Образовательные ресурсы

Интегрированный кружок школьников и студентов

Всё больше учебно-наглядных пособий демонстрационного и лабораторного назначения нового поколения, имеющих прямое отношение к информационным педагогическим технологиям, входят в практику школ и вузов, тем более что измерительные приборы для физического практикума очень дороги. Один из выходов из сложившейся ситуации состоит в объединении возможностей школы и вуза. Подобный опыт есть в Орле – между Орловским государственным аграрным университетом и орловской МОУ СОШ № 12 им. Героя Советского Союза И.Н.Машкарина заключён договор о совместной деятельности. В рамках этого договора создан интегрированный кружок учащихся и студентов, состоящий из научного общества учащихся (НОУ) «Альтаир» (руководитель учитель Е.П.Суханькова) и научно-исследовательского студенческого кружка «Связь курсов „Физика” и „БЖД” с сельскохозяйственным производством и ландшафтным строительством», сокращённо «Физика и БЖД» (руководители – доценты кафедры физики к.п.н. И.И.Зубова и к.т.н. И.А.Хуснутдинов).

Для школьников работа интегрированного кружка имеет мотивационный аспект, направленный на выбор профессии, а для студентов является базой для углублённого освоения курсов физики и БЖД и способствует приобретению профессиональных знаний и умений.

Записаться в кружок можно в течение всего учебного года, но основной состав формируется в начале сентября. Студенты-кружковцы, заботясь о будущем пополнении, проводят целый ряд «физических» мероприятий со старшеклассниками подшефных школ. Учитывая проблемы с организацией рабочих мест и обеспечением членов кружка практическими заданиями, мы остановились на оптимальном числе членов кружка в 10–15 человек.

Раз в месяц проводится общее собрание кружка, хотя в условиях вуза его достаточно сложно организовать. На первом избирается староста, обсуждается план работы на год, распределяются темы рефератов и сообщений. На последующих заслушиваются доклады кружковцев по избранным темам.

Чтобы каждый кружковец мог проявить свою индивидуальность, организуются группы по 2–3 человека для проведения совместных экспериментов и научных исследований. Обычно группа собирается для практической работы один раз в неделю, а то и в две. В период с октября по февраль студенты и школьники обучаются работе с компьютерными датчиками комплекта «Естествоиспытатель», а затем проводят научные исследования в совхозных теплицах. О своих результатах кружковцы докладывают на научно-практических и научных студенческих конференциях.

План совместной работы в рамках договора о сотрудничестве между ФГОУ ВПО ОрёлГАУ и МОУ СОШ № 12 приведён в табл. 1.

Таблица 1. План работы интегрированного научно-исследовательского кружка школьников и студентов

№	Тема мероприятия	Дата	Место проведения
1	Проведение совместных экспериментальных исследований с использованием компьютерных датчиков комплекта «Естество­испытатель»	Сент.–март	МОУ СОШ  № 12, ФГОУ ВПО ОрёлГАУ
2	Поездка в Центр подготовки космонавтов «Звёздный городок» (в рамках НОУ по физике «Альтаир»)	Ноябрь, 2008	г. Москва
3	Научно-практическая конференция «Роль знаний в жизни человека» (в рамках НОУ по физике «Альтаир»)	Декабрь, 2008	МОУ СОШ  № 12
4	Исследование микроклимата в рамках совместного проекта «Экология учебных заведений»	Январь, 2009	МОУ СОШ  № 12
5	Производственный эксперимент по замеру освещения теплиц с помощью световых приборов	Февраль, 2009	Теплицы совхоза «Коммуналь­ник»
6	Конференция в рамках НОУ «Альтаир» на тему «Физика и здоровье человека»	Февраль, 2009	МОУ СОШ  № 12
7	День кафедры: «Использование физики в будущей профессии»	Февраль, 2009	МОУ СОШ  № 12, ФГОУ ВПО ОрёлГАУ
8	Декада науки, техники и производства, посвящённая 65-летию со дня рождения Ю.А.Гагарина	Март, 2009	Теплицы совхоза «Коммунальник»
9	Производственный эксперимент по замеру шума и климатических параметров	Февраль–март, 2009	МОУ СОШ  № 12
10	Научная конференция «День охраны труда»	Апрель–май, 2009	ФГОУ ВПО ОрёлГАУ
11	Участие в научно-практической конференции	Апрель, 2009	г. Воронеж
12	Участие студентов и школьников в научной студенческой конференции	Апрель, 2009	ФГОУ ВПО ОрёлГАУ
13	Заседание НОУ «Альтаир» на тему «Физические приборы в жизни человека»	Апрель, 2009	МОУ СОШ  № 12

 

Цифровой универсальный комплект «Естество­испытатель» включает в себя компьютерные измерительные блоки, программное обеспечение и ряд электронных датчиков. Измерительный блок является основным прибором, к которому подсоединяются датчики и персональный компьютер. Блок предназначен для передачи информации с датчика на процессор для последующей обработки данных. Датчики (магнитного поля, относительной влажности, температуры, ускорения и т.д.) представляют собой компактные измерительные устройства с универсальными выходными параметрами.

Для работы с этими приборами необходимо знать не только физику (в частности, преобразование физических величин), но и соответствующие нормативные документы по охране труда, что позволяет качественно оценить результаты измерений. Такой интегрированный подход позволяет на базе двух дисциплин привлекать к научно-исследовательской работе студентов различных специальностей, что позволяет обосновывать образовательный статус научных кружков и показывать практическую направленность их деятельности (например, обучение пользованию современными приборами).

Так, в теплицах совхоза «Коммунальник» с помощью современных измерительных приборов «МЭС» и «Октава», снабжённых аналогичными датчиками, исследовались микроклимат, освещённость и шум, характеризующие состояние системы «Человек–производственная среда». В проведении эксперимента участвовали и студенты инженерных специальностей ОрёлГАУ и школьники. Для обработки результатов использовалось программное обеспечение фирмы Microsoft и фирмы «Октава». Соответствующие таблицы и конкретные результаты эксперимента были представлены в виде рисунков и диаграмм.

В 2008 г. в рамках концепции многоуровневого образования в области БЖД было создано межвузовское научное студенческое общество по проблеме «Мониторинг состояния здоровья учащихся школ и студентов вузов» на базе ОрёлГАУ и ОГУ. Его члены провели исследование параметров микроклимата классов школы № 12.

Параметры микроклимата оказывают существенное влияние на терморегуляцию организма человека, в частности, могут привести к переохлаждению или перегреву тела. Согласно ГОСТу 12.1.005-88 «ОСБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования» микроклимат производственных помещений – это климат внутренней среды этих помещений, определяемый сочетанием действующих на организм человека факторов: температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей.

Действующими нормативными документами, регламентирующими метеорологические условия производственной среды, являются ГОСТ 12.1.005-88 и СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений». Оптимальные значения показателей микроклимата на рабочих местах в производственных помещениях с учётом категорий работ по уровню энергозатрат и тяжести выполняемой работы и сезонов года (по СанПиН 2.2.4.548-96) показаны в табл. 2.

Таблица 2. Оптимальные значения показателей микроклимата в производственных помещениях

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат, Вт	Температура воздуха,°С	Температура поверхностей,°С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	Iа (до 139)	22–24	21–25	60–40	0,1
	Iб (140–174)	21–23	20–24	60–40	0,1
	IIа (175–232)	19–21	18–22	60–40	0,2
	IIб (233–290)	17–19	16–20	60–40	0,2
	III (более 290)	16–18	15–19	60-40	0,3
Тёплый	Iа (до 139)	23–25	22–26	60–40	0,1
	Iб (140–174)	22–24	21–25	60–40	0,1
	IIа (175–232)	20–22	19–23	60–40	0,2
	IIб (233–290)	19–21	18–22	60–40	0,2
	III (более 290)	18–20	17–21	60–40	0,3

 

Температуру воздушной среды измеряли с помощью температурых датчиков: с покрытием из нержавеющей стали (KDS-1001), платинового (KDS-1031) и широкодиапазонного (термопара KDS-1002); относительную влажность – с помощью датчика KDS-1008. Датчики работают в комплекте с компьютерным измерительным блоком (KDМ-1001 или KDM-1002) и персональным компьютером, данные выводятся на экран (на фото слева направо: датчик относительной влажности, два датчика температуры и компьютерный измерительный блок).

Скорость движения воздуха и температуру измеряли с помощью прибора МЭС-200. Для проведения измерений разъёмы датчиков подключали к компьютерному измерительному блоку и давали команду «Начать эксперимент». Далее компьютер в реальном режиме времени фиксировал исследуемые параметры. Измерив параметры микроклимата и сравнив их с нормативными значениями, школьники оценивали микроклимат в ряде классов и делали соответствующие выводы. На момент проведения эксперимента относительная влажность воздуха (53%), средняя скорость воздуха (0,3 м/с) и температура воздуха (23 °С) соответствовали норме. Освещённость в ряде помещений была недостаточной (200 лк), а в некоторых, наоборот, превышала норму (550 лк).