Рассказать друзьям
Физика 23 августа 2011

Универсальная лабораторная установка для уроков физики, технологии и электротехники

Цели и задачи:

– Исследование практических заданий, выполняемых на занятиях по физике, электронике и технологии на данный момент.
– Выявление проблемы недостаточной заинтересованности учащихся при прохождении ряда тем, что связано с неудобством и неуниверсальностью лабораторного оборудования, которое используется на этих практических занятиях.
– Проектирование и сборка другого оборудования для применения на практических занятиях, а именно конструирование своей оригинальной лабораторной установки, которая бы решала выше названные проблемы.


В школах на уроках физики и технологии, учреждениях дополнительного образования (в кружках и объединениях технического творчества), а также учреждениях профессионального образования радиотехнического и электронного профиля ощущается недостаточность наглядно–демонстрационного лабораторного оборудования, при изучении ряда тем по разделам “электричество” и “электроника”, в следствие чего наблюдается недостаточный уровень усвоения учащимися материала.
Я подумал, что возможно решить данную проблему, сделав оригинальную установку для наглядно–демонстрационных и практических работ.

Перед тем как начать проектировать свою установку, я провёл исследование, используя теоретический метод:
– Рассмотрел тематические планы и методические рекомендации по вышеназванным разделам.
– Исследовал ряд лабораторного оборудования, которое сейчас применяется на занятиях.
– Подобрал оптимальное решение по изготовлению своей лабораторной установки – решил сделать её по модульному принципу.

Используя практический метод исследования на занятиях в объединении “Радиотехник”, был спроектирован окончательный вид оригинальной установки – жёсткая рамка для закрепления на неё пятнадцати отдельных модулей с деталями, которые могут свободно заменяться другими (из банка сменных модулей). Модули между собой соединяются перемычками с помощью зажимов типа “крокодил”.
В итоге проведённого мною исследования я спроектировал и собрал оригинальную установку для демонстрации работы и практической сборки довольно большого числа радиоэлектронных схем.


Этапы работы над проектом:

1. Рассмотрение тематических планов и методических рекомендаций по прохождению разделов “Электричество” и “Электроника”, выявление проблемных тем.
2. Изучение лабораторного оборудования.
3. Принятие решения о конструировании своей оригинальной лабораторной установки.
4. Выбор формы реализации данной установки с целью обеспечения практической части на максимально возможном количестве занятий (тем).
5. Проектирование и сборка лабораторной установки. Подготовка банка сменных модулей для неё.
6. Разработка эксплуатационной карты лабораторной установки (порядок её использования преподавателем и учениками).
7. Апробация установки на занятиях объединения “Радиотехник” Центра детского творчества “Содружество” города Костромы и объединения “Электроник” Костромского областного центра научно–технического творчества “Истоки”.

От уже существующего лабораторного оборудования установка отличается:
– жёсткостью закрепления используемых модулей, что обеспечивает удобство их соединения;
– неограниченностью количества работ, реализуемых на установке, так как недостающие для новой схемы модули всегда можно изготовить даже на занятиях по технологии, так как они имеют очень простую конфигурацию;
– лёгкостью повторения (тиражирования) установки с целью оборудования ей рабочего места каждого ученика.

Апробация установки на практических занятиях в объединениях технического творчества г. Костромы показала ее универсальность (возможность использования при прохождении целого ряда тем) и, как следствие, увеличение интереса учащихся к темам, при прохождении которых используется установка.

Возможное использование:

На уроках физики на ней можно выполнять работы связанные с электричеством и электроникой, например:

- работы по видам соединения резисторов (делители напряжения и тока)

- по соединению конденсаторов

- по сборке простейших электрических цепей и измерению их параметров приборами

- работы с транзисторами: усилитель по току, включение транзистора с общей базой, эмиттером, коллектором.

На уроках технологии:

- изготовление самой установки и модулей к ней. В школах с изучением раздела электротехники на уроках технологии на установке можно выполнять более сложные работы: автоматическое управление освещением, световые и звуковые эффекты на основе мультивибратора.

- при изготовлении соответствующих модулей (модуль со специальной панелью для установки микроконтроллера) и сборке на установке с использованием других модулей простейшего программатора установку можно использовать на уроках информатики при изучении программирования.


Видео использования:

http://video.mail.ru/mail/sanicn/_myvideo/2.html


Список литературы:

1. Сборник авторских образовательных программ – М.: 2000
2. Авторская образовательная программа “Радиотехническое конструирование” – Шестаков А. А.
3. Галкин В. И. Начинающему радиолюбителю.– Минск: Полымя, 1995.
4. Никитин В. А. Книга начинающего радиолюбителя.– М.: NT Press, 2005.
5. Никитин В. А. В помощь радиолюбителю №6.– М.: NT Press, 2005

Комментарии ( 6 )
  • Administrator 23 августа 2011, 21:28
    Удобно придумано с зажимами!

    Александр, опишите, как сделаны платки. Материал? Как закреплены радиодетали?

    Второй вопрос: возникала ли проблема с прокидыванием "земли" между большим количеством платок?
  • Шестаков Александр 23 августа 2011, 22:01
    Платы – обычная фанера (об этом сказано в видео). В фанере высверлены отверстия (по количеству ножек устанавливаемых деталей), в отверстия вставлена жесткая проволока, а уже к ней прикреплены (припаяны либо прикручены) ножки деталей. Деталь держится жестко, а крокодил цепляется за проволоку, а не за ножку самой детали, что обеспечивает сохранность деталей.
    Если внимательно посмотреть на фото, то видно, что источник питания – батарейка. Соответственно заземление не нужно. А установка может использоваться в любом кабинете, а не только в оборудованном блоками питания.
  • Шестаков Александр 23 августа 2011, 22:03
    Для прокидывания минусового провода от батарейки используются не отдельные провода, а шлейф (видно на фото)– можно соединить сразу много точек.
  • Administrator 27 августа 2011, 15:33
    Александр, спасибо за ответы.

    Я думаю, в некоторых случаях можно использовать не кучу крокодилов, а заранее подготовленные шлейфы с разъемами, которые втыкаются на в соответствующие разъемы на платках. Такой подход удобен, если схема сложная, но типовая – например, на уроке физике что–то быстро собрать перед учениками.

    Ну и, в принципе, сами платки можно делать как положено из текстолита (если они типовые). Например, с помощью того же "лазерного утюга". Если провести изготовление от начала до конца – это же сколько нового узнают школьники!
  • Шестаков Александр 27 августа 2011, 23:44
    Уважаемый Administrator, спасибо за конкретные профессиональные комментарии. В моей работе предлагается принцип построения и концепция сборки и использования лабораторной установки. А любая концепция предполагает вариативность, в которую входят и те варианты изготовления установки и работы с ней, о которых пишите Вы.
  • Лилия Евгеньевна 10 сентября 2011, 16:29
    Александр Александрович! Мы вместе с коллегами Вас очень поддерживаем и желаем Вам творческих успехов и талантливых учеников.
Ваш комментарий
 
Кому:
Ваше имя:
Ваш e-mail:
Комментарий:
 
  гостевые комментарии проверяются модератором