Встречи и конкурсы

ХIV всероссийская конференция «Учебный физический эксперимент. Актуальные проблемы. Современные решения»

30–31 января 2009 г. в Глазовском ГПИ им. В.Г.Короленко состоялась традиционная ежегодная конференция «Учебный физический эксперимент». Её организатором и душой является великий маг и кудесник учебного физического эксперимента – декан физического факультета, проф. Валерий Вильгельмович Майер. С ним я заочно познакомился много лет назад по статьям в журнале «Квант» и по брошюрам «Простые опыты с ультразвуком», «Кумулятивный эффект в простых опытах» и т.д. Наглядность, простота изложения и доступность экспериментов буквально покорили меня, и постепенно стало возникать желание встретиться с этим удивительным человеком.

Моё желание сбылось в 2004 г. Я получил приглашение принять участие в IX конференции. Откуда стало известно, что в каком-то провинциальном Дзержинске есть учитель физики, для которого В.В.Майер является кумиром, так и осталось неизвестным. И я поехал на конференцию, на встречу, как мне казалось, 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 внимания на звания и регалии, всё и всех выслушивали с уважением и неподдельным интересом. Я выступил со своими первыми разработками в области компьютерных физических образовательных технологий и вроде убедил многих в значимости этой проблемы. Сужу об этом по возрастающему с каждым годом количеству выступлений и публикаций на эту тему, в том числе в периодическом сборнике «Учебная физика», выпускаемом ГГПИ. В общем, с конференции я уехал окрылённый новыми идеями и желанием на будущий год снова приехать в Глазов.

Но судьба распорядилась так, что я попал в Глазов только в этом году. И опять как будто заново родился. Но обо всём 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» (см. также одноимённый дистанционный курс 16-007). 29 января в Глазовском физико-математическом лицее этот 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 с USB-портом к ПК и демонстрировал возможности вывода информации через этот порт с внешних устройств и ввода информации в ПК с помощью кнопки, светодиода и нескольких проводков. Для большинства присутствующих это было шоком, т.к. о трудностях работы с USB-портом ходят легенды. Я пригласил школьников и студентов к сотрудничеству и дал им свой электронный адрес.

Академик В.Г.Разумовский (второй справа в первом ряду) с участниками конференции

На другой день состоялось открытие конференции. Открыл её действительный член РАО проф. В.Г.Разумовский сообщением «Научная компетентность современного школьника». Лейтмотив его выступления состоял в том, что главным врагом и разрушителем научной компетентности школьников является ЕГЭ, который приведёт только к натаскиванию, а не к познанию физики. Выступлений было много, одно другого интереснее и, самое главное, для меня – учителя – без научной заумности.

Вначале работа предполагалась по секциям: 1) теория и практика учебного физического эксперимента; 2) новые учебные опыты по физике; 3) компьютер в учебном физическом эксперименте. Но возник «бунт на корабле» – все участники хотели послушать всех. Выход нашли в очень плотной работе с небольшими перерывами на кофе до 20 ч и на другой день с 9 до 16 ч.

Хотелось бы познакомить читателей со всеми выступлениями, но... кратко остановлюсь только на тех, которые мне показались наиболее интересными.

• Дистанционное управление исследовательской деятельностью школьников. Иванов Ю.В., доцент кафедры информационных технологий в физическом образовании ГГПИ им. В.Г.Короленко.

В современной системе образования всё большую популярность приобретают дистанционные формы обучения. Большинство заочных физических школ основное внимание уделяют решению задач, хотя современные теории управления деятельностью не исключают возможности организации учебных экспериментальных исследований. 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 сохраняется у 20% учеников.

• Роль нетрадиционного эксперимента в преподавании физики. Маначинская Л.А. учитель физики, г. Саров, Нижегородская обл.

Что такое нетрадиционный эксперимент? По определению, это эксперимент, не описанный в традиционных методических пособиях, не ведущий, более того – не обязательный, – но заслуживающий внимания. Это дополнение к основному эксперименту: самоделки, позволяющие продемонстрировать физическое явление в другой ситуации; усовершенствования традиционного оборудования; варианты известных опытов. Достоинства нетрадиционного эксперимента: наглядность, доступность, воспитательный эффект, особенно для учеников, не блещущих способностями и не проявляющих интерес к физике. А вот в в процессе работы интерес как раз и появляется. 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. УрГПУ, г. Екатеринбург.

При нагревании термобумаги до определённой температуры (около 80 °С) в ней происходит химическая реакция с образованием вещества, окрашенного в тёмный цвет. На этом основана термопечать, широко применяемая в устройствах вывода информации, например, устройствах печати чеков в кассовых машинах или банкоматах. Предлагается использовать термобумагу 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 дёшева, – она применяется во всех кассовых аппаратах.

• О некоторых достижениях в исследовании феномена шаровой молнии. Саранин В.А., проф., ГГПИ.

В докладе сообщалось о некоторых новых достижениях в исследовании феномена шаровой молнии, которые, в частности, обсуждались на X международном симпозиуме по шаровой молнии (г. Калининград, 2008). Так, нескольким независимым группам учёных в России и за рубежом удалось получить в лаборатории долгоживущие плазменные образования со временем жизни порядка секунд и размерами порядка десятков сантиметров. Эти образования можно отождествить с природной шаровой молнией. Однако, по мнению автора, в природе могут также существовать шаровые молнии, имеющие внутреннее жидкое или твёрдое ядро с некомпенсированным электрическим зарядом величиной, по оценкам, 10^–5–10^–4 Кл. При разряде такого объекта на заземлённые предметы могут возникать значительные разрушения, он опасен для жизни человека.

• Компьютерный лабораторный практикум по физике. Толстик А.М., Горчаков Л.В. Томский ГУ.

Практикум предназначен для учащихся старших классов физматшкол. Большинство лабораторных работ не являются компьютерными аналогами реальных лабораторных работ, а являются мысленными модельными экспериментами. Комплекс разбит на шесть разделов: механика, молекулярная физика, электричество и магнетизм, колебания, оптика, квантовая физика. В каждом разделе содержатся четыре лабораторные работы. Практикум выложен в интернет в свободном доступе на сайте http://ido.tsu.ru/schools/physmat/data/res/virtlab/.

Учитель физики Лев Васильевич Пигалицын и проф. Валерий Вильгельмович Майер

• По традиции под занавес выступил проф. В.В.Майер с впечатляющими экспериментами, посвящёнными униполярным двигателям (см. «Физику-ПС» № 22/2008.– Ред.). Одна из предложенных моделей униполярного двигателя собирается следующим образом. В муфте универсального штатива горизонтально закрепляют 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 (1,5 В). К первому элементу посредством такого же неодимового магнита присоединяют второй так, чтобы оба были включены последовательно. На катод второго элемента навешивают 2–3 неодимовых магнита диаметром 19 мм и толщиной 6 мм. На стержне изолентой закрепляют оголённый конец многожильного провода в хлорвиниловой изоляции, скрученного спиралью для придания ему упругости. Второй оголённый конец многожильного провода приводят в соприкосновение с боковой поверхностью неодимовых магнитов, висящих на последнем элементе. При этом батарея элементов приходит в быстрое вращение вокруг своей оси. На зрителей опыт производит сильное впечатление, поскольку, на первый взгляд, отсутствует причина, заставляющая массивную батарею вращаться. Можно использовать 1–4 последовательно соединённых неодимовыми магнитами гальванических элементов. Неодимовые магниты можно «добыть» из старых винчестеров и CD-приводов или купить в интернет-магазинах.

• Своё выступление я посвятил последней разработке «Школьная физическая компьютерная лаборатория для USВ-порта ПК». Уже понятно, что использование компьютера в качестве эффективного средства обучения существенно расширяет педагогические возможности: физические компьютерные энциклопедии, интерактивные курсы, всевозможные программы, виртуальные опыты и лабораторные работы позволяют повысить мотивацию к изучению физики. Но школьная физика обязательно включает в себя и физический эксперимент. Вот я и рассказал, как усовершенствовать демонстрационный и лабораторный эксперименты с помощью ШКФЛ и как с помощью изготовленных своими руками несложных электронных приставок с различными датчиками подключить к USB-порту компьютера практически любой физический прибор и снимать с него информацию в ходе эксперимента, выводя её на экран монитора или видеопроектора. Высокая точность получаемых данных и практически мгновенная оценка погрешностей позволяет применять ШКФЛ при выполнении лабораторных и учебно-исследовательских работ. По окончании конференции меня попросили провести мастер-класс по ШКФЛ-2, что я и сделал. Реакция у маститых учёных была примерно такая же, как и у школьников в физматлицее, – несколько проводов, пара деталей – и к компьютеру можно подключать любую физическую установку.

Конечно, лучше один раз увидеть, чем прочитать об этом в газете. Поэтому я советую съездить в следующем году на конференцию к В.В.Майеру. Желающие познакомиться с докладами и статьями в «Учебной физике» могут написать в г. Глазов Кропачёвой Любови Сергеевне: kropa@bk.ru.