Практикум по физике в средней школе (Покровский, Буров, Глазырин, Дубов, Зворыкин, Румянцев) 1963 год - старые учебники

6. Изучение движения тела, брошенного горизонтально, вертикально и под углом к горизонту 60

7. Исследование зависимости между силой и деформацией растяжения 65

8. Определение разрушающих напряжений при помощи гидравлического пресса ...... 71

9. Определение зависимости мощности на валу электродвигателя от числа оборотов ' 81

10. Определение длины звуковой волны и скорости звука в воздухеметодом резонанса 85

Теплота

11. Наблюдение броуновского движения # . 89

12. Определение механического эквивалента теплоты 94

13. Определение коэффициента линейного расширения твердых тел . 100

14. Определение термического коэффициента давления воздуха ... 105

15. Определение относительной влажности воздуха 109

Электричество

16. Определение термического коэффициента сопротивления металлов. 116

17. Снятие температурной характеристики термосопротивления (термистора) 120

18. Градуирование термопары ц термокреста 124

19. Сборка фотореле и проверка его действия 129

20. Изучение трехэлектродной электронной лампы 134

21. Снятие вольт-амперной характеристики полупроводникового диода • . * * 139 

22. Изучение полупроводникового триода (транзистора) 144

23. Определение электроемкости конденсаторов 153

24. Определение индуктивности катушки 157

25. Сборка простейших радиоприемников на электронных лампах. 161

26. Сборка простейших радиоприемников на полупроводниковых приборах 166

Оптика и строение атома

27. Изучение законов освещенности с помощью фотоэлемента ... 175

28. Определение показателя преломления стекла при помощи микроскопа    179

29. Градуирование спектроскопа и определение длины световой волны по градуировочной кривой 183

30. Определение длины световой волны при помощи дифракционной решетки   190

31. Сборка призматического монокуляра и определение его увеличения 197

32. Наблюдение сцинтилляций 203

33. Изучение радиоактивных излучений с помощью газоразрядного счетчика    206

34. Фотографирование, получение негатива и позитива 213

Литература 222

 «Практикум по физике», переработанный и значительно дополненный, выпускается четвертым изданием с целью оказать преподавателям физики помощь при организации и проведении самостоятельных лабораторных работ учащихся в IX—XI классах средней школы. 7

Практикум согласован с новой программой по физике, утвержденной Министерством просвещения РСФСР: кроме обязательных работ, в нем предусмотрены и рекомендованные дополнительные работы, а в некоторых случаях и варианты. Это заметно расширяет возможность выбора работ для практикума при недостаточном оборудовании физического кабинета.

К дополнительным работам относятся, например, «Изучение законов кинематики», «Определение коэффициента линейного расширения твердых тел», «Определение показателя преломления стекла с помощью микроскопа» и др. (см. оглавление).

Очевидно, из 34 работ, имеющих близкое отношение к программе и подробно описанных в III главе, преподаватель всегда сможет поставить необходимые 17—20 работ для всех трех классов. При этом к имеющемуся оборудованию, как правило, приходится сделать небольшое добавление, чаще всего измерительных приборов, которых обычно не хватает в физических кабинетах средней школы.

По содержанию, системе и методике проведения физический практикум, представленный в этой книге, тесно сочетается с фронтальными лабораторными работами, которые описаны ранее . Практикум не дублирует фронтальные лабораторные работы, а представляет собой вторую ступень занятий в лаборатории. Он в большей степени развивает самостоятельность учащихся, обеспечивает получение конкретных, четких и действенных знаний и приобретение ценных практических навыков политехнического характера.

Это пособие является результатом экспериментальной работы, проведенной сотрудниками сектора обучения физике Института общего и политехнического образования. Работа протекала в 315-й средней школе (г. Москва), в 9-й школе (Кратово, Московской 

области) и в Московском городском институте усовершенствования учителей. Проверялось оборудование, предназначенное для практикума, и методика проведения занятий.

При разработке практикума задача заключалась в создании наиболее рациональной системы практических занятий, согласованной с требованиями закона о школе, в подборе выпускаемого промышленностью и уже известного школам оборудования, в конструировании новых приборов и пособий, которые отвечали бы задачам практикума. В настоящее время большинство этих приборов выпускается Главучтехпромом, остальные намечены к освоению промышленностью в ближайшее время.

В связи с изменением программы организация и методика проведения практикума по физике в сочетании с фронтальными работами заслуживает особого внимания. Поэтому в книге приводится краткое методическое введение, разъясняющее задачи практикума, его содержание и специфические особенности в сравнении с фронтальными лабораторными занятиями. В пособии дан полный список оборудования, который поможет учителю целенаправленно приобретать приборы или комплекты приборов, предназначенных для практикума. Новые приборы, а также методика и техника их применения описаны более подробно.

В пособии в основном применяется международная система единиц — СИ. Однако выполнение некоторых работ тесно связано с, непосредственными измерениями. В таких работах оказалось целесообразнее вести расчеты в тех единицах, в каких проградуированы в настоящее время приборы.

Постановка практикумов по этой книге в школьных условиях даст возможность еще раз проверить рекомендуемые работы и окончательно уточнить их тематику. Кроме того, накопленный преподавателями опыт поможет составлению наиболее совершенного руководства по физическому практикуму для учащихся, в чем сейчас возникает настоятельная необходимость.

Практикум разрабатывался группой сотрудников:

В. А. Буровым — работы 17, 21, 22, 26, 33;

А. И. Глазыриным — работы 18, 27, 29, 30, 31;

А. Г. Дубовым — работы 1, 4, 7, 8, 10, 11, 14, 32;

Б. С. Зворыкиным — работы 6, 9, 13, 16, 20, 25, 34;

И. М. Румянцевым — работы 2, 3,5, 12, 15, 19, 23,

24, 28.

Все работы были выполнены авторами под руководством старшего научного сотрудника А. А. Покровского, которым, кроме того, сделан подбор тем, написаны введение, главы I и II.

Замечания по этому пособию следует направлять в сектор обучения физике Института общего и политехнического образования (Москва, ул. Макаренко, дом 5/16).

Авторы 

В законе «Об укреплении связи школы с жизнью и о дальнейшем развитии народного образования в СССР» обращается внимание на необходимость тесной связи обучения с жизнью, с трудом, на развитие у молодежи действенных политехнических знаний, на приобретение твердых умений и навыков. Учащиеся, окончившие среднюю общеобразовательную школу, должны не только понимать окружающую их действительность, но и уметь плодотворно применять полученные знания и навыки в своей практической деятельности.

Все это в полной мере относится к преподаванию такого важного предмета, каким является в настоящее время физика.

Политехническая направленность преподавания физики и повышение качества знаний учащихся по этому предмету в значительной мере зависят от развития учебного физического эксперимента и его широкого, правильного применения в процессе обучения. Особое значение в накоплении действенных знаний имеют самостоятельные практические занятия учащихся в школьном физическом кабинете, и в частности выполнение физического практикума в IX—XI классах.

Каковы же должны быть объем, содержание, характер и методика проведения практикума по физике в старших классах средней школы, чтобы он способствовал осуществлению поставленных задач?

Этот вопрос нельзя решать отдельно от всей системы лабораторных занятий по физике в средней школе, так как практикум должен быть лишь одной из органических частей в этой системе.

Физический эксперимент (демонстрационный и лабораторный) оказывается наиболее эффективным, если он имеет целевую направленность и своевременно вводится в процесс обучения.

Стремление найти форму органического слияния лабораторного эксперимента со всеми другими элементами обучения, по-види- мому, и привело в свое время к фронтальному методу проведения лабораторных занятий в средней школе, где учащиеся изучают систематический курс физики и постепенно накапливают необходимый опыт. 

Как известно, фронтальный метод имеет ряд важных положительных методических сторон, которые в основном сводятся к следующему. Этот метод дает возможность тесно связать лабораторные занятия с изучаемым материалом, позволяет ставить лабораторные работы как введение к тому или иному разделу курса или как иллюстрацию к объяснению учителя, как обобщение уже известного материала и как повторение пройденного; приучает учащихся к коллективной работе, когда всякая ошибка быстро исправляется указаниями учителя или более успевающего товарища, постепенно воспитывает у учащихся попутно с приобретением знаний следующие практические навыки и умения: правильно пользоваться простейшими измерительными приборами, - обращаться с химической посудой, источниками тепла, света, электроэнергии, пользоваться некоторыми, самыми простыми приборами, распространенными в быту и технике . Это, однако, не означает, что в средней школе можно ограничиться только фронтальными лабораторными занятиями. Такие занятия надо считать лишь первым необходимым этапом, потому что навыки и умения, полученные учащимися при выполнении фронтальных работ, все же нельзя еще признать достаточными для оканчивающих общеобразовательную среднюю школу.

Дело в том, что почти все приборы для фронтальных занятий по конструкции выбираются самые простые, главным образом учебные. Это важно прежде всего с методической стороны: освоение устройства приборов не должно отнимать много времени и не должно отвлекать внимание учащихся от основной задачи — изучения физических явлений и закономерностей. Кроме того, приборы для фронтальных лабораторных занятий должны быть дешевыми, чтобы школа могла приобрести их в необходимом количестве экземпляров (10—15 штук).

Элементарные практические навыки, приобретенные в работе с простейшими приборами, требуют дальнейшего развития и усовершенствования. И если на первом этапе обучения физике (VI— VIII классы) эти простые навыки можно считать не только вполне доступными возрасту и развитию учащихся, но и достаточными, то про старшие классы этого сказать нельзя. Поэтому учащихся старших классов необходимо ознакомить не только с простой учебной и технической аппаратурой, соответствующей начальной стадии обучения физике, но и с более сложными распространенными техническими приборами и оборудованием, а также с некоторыми простейшими методами исследований и измерений, которыми пользуются в современной технике.

Кроме того, необходимо развивать у учащихся старших классов самостоятельность в обращении с измерительными приборами, научить разбираться в границах применения приборов в разных условиях, самостоятельно собирать установки и проводить эксперименты с ними. Этого фронтальные занятия, очевидно, дать не могут.

Все сказанное приводит к выводу, что во всех старших классах, начиная с IX, наряду с фронтальными лабораторными занятиями должны проводиться физические практикумы. В такие практикумы целесообразно включать работы, которые позволили бы, с одной стороны, повторить, углубить и обобщить основные вопросы пройденного курса, а с другой — давали бы возможность вести практические занятия на новой, более высокой экспериментальной базе, чем та база, на которой строятся фронтальные работы. Тогда приобретенные навыки не будут оторваны от полученных теоретических знаний по физике. Это позволит избежать возможной крайности — чрезмерного увлечения техникой, когда второстепенные технические объекты могут заслонить физику и отвлечь учащихся от логической системы, необходимой при изучении физики.

Сколько же должно быть поставлено работ в практикуме? Из чего нужно исходить при выборе тем для лабораторных работ?

Прежде всего приходится считаться с количеством часов, которое можно выделить для практикума из общего бюджета времени, отведенного на весь курс физики с IX по XI класс. Кроме того, надо учитывать наличие оборудования в физическом кабинете. Это определит возможный объем и содержание практикума в каждом классе.

Опыт многих передовых учителей показал, что максимальное число часов, которое можно отвести на этот сравнительно новый вид занятий в средней школе, сводится к 40, т. е. четырем практикумам по 5 двухчасовых работ в каждом. При этом фронтальные занятия, проводимые параллельно практикумам, при переходе от класса к классу можно сокращать (в отношении к общему числу лабораторных часов), а число работ в практикуме — увеличивать. Таким образом, к концу курса осуществится постепенный переход учащихся почти к полной самостоятельной практической работе в лаборатории.

Так как для проведения практикума из пяти работ с учащимися целого класса не хватит рабочих мест, а делить класс на части по ряду причин бывает нежелательно, то нужно использовать дубликаты оборудования для каждой лабораторной работы. Тогда при пяти различных работах и, например, двух экземплярах оборудования для них рабочих мест будет 10, а при трех дубликатах — 15.

Такая система позволит занять работами сразу весь класс в 30 человек. Кроме того, она даст возможность не ставить практикумы обязательно в конце учебного года, а рациональнее с методической точки зрения распределить их во времени; практикум можно проводить после прохождения крупных разделов курса: механики, молекулярной физики и теплоты, электричества, оптики.

Принимая во внимание новую программу по физике и тематику фронтальных работ для старших классов, а также наличие оборудования в физическом кабинете, можно наметить наиболее актуальные лабораторные работы для всех четырех практикумов.

В методической литературе нет каких-либо установившихся норм в отношении количества работ для практикума. В новой программе за минимум принимается 17 работ: 5 — в IX классе, 7 — в X классе и 5 — в XI классе. Однако, кроме этих основных работ, приводятся для возможной замены еще 8 работ. Таким образом, преподавателю зачастую приходится самому подбирать и ставить работы.