Образовательные ресурсы

О выполнении контрольных работ дистанционного курса «ШКФЛ в 2007 г.»

Л.В.ПИГАЛИЦЫН,
СОШ № 2, г. Дзержинск, Нижегородская обл.

О выполнении контрольных работ дистанционного курса «Школьная компьютерная физическая лаборатория» 2007/2008 уч. г.

Анализ контрольных работ слушателей показал, что в России, Эстонии, Казахстане, а самое ценное – в самой глубинке, начиная от г. Калининграда до крошечных посёлков в республиках Дагестан, РСО-Алания, Саха (Якутия) и заканчивая Чукотским АО, – есть творческие учителя физики. Многие уже поняли, что надо переходить от чисто «меловой» методики преподавания физики к «кнопочной», т.е. к современной активной методике с использованием компьютерных технологий, включающей в себя не только демонстрации картинок, видеороликов и презентаций, но и проведение натурных физических экспериментов на школьном оборудовании с использованием ПК. При этом особо ценно, что учителя привлекали своих учеников к выполнению практической части работ – сборке электронных приставок, монтажу их на печатных платах, созданию программного обеспечения на языках Basic или Pascal. Собственно говоря, это и было одной из главной целей при разработке ШКФЛ (создание групп единомышленников «учитель-ученики»).

Все присланные работы носили творческий характер. Рассмотрим некоторые.

• Слушательница Е.И.Сивченко (г. Светлый, Калининградская обл.) представила методическую разработку урока по теме «Звуковые волны». На уроке использованы звуковой генератор на микросхеме К176ЛА7 и частотомер с гальванической развязкой на микросхеме К155ЛД1, опубликованные в моём курсе. Вот так выглядят эти приборы на присланных фотографиях.

• Слушатель Изюмов И.А. (МОУ СОШ № 3, г. Аксай, Ростовская обл.) разработал две лабораторные работы для физического практикума в старших классах. Первая – «Сборка, расчёт и испытание генератора прямоугольных электрических импульсов» – с теорией на высоком научном уровне, очень хорошим объяснением принципа действия транзисторного мультивибратора и разработкой программного обеспечения на Basic. Работа предназначена для 11-го класса.

Вторая работа – «Изучение работы холодильника и определение его характеристик» – для 10-го класса. Предложено интересное применение терморезистора для измерения температуры в холодильнике – терморезистор подключён к GAME-порту ПК. Просто и хорошо реализовано.

• Слушательница О.В.Ярцева (г. Олёкминск, Республика Саха) разработала урок физики для 11-го класса «Устройство и принцип действия электронных приставок к ПК “Мультивибратор и частотомер”» с использованием ПК, электронных приставок (мультивибратора и частотомера) и источника питания (батарея 4,5 В).

Итоги урока:

– для проведения физических экспериментов с помощью ПК необходимо уметь вводить и выводить информацию через различные порты ПК с помощью специальных программ, введённых в ПК;

– с помощью электронных приставок к ПК можно изучать различные физические процессы, измерять период и частоту электрических колебаний;

– мультивибратор – это приставка для получения электрических колебаний определённой частоты;

– частотомер – это приставка для определения частоты электрических колебаний.

Домашнее задание: повторить § 22.

Такой урок полезно провести при завершении темы «Электрический ток в полупроводниках» как наглядное применение полупроводниковых приборов – диодов, светодиодов, транзисторов и микросхем в физических исследованиях.

Что нового предложили слушатели

Многие слушатели курса не просто копировали схемы электронных приставок, описанные в курсе, а предлагали свои или предлагали использовать готовую аппаратуру.

• Слушательница З.Г.Полякова (п. Пятиморск, Калачёвский район, Волгоградская обл.) предложила на уроке по теме «Транзистор» (11-й профильный класс) для измерения периода и частоты электрических колебаний прямоугольные импульсы брать с комбинированного прибора осциллограф–генератор прямоугольных импульсов АСК-4106, который подключается к LPT- или USB-портам ПК. Цель урока – «Обретение учащимися деятельностного опыта при рассмотрении физических основ работы полупроводниковых приборов» – безусловно была достигнута.

Виртуальный осциллограф с осциллограммой генерируемого сигнала

• Слушатель А.В.Горев (г. Орехово-Зуево, Московская обл.) предложил оригинальную электронную приставку для изучения резонанса в цепи переменного тока. Её основой является обычная схема для изучения последовательного резонанса в цепи переменного тока, состоящая из генератора переменного тока, активного, индуктивного и емкостного сопротивлений. Изюминка состоит в методе измерения напряжения на активном сопротивлении R1: переменное напряжение с резистора поступает на двухполупериодный выпрямитель, состоящий из диодного моста и конденсатора в качестве фильтра.

Выпрямленное постоянное напряжение поступает на преобразователь напряжение–частота (ПНЧ). В качестве ПНЧ автор использовал предложенные в лекции 6 устройства (рис. 6.8, 6.9). Предложенная схема – остроумная находка слушателя. Аналогично можно снять напряжение с катушки и конденсатора. Если использовать три ПНЧ или один ПНЧ и аналоговый коммутатор типа К590КН1-6, то можно вывести на экран ПК три напряжения – на R, L и С – и пронаблюдать, что происходит с каждым из них при приближении к точке резонанса напряжений.

• Ещё один интересный вариант электронной приставки для изучения законов кинематики предложен уже упомянутой слушательницей Е.И.Сивченко. Приставка разработана на основе блоков ШКФЛ: блока ввода информации с помощью фотоворот, собранных из деталей мыши для ПК, и блока вывода информации на электромагнит на основе транзисторного ключа (см. схему ниже).

Что получается, что не даётся. При проверке работ было замечено, что некоторые слушатели испытывают трудности в адаптировании или создании собственного программного обеспечения на языках Basic или Pascal для своих конструкций или экспериментов. В связи с этим считаю целесообразным проведение дистанционных консультаций для слушателей следующего года. Мой электронный адрес levp@rambler.ru. Если, уважаемые будущие слушатели, у вас будут возникать трудности в создании и настройке электронных приставок или в написании программного обеспечения, пишите мне, я обязательно вам помогу.

Сейчас я работаю над модернизацией отдельных узлов ШКФЛ. Для увеличения точности измерений разрабатываю схемы приставок на основе параллельных аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Они стоят 50–60 р. в интернет-магазинах, а точность измерений дают на порядок выше. Кроме того, работаю над подключением ШКФЛ к USB-порту ПК. Думаю, что месяца через два-три всё будет готово, и мы познакомим слушателей университета и читателей газеты «Физика» с этими наработками.