Конференция "Учебный эксперимент"

город Глазов 2009 год

"Физика и астрономия в школе"

Сайт  Народного учителя России Пигалицына Льва Васильевича

ХIV Всероссийская конференция

«Учебный физический эксперимент.

Актуальные проблемы. Современные решения.»

Заметки провинциального учителя – участника конференции.

     30-31 января 2009 года в Глазовском педагогическом институте состоялась ежегодная конференция «Учебный физический эксперимент». Организатором и душой конференции является великий маг и кудесник учебного физического эксперимента  - декан физического факультета, профессор Валерий Вильгельмович Майер.

    С В.В.Майером я заочно познакомился много лет назад по его статьям в журнале «Квант» и по его брошюрам, посвященным физическому эксперименту : «Простые опыты с ультразвуком», «Кумулятивный эффект в простых опытах» и т.д. Наглядность, простота изложения и доступность экспериментов буквально покорила меня,  и постепенно стало возникать желание встретиться с этим удивительным человеком.

   Это желание сбылось в 2004 году. Я получил приглашение от В.В.Майера  принять участие в IX конференции. Откуда он узнал, что в каком-то провинциальном Дзержинске есть учитель физики, для которого он является кумиром, для меня так и осталось неизвестным. Но такой факт имел место, и я поехал на конференцию, как мне казалось на встречу с «небожителями». Волнение было очень большим. Сами посудите, конференция межвузовская. Участники, в основном, доктора и кандидаты наук и несколько учителей. Как они будут слушать провинциального учителя ? Но, к счастью, все мои опасения оказались напрасными. Обстановка была очень демократичной. Никто не обращал на звания и регалии выступающих. Все и всех выслушивали с уважением и не поддельным интересом. На этой конференции я выступил со своими первыми разработками в области компьютерных физических образовательных технологий. Мне показалось, что я убедил многих участников конференции в значимости этой проблемы. Об этом я сужу, по возрастающему с каждым годом количеству выступлений на следующих конференциях  и публикаций на эту тему в периодическом сборнике  «Учебная физика», выпускаемом в Глазовском педагогическом институте. В общем, с конференции я уехал окрыленный новыми идеями и желанием на будущий год снова приехать в Глазов.

    Но судьба распорядилась так, что я попал в Глазов спустя пять лет,  только в этом году. И опять, я  как-будто заново родился. Но обо все по порядку.

   Получив приглашение на конференцию, я ответил согласием и предложил организаторам провести «Мастер-класс» для школьников, студентов и учителей по моему проекту «Школьная компьютерная физическая лаборатория». Организаторы согласились и 29  января в Глазовском физико-математическом лицее «Мастер класс» состоялся. До сих пор у меня перед глазами горящие глаза школьников и студентов, особенно в те моменты, когда я рассказывал о ШКФЛ-2 для порта USB ПК и демонстрировал возможности вывода информации через этот порт с внешних устройств и ввода информации в компьютер с помощью кнопки, светодиода и нескольких проводков. Для большинства присутствующих это было шоком, так как о трудностях работы с USB ходят легенды. Я пригласил школьников и студентов к сотрудничеству и дал им свой электронный адрес.

  На другой день состоялось открытие конференции. Открыл ее действительный член Российской Академии образования  профессор Разумовский В.Г. После вступительного слова он выступил с сообщением «Научная компетентность современного школьника». Основным лейт-мотивом его выступления было то, что главным врагом и разрушителем научной компетенции школьников является ЕГЭ, который приведет только к натаскиванию школьников для ответов на вопросы тестов по  ЕГЭ, а физики они знать не будут.

  Выступлений было много, одно другого интереснее и, самое главное, для меня – учителя, без особой научной заумности.

  В начале работа предполагалась по секциям :

1. Теория и практика учебного физического эксперимента.

2. Новые учебные опыты по физике.

3. Компьютер в учебном физическом эксперименте.

  Но работа по секциям не получилась – возник «бунт на корабле». Все участники хотели послушать всех. Расплатой за это была очень плотная работа с небольшими перерывами на кофе-брейк до восьми часов вечера и на другой день с девяти до шестнадцати часов.

   Хотелось бы познакомить читателей со всеми выступлениями, но, к сожалению, ограниченное место в газете не позволяет этого сделать. Поэтому кратко остановлюсь только на тех, которые мне показались наиболее интересными. Надеюсь, что и у читателей они вызовут определенный интерес.

   «Дистанционное управление исследовательской деятельностью школьников».  Иванов Ю. В.  доцент кафедры информационных технологий в физическом образовании Глазовского пединститута.

    В современной системе образования все большую популярность приоб­ретают дистанционные формы обучения. Однако большинство заочных физических школ в содержании обучения основное внимание уделяют ре­шению задач. Современные теории управления деятельностью не исклю­чают возможности организации учебных экспериментальных исследова­ний по физике в рамках дистанционного обучения. Такая форма работы применяется при работе со школьниками сельских школ, обучающихся заочно в Республиканской очно-заочной школе физико-математического лицея г.Глазова. Ежемесячно учащиеся получают комплект обязатель­ных заданий для самостоятельного решения и дополнительное задание в форме исследовательской задачи. В задании кратко излагается пробле­ма исследования и даются неалгоритмические указания по выполнению исследования. Проводимые на протяжении двух лет педагогические ис­следования показали, что интерес к таким заданиям проявляют не менее половины обучаемых, устойчивый интерес к такой форме работы сохра­няется у 20% учеников.

    «Роль нетрадиционного эксперимента в пре­подавании физики». Маначинская Л. А. учитель физики, г. Саров Нижегородской области.

   Что такое нетрадиционный эксперимент? По определению это экспери­мент, не описанный в традиционных методических пособиях. Это не ве­дущий эксперимент; мало того, он не обязателен, но заслуживает вни­мания. Нетрадиционный эксперимент является дополнением к основно­му эксперименту и используется в комплексе с ним. Каковы направле­ния работы? Самоделки, позволяющие продемонстрировать физическое явление в другой ситуации. Усовершенствование имеющегося традици­онного оборудования. Разработка вариантов известных опытов. Досто­инства нетрадиционного эксперимента: 1) наглядность, 2) доступность, 3) воспитательный эффект, особенно для учеников, не отличающихся спо­собностями и интересом к физике. Интерес к такого рода деятельности появляется в процессе работы. Труд ученика оценивается. В кабинете фи­зики — выставка самоделок, раз в год проводится экскурсия по выстав­ке. С помощью нетрадиционного оборудования, изготовленного детьми и родителями, можно проводить исследования физических процессов и та­ким образом готовить выступления к научным конференциям различных уровней.

  «Термобума­га как индикатор температуры в физических опытах».  Сабирзянов А. А., Семериков В. А., Нарижная О. В.  Уральский государственный педагогический университет. Г. Екатеринбург.

    При нагревании термобумаги до определенной температуры (около 80 °С) в ней происходит химическая реакция с образованием вещества, окрашен­ного в темный цвет. На этом основана термопечать, широко применяемая в устройствах вывода информации, например, устройствах печати чеков в кассовых машинах или банкоматах. Предлагается использование термо­бумаги для индикации нагрева тел при некоторых физических процессах: адиабатическом сжатии воздуха, протекании электрического тока, погло­щении излучения. Опыты с термобумагой были приятной неожиданностью. Но самое интересное заключается в том, что термобумага не дефицитна и очень дешевая. Она применяется во всех кассовых аппаратах.

    «О некоторых достижениях в исследовании фено­мена шаровой молнии».  Саранин В. А. профессор, Глазовский пединститут.

     В докладе сообщалось о некоторых новых достижениях в исследовании феномена шаровой молнии (ШМ), которые, в частности, обсуждались на 10 Международном симпозиуме по шаровой молнии (г. Калининград, июль 2008). Так нескольким независимым группам ученых в России и за рубежом удается получить в лаборатории долгоживущие плазменные образования с временем жизни порядка секунд и размерами порядка де­сятков сантиметров. Эти образования можно отождествить с природной ШМ. Однако, по мнению автора, в природе могут также существовать ШМ, имеющие внутреннее жидкое или твердое ядро с некомпенсирован­ным электрическим зарядом. Величина заряда по оценкам автора и дру­гих исследователей может достигать Ю^-5 — Ю^-4 Кл. При разряде такого объекта на заземленные предметы могут возникать значительные разру­шения, и он опасен для жизни человека.

  «Компьютерный лабораторный практикум по физике»  Толстик А. М., Горчаков Л. В. Томский университет.

   «Компьютерный лабораторный практикум по физике» предназначен для учащихся старших классов физико-математических школ. Большинство лабораторных работ практикума не являются компьютерными аналогами реальных лабораторных работ, а являются мысленными модельными экс­периментами. Весь комплекс лабораторных работ разбит на 6 разделов: механика, молекулярная физика, электричество и магнетизм, колебания, оптика, квантовая физика. В каждом разделе содержится 4 лаборатор­ные работы. Практикум выложен в Internet в свободном доступе на сайте

http : //ido.tsu.ru/schools/physmat/data/res/virtlab/.

    И вот уже по традиции, под занавес конференции выступил В.В.Майер с впечатляющими экспериментами. Все эксперименты были посвящены униполярным двигателям. Во многих учебных пособиях описан униполярный двигатель Фарадея. Но воспроизвести такой двигатель в школьных условиях просто невозможно, так как для этого требуется открытая ртуть.

 Валерий Вильгельмович предложил несколько демонстрационных моделей униполярных двигателей, принцип действия которых основан на идеях Майкла Фарадея.

   Одна из предложенных моделей  униполярного двигателя собирается следующим образом. В муфте универсального штатива горизонтально закрепляется стальной никелированный стержень и к нему через стальной шарик диа­метром 8 мм от подшипника подвешивают неодимовый магнит диаметром 10 мм и толщиной 2 мм. К магниту примагничивают анод гальваническо­го элемента на 1,5 В. К первому гальваническому элементу посредством такого же неодимового магнита присоединяют второй так, чтобы оба эле­мента были включены последовательно. На катод второго элемента наве­шивают 2-3 неодимовых магнита диаметром 19 мм и толщиной 6 мм. На стержне изолентой закрепляют оголенный конец многожильного прово­да в хлорвиниловой изоляции, скрученного в спираль для придания ему упругих свойств. Второй оголенный конец многожильного провода при­водят в соприкосновение с боковой поверхностью неодимовых магнитов, висящих на последнем элементе. При этом батарея из последовательно соединенных элементов приходит в быстрое вращение вокруг своей оси. На зрителей опыт производит сильное впечатление, поскольку на первый взгляд отсутствует причина, заставляющая массивную батарею вращать­ся с большой скоростью. Вместо двух элементов в опыте можно исполь­зовать один, три или четыре последовательно соединенных неодимовыми магнитами гальванических элементов. После этого опыта В.В.Майер продемонстрировал не менее впечатляющие опыты : « Учебная модель униполярного дви­гателя Фарадея» и « Демонстрация униполярного дви­гателя и генератора». Если читателей заинтересуют эти опыты, то имейте в виду, что неодимовые магниты можно «добыть» из старых винчестеров и CD приводов или приобрести в Интернет-магазинах.

      Мое выступление было посвящено моей последней разработке «Школьная физическая компьютерная лабора­тория для USВ-порта ПК».  Всем уже давно стало понятно, что использование компьютера в качестве эффективного средства обучения существенно расширяет возможности педагогических технологий: физи­ческие компьютерные энциклопедии, интерактивные курсы, всевозмож­ные программы, виртуальные опыты и лабораторные работы позволяют повысить мотивацию учащихся к изучению физики. Но школьная физи­ка обязательно включает в себя и физический эксперимент. В предлага­емой работе я рассказал, как можно усовершенствовать демонстрационный и лабораторный эксперимент с помощью школьной компьютерной физи­ческой лаборатории (ШКФЛ). Она позволяет с помощью изготовленных своими руками несложных электронных приставок с различными датчи­ками подключать к USB-порту компьютера практически любой физиче­ский прибор и снимать с него информацию в ходе эксперимента, выводя ее одновременно на экран монитора или на экран видеопроектора. Вы­сокая точность получаемых данных и практически мгновенная оценка погрешностей позволяет применять ШКФЛ и при выполнении учащими­ся лабораторных и учебно-исследовательских работ.

  После окончания конференции часть участников конференции попросили меня провести мастер-класс по ШКФЛ-2, что я и сделал. Реакция у маститых ученых была примерно такая-же, как и у школьников в физ-мат лицее – несколько проводов, да пару деталей и к компьютеру можно подключать любую физическую установку.

   Как я уже писал выше – нельзя объять необъятное. Кроме того лучше один раз увидеть и услышать, чем прочитать об этом в газете. Поэтому я советую всем, кто интересуется уникальными физическими экспериментами, съездить в г. Глазов к В.В.Майеру. Конференция «Учебный эксперимент» проводится ежегодно в последние два дня января.  Все желающие познакомиться с выступлениями участников на конференции и познакомиться со сборниками «Учебная физика» могут написать в г.Глазов  Кропачевой Любовь Сергеевне по адресу kropa@bk.ru.