) пару гнезд 2.

Для выполнения количественных измерений к прибору можно добавить самодельный высокочувствительный динамометр

(рис. 17).

Динамометр конструируют из деталей автомобильного спидометра. Для этого из спидометра вынимают алюминиевый цилиндр с осью, стрелкой и «волоском» (в сборе) и с помощью вырезанной из двухмиллиметрового железа стойки укрепляют на деревянной подставке. На цилиндр накидывают тонкую шелковую нить. один конец которой, пропущенный через просверленное в цилиндре отверстие, пластилином приклеивают к цилиндру, а второй—заканчивают очень легким проволочным кольцом, к которому прикладывают измеряе- силу. Чтобы при опытах нить с цилиндра не соскальзывала, ее пропускают через небольшое отверстие в стойке; стойка вырезают из миллиметрового железа.

Рис. 17. Измерение силы Ампера.

Диаметр шкалы динамометра берут 150—170 мм. Соответственно этому удлиняют и стрелку спидометра. Следует обратить особое внимание на точную центровку стрелки: снятая с прибора и надетая осевым отверстием на тонкую, горизонтально расположенную проволочку, она должна оставаться в безразличном равновесии при любом ее положении; стрелка должна быть предельно легкой. Шкалу вырезают из жести; к основанию прибора ее можно прикрепить, отогнув под прямым углом сегмент. С лицевой стороны шкалу оклеивают плотной белой бумагой. Градуируют шкалу с помощью миллиграммовых гирек, подвешенных к кольцу; цена деления шкалы ЮН. Для этого динамометр с помощью штатива закрепляют в вертикальном положении кольцом вниз. Производя градуировку, необходимо все время помнить о высокой чувствительности прибора и, чтобы избежать ошибок, следует учитывать и вес нитей или проволочек, с помощью которых гирьки прикрепляют к кольцу динамометра.

Для измерения силы притяжения между проводниками с то- ком динамометр высокой чувствительности при помощи кольца,.которым заканчивается, сбегающая с его барабана нить, соединяют тонкой медной проволочкой с одним из проводников так, как показано на рисунке 17. (Вставлены должны быть обе рамки, а изображенный на рисунке магнит в данном опыте не потребуется.) Динамометр присоединяют к левой рамке; правая рамка фиксируется. Включив в рамки токи так, чтобы они бы§я направлены в одну сторону, оттягивают динамометр и соединенную с ним рамку влево до тех пор, пока сила упругости закручивающегося «волоска» не уравновесит силу магнитного взаимодействия проводников и не оторвет левый проводник от удерживаемого на месте правого. Повторяя опыт, можно убедиться в том, что с увеличением силы тока в любом из проводников сила взаимодействия увеличивается во столько же раз.

!При желании можно измерить силу взаимодействия проводников и при токах, направленных в противоположные стороны. Отличие от предыдущего опыта будет Заключаться в том, что в этом случае надо будет фиксировать левый проводник, а оттягивать влево (или, правильнее сказать, удерживать рядом с левым проводником) присоединенный к динамометру правый проводник.

Для демонстрации силы Ампера установку собирают по рисунку 17, оставляя только одну рамку, помещенную между полюсами подковообразного магнита. За длину проводника, принимают участок рамки, расположенный между полюсами магнита. рамку соединяют тягой с высокочувствительным динамометром. Сначала исследуют зависимость силы действия магнитного роля на проводник с током от силы тока в проводнике, а затем рри постоянной силе тока (накладывая 2—3 одинаковых магнта одноименными полюсами друг на друга) исследуют зависимость силы Ампера от активной длины проводника.

Качество самодельных устройств. Качество самодельных приборов, выполняемых юными конструкторами, имеет очень большое значение. Основными свойствами изделий, определяющими их качество, следует считать надежность и удобство в работе, степень соответствия непосредственному назначению, внешнее оформление, отвечающее эстетическим требованиям. Приборы и другие устройства, изготовленные в кружке, не должны по качеству существенно уступать приборам заводского изготовления. Плохо оформленный прибор вряд ли имеет положительный учебный и воспитательный эффект. Как показывает практика, низкий уровень требований к качеству изделий автоматически снижает уровень мобилизованности членов кружка, занятых изготовлением приборов, расхолаживает их. Необходимо добиваться высоких результатов в работе юных конструкторов, работающих над объектом, максимально использовать свои творческие возможности.

Подготовительный этап в работе кружка—составление для каждой из рабочих групп плана-задания. Работа над заданием включает в себя подбор литературы, справочных данных и других материалов, необходимых для уяснения принципа действия намеченного к изготовлению устройства, выполнение требующихся для работы чертежей и схем, необходимых расчетов, выбор возможной технологии изготовления отдельных деталей.

Подготовительную работу бывает целесообразно завершить рассмотрением планов-заданий на заседании кружка. Старший группы, кратко информирует о намеченном плане работы, члены кружка высказывают свои замечания. Как показывает опыт работы, здесь обязательно обнаруживаются неожиданные решения, выявляются незамеченные членами группы ошибки и просчеты. Согласиться или не согласиться с замечаниями, высказанными предложениями, решают члены группы.

Прежде чем начать работу, члены рабочей группы должны хорошо понять принцип действия прибора, уяснить, на использовании каких законов физики работа данного прибора основана. Затем прибор и его отдельные элементы надо заранее рассчитать, сделать необходимые схемы и чертежи. Для изготовления прибора надо подобрать материал, обладающий определёнными физическими свойствами, согласовать параметры намечаемого к изготовлению прибора с параметрами тех приборов, совместно с которыми он будет работать.,

Может показаться, что выполнять расчеты, чертить схемЫ1 нет нужды, а лучше воспользоваться готовыми. Действительно, рабочий на заводе обычно не делает сам чертежей и не проверяет расчеты. Но для члена кружка, который учится конструированию, необходимо знакомство с такими элементами конструирования, как расчет и выполнение чертежей. {В ходе практической работы над изготовлением запланированного устройства со стороны руководителя кружка. осуществляется постоянный контроль и оказывается необходимая помощь.

ЩВ зависимости от сложности изготовление прибора может длиться от двух-трех недель до нескольких месяцев.

Ц Законченное изделие должно быть обязательно представлено перед общим заседанием кружка. При этом исполнители в ходе демонстрации дают полное и всестороннее объяснение способа действия изготовленного ими устройства. Члены кружка оценивают изготовленный прибор не только в плане его технического совершенства, но и соответствия прибора своему назначению. Ц Обсуждение окажется полезным для всех, если каждый из присутствующих будет иметь возможность высказать любое свое мнение, любое замечание, каким бы спорным оно ни казалось. Может высказать свое мнение и руководитель кружка, но форма его высказывания должна быть менее всего категоричной. Готовое изделие снабжается небольшой табличкой, на которой указывают фамилии его изготовителей и год выпуска. К прибору, предназначенному для уроков физики, составляют инструкцию, содержащую пояснительный текст, схемы, рисунки, а в некоторых случаях и фотографии.

Общественной формой контроля за качеством работ кружка является участие кружка в выставках или, смотрах детского творчества.

Г Элементы профорнентации. Организуя работу физического кружка, следует постоянно иметь в виду, что члены кружка— это будущие рабочие-производственники, механизаторы, инженеры, возможно учителя — в какой-то степени готовятся к работе на производстве. Поэтому представления любителей физики о технике, используемой на производстве, должны основываться не только па знакомстве с приборами и техническими устройствами кабинета физики, как бы хорошо он ни был оснащен. Одной из форм знакомства с техникой, используемой на производстве и самим производством, являются экскурсии.

Первая особенность кружковых экскурсий будет заключаться в том, что обычно они связаны с тем прибором или устройством. над изготовлением которого в данный момент работает кружок. Например, если кружок работает над модернизацией школьного набора, демонстрирующего принцип программного правления, очень желательна экскурсия на узел связи или аппаратную телеграфа, где можно увидеть, как кодируются на перфоленту телеграммы, как с помощью этой ленты производится правление буквопечатающим аппаратом. При изготовлении в кружке прибора для записи графиков движения будет полезным р метеостанции/или местном метеопункте ознакомиться с технологией записи графиков суточного давления и суточной температуры барографом и термографом.

Вторая особенность проводимых в кружке экскурсий—число экскурсантов небольшое. Благодаря этому обстоятельству экскурсии оказываются возможными на такие объекты, на которые класс в 30—40 человек провести невозможно. Провести такую экскурсию сможет в некоторых случаях и В кто-либо из работающих на данном предприятии родителей и учащихся. Для члена кружка экскурсия чаще всего должна дать ответ и на какой-то определенный вопрос: как работает? Как устроен Ц этот прибор, этот механизм? Как рабочий изготавливает эту деталь? Как происходит этот технологический процесс? Например, экскурсия на консервный завод может дать ответ на вопрос о том, как поддерживается на заданном уровне в автоклавах и стерилизаторах температура. Это полезно знать при работе над термостатом, и

Дата добавления: 2015-09-04