Профилактическое обслуживание, мелкий ремонт и изготовление учебных приборов и пособий

Обеспечение учебного процесса по физике демонстрациями и лабораторными работами во многом зависит от того, насколько тщательно и регулярно проводится уход за учебными приборами и пособиями.

Почти все приборы кабинета физики нуждаются в периодическом обслуживании: профилактическом осмотре, наладке, регулировке, чистке и т. п. Как правило, занимается этой работой лаборант, но наиболее сложные работы заведующий кабинетом проводит сам.

Если пренебрегать профилактическим обслуживанием и, напри­мер, вовремя не почистить контакты электрических соединений, не подтянуть ослабевшие гайки и винты, не протереть магнитные головки и т. п., то прибор впоследствии станет нуждаться в текущем ремонте, а то и совсем может выйти из строя.

В технических паспортах приборов и их описаниях указаны сроки, через которые следует проводить обслуживание прибора, с указанием работ. На основании этих данных составляется график профилактического обслуживания приборов кабинета физики. Для этих целей удобно создать картотеку, основным параметром которой является срок обслуживания прибора. Карточки с названиями при­боров, которые должны обслуживаться в первую очередь, находятся впереди. После проведения работ карты переносят в конец картоте­ки с учетом срока следующего обслуживания. Если после осмотра обнаружено, что прибор требует ремонта, то его карту переносят в картотеку текущего ремонта приборов, основной параметр кото­рой - необходимость прибора в учебном процессе в определяемый учителем момент времени.

Для проведения текущего ремонта в лаборантской организовы­вают зону профилактического обслуживания и ремонта приборов, о которой уже упоминалось ранее. Как правило, в её состав входят: стол-верстак; панель с инструментами, подвешенная над столом; не­большой контрольно-измерительный стенд для полупроводниковых приборов; сейф для хранения горюче-смазочных и дорогостоящих материалов; инструкция по технике безопасности при проведении ремонтных работ и плакаты с иллюстрацией безопасных приёмов выполнения работ.

В кабинете следует иметь набор инструментов: тиски настольные (ширина губок 10 см), молоток слесарный 0,5 кг, зубило, ножовка, ножницы для резки металла, ножницы для резки картона и бумаги, надфили, напильники, дрель электрическая, кусачки, плоскогубцы, круглогубцы, отвёртки, ключи гаечные, паяльник, нож, шило, стек­лорез, топорик, лобзик, отвёртка часовая, керн, метр складной, раш­пиль, оселок и т. п.

Если прибор не удается отремонтировать в условиях кабинета физики, то его следует отправить для ремонта в специальную ре­монтную мастерскую. В этом случае необходимо получить согласие со стороны администрации школы, поскольку предстоит расход денежных средств.

Зона кабинета, отведённая для профилактического обслуживания и ремонта, используется учителем (лаборантом) и для изготовления мелких деталей: соединений проводов, шнуров, стержней, втулок и т. д., необходимых при проведении демонстрационного экспери­мента и работ практикума.

Требуют профилактического и мелкого ремонта многочисленные печатные пособия. Чтобы продлить срок их использования, надо наклеить печатные пособия на полотно или картон, а в случае по­вреждения немедленно ремонтировать.

Работа учителя в кабинете физики многообразна. Он налаживает физические приборы, собирает из них учебные экспериментальные установки, иногда создает самодельные простые приборы, которых не хватает в кабинете, производит несложный ремонт приборов, ру­ководит практической работой учащихся в физическо-технических кружках. Поэтому учителю физики крайне необходимо уметь работать с бумагой и картоном, жестью и проволокой, уметь паять и выполнять радиомонтажные и электромонтажные работы. Чтобы выполнять все это, в физическом кабинете необходимо организовать рабочее место с набором слесарных и электромонтажных инструментов.

В простейшем виде таким рабочим местом может служить ус­тойчивый стол для работы по дереву и металлу, установленный в лаборантской. Над столом желательно повесить доску, на которой расположить в определенном порядке инструменты.

Оформление кабинета физики и его оборудование должно постоян­но развиваться. Всю работу по оснащению кабинета следует тщательно планировать и согласовывать с общим планом развития школы, так как это позволит теснее осуществить взаимосвязь с другими учебными предметами, с родительским комитетом, спонсорским советом и т. п.

Оборудование кабинета может проходить по двум направлениям. Одно из них - совершенствование физического кабинета в целом, другое - изготовление отдельных самодельных приборов. Прежде всего, следует обратить внимание на основное оборудование поме­щения физического кабинета, обеспечивающее правильную органи­зацию рабочих мест учителя и учащихся. Заметную материальную помощь в этом отношении могут оказать спонсорские и попечитель­ские советы. Чтобы такая помощь была эффективной, заведующий кабинетом физики должен предварительно выяснить возможности спонсорских организаций, профиль их деятельности, а затем тщатель­но подготовить перечень того, что необходимо сделать и получить.

Творчески работающие учителя всегда, как правило, оборудуют кабинеты физики самодельными приборами. Самодельные приборы при правильном истолковании их роли и значении всегда возбуж­дали и возбуждают живой интерес учащихся. Даже в современных, отлично оборудованных промышленными приборами физических кабинетах непременно имеются самодельные приборы в том или ином количестве.

Преподавание такой экспериментальной науки, как физика, никак нельзя уложить в точно очерченные рамки типового перечня учеб­ного оборудования. Настоящий учитель всегда будет искать новые пути для проверки своих методических идей, что обычно связано с реконструкцией старых и конструированием новых приборов и по­собий. Такая работа в кабинете физики является одним из главных признаков методического и научного роста педагога.

Самодельные приборы могут на время заменить недостающие или выбывшие из строя сравнительно дорогие промышленные прибо­ры. А иногда в обиход физического кабинета вводятся самодельные приборы потому, что они оказываются по методическим соображе­ниям лучше промышленных.

Использование самодельных устройств во время уроков позво­ляет в ряде случаев заметно повысить качество проведения учебно­го эксперимента по физике, расширяет методические возможности учителя.

Под конструированием понимают вид деятельности человека, направленный на создание механизмов, машин и сооружений, вклю­чающий разработку их проектов, выполнение расчётов и определение состава и взаимного расположения отдельных частей.

Объектами конструкторской деятельности учителя физики могут быть как сами физические приборы, необходимые для постановки опытов, так и различное вспомогательное оборудование, облегчающее работу с приборами, их хранение и ремонт. Кроме того, учителя ино­гда сами создают устройства и специальные системы, позволяющие эффективнее использовать оборудование кабинета и облегчающие их труд, например пульт управления ТСО, тумбы для размещения ТСО, устройства затемнения. При оформлении кабинета также часто исполь­зуют стенды и витрины. В процесс конструирования учитель включа­ется и при проведении занятий физико-технических кружков.

Самодельные устройства, за разработку которых берётся учитель, в зависимости от его профессиональной подготовки и опыта работы, По уровню сложности можно условно разделить на три категории. К первой причисляют простейшие приспособления для кабинета (лотки, подставки, подвесы, держатели и т. п.) Следующая категория охватывает доработки, изменения конструкций, вносимые учителем в заводские приборы. Разработка третьей категории сложности представляет собой самостоятельно сконструированные и изготовленные приборы.

По степени новизны предлагаемые учителями инструкции выполняются на разных уровнях творчества: внесение по своему усмотрению некоторых изменений в рекомендуемую конструкцию; копирование по образцу или описанию, данному в методической литературе; проведение полностью авторской разработки.

Учителя, как правило, отказываются от повторения конструкций тех приборов, которые выпускаются серийно и могут быть приобре­тены через торговую сеть. Дело в том, что, копируя промышленный прибор в школьных условиях, в лучшем случае удастся создать устрой­ство, которое будет работать не хуже заводского. По качеству изготов­ления учитель вряд ли сможет конкурировать с заводской технологией. Более правильным является иной подход, в соответствии с которым областью технического творчества учителя становится разработка уникальных, не существующих на данный момент приборов.

В списке оборудования, выпускающегося промышленностью для оснащения школьного физического кабинета, немало таких устройств, которые в своё время были созданы учителями и, после всесторонней проверки, рекомендованы для серийного изготовления. Известный русский методист начала двадцатого века Д. Д. Галанин считал, что «работа преподавателя над конструированием приборов является ни с чем не сравнимой школой самообучения лабораторному искусству и искусству экспериментирования».

В процессе создания нового прибора можно выделить следую­щие основные этапы: 1 - определение цели разработки; 2 - изучение опыта других учителей; 3 - выработка технических решений; 4 - из­готовление и испытание опытного образца; 5 - доработка образца; 6 - экспериментальная проверка нового изделия.

Суть первого этапа - выяснение цели разработки, определение функций и задач, для выполнения которых создаётся прибор. От того, насколько чётко будет сформулирована конструкторская задача, зависит и эффективность поиска путей её решения.

В ходе второго этапа изучается опыт других учителей по созда­нию аналогичных устройств. Учёт этого опыта значительно сокраща­ет время разработки, позволяет выявить и сопоставить достоинства и недостатки имеющихся технических решений. Задачей учителя на этом этапе является отбор таких технических решений, которые наиболее соответствовали бы его конструкторскому замыслу, воз­можностям материальной базы кабинета и ремесленным умениям учителя или его помощников.

В итоге информационного поиска преподаватель может оста­новиться на уже опробованном другими варианте конструкции, приемлемой для него в методическом и техническом отношении. Заниматься поиском самостоятельного конструкторского решения рационально тогда, когда после изучения существующих конструк­ций выясняется, что ни одна из них по каким-то причинам непри­годна. В этом случае за основу берётся совершенно новая идея, ба­зирующаяся на иных принципах по сравнению с теми, на которых уже действуют существующие приборы.

Третий этап самый ответственный. Используя полученную инфор­мацию, анализируя собственные подходы к решению поставленной технической задачи и свои возможности, учитель останавливается на каком-то определённом техническом решении. Идея будущего при­бора материализуется на рисунках общего вида, а при необходимости и отдельных деталей. Продумывается компоновка узлов, расположение органов управления, материал, из которого прибор будет создаваться, последовательность сборки. Здесь же определяются технические ха­рактеристики изделия. При этом принимаются во внимание эксплуа­тационные качества будущего изделия, которым оно должно соответ­ствовать, а также учитываются характеристики того оборудования, совместно с которым предполагается использовать новый прибор.

Четвёртый этап начинается с изготовления опытного образца прибора. Выявляются особенности его сборки, конкретизируются отдельные характеристики и размеры. На этом этапе могут возник­нуть трудности с приобретением нужных деталей, продумываются возможные варианты их замены. Готовый образец подвергают проб­ному включению и испытанию. Цель этапа - в том, чтобы убедиться в жизнеспособности избранного технического решения, оценить со­ответствие будущего изделия педагогическим требованиям к учеб­ному оборудованию.

Пятый этап состоит в доработке конструкции опытного образца по результатам его испытания. При этом устраняются выявленные не­достатки, уточняются отдельные эксплуатационные характеристики. Обращают внимание на внешний вид изделия, окраску его корпуса. Рядом с органами управления наносят поясняющие надписи.

В ходе завершающего, шестого этапа, проводят эксперименталь­ную проверку нового изделия и выясняют, насколько оно соответствует цели, поставленной при его разработке. Выясняются возможности изделия для решения методических задач учителя. Проводят уроки с его использованием. Если оказывается, что ожидаемый результат получен, новый прибор вводится учителем в практику своей работы.

В зависимости от сложности создаваемого прибора отдельные из рассмотренных этапов могут дополняться другими действиями, или наоборот, оказаться свёрнутыми, или отсутствовать вовсе.

Рассмотренные этапы можно проиллюстрировать на примере создания простейшего и, тем не менее, необходимого для кабинета приспособления - укладочного ящика. В кабинете физики имеется большое число одинаковых приборов для проведения фронтального эксперимента. Эффективность их использования и сохранность во многом зависят от условий хранения. В настоящее время укладочные ящики промышленностью не выпускаются, и учителя вынуждены организовывать их изготовление своими силами.

Целью разработки в данном случае будет создание устройства, которое, с одной стороны, позволит упорядочить хранение лабо­раторного оборудования, с другой облегчит его подачу на рабочие места учащихся. Устройство должно быть по возможности унифи­цировано под размер корпусов большинства лабораторных приборов и в то же время компактно размещаться во внутренней полости шкафа так, чтобы не возникало пустых зон. Сформулировав таким образом цель и задачи разработки, целесообразно вспомнить конструкции подобных устройств, которые раньше попадались на глаза, посмот­реть, как у других учителей организовано хранение лабораторного оборудования, продумать, из какого материала проще будет делать ящики. Выбрав приемлемый вариант, определяют размеры будущего изделия, учитывают его возможную массу, определяют необходимое количество ящиков, способы их размещения в шкафу, вид отдельных деталей, последовательность сборки. Выполняется рисунок будуще­го изделия, из которого можно было бы представить внешний вид, размеры его деталей и способы их соединения.

При изготовлении пробного ящика в конструкцию, возможно, будут внесены некоторые изменения, например, окажется целесо­образным дополнить боковые стенки стойками, которые позволят устанавливать ящики один на другой. Доработав окончательно кон­струкцию, решают вопросы внешней отделки. Обращают внимание на то, чтобы поверхность была бы без заусенцев, имела опрятный ВИД и цвет. Продумывают способ нанесения надписей, их шрифт. Отработав все приёмы на опытном образце, приступают к изготовлению необходимого количества укладок. Затем размещают в них лабораторное оборудование и устанавливают на хранение в шкафы.

Создавая новый прибор, нередко приходится выполнять некото­рые расчёты, чаще всего это требуется при решении вопроса о воз­можной замене недостающей детали, при определении технических характеристик изделия, выборе оптимального рабочего режима.

В большинстве случаев достаточно проведение оценочного расчё­та, определяющего порядок той или иной физической величины. Но иногда требуется и точное вычисление значения какого-то параметра. Избежать возможных ошибок при этом легче, если чётко представ­лять себе суть физических явлений, на которых основан принцип действия прибора. Расчёты проводить будет легче, если под рукой окажутся необходимые справочные данные.

В целях получения наибольшего педагогического эффекта от при­менения на уроках самодельных приборов, разработку их конструк­ций необходимо проводить с учётом общих требований к учебному оборудованию. Принимая во внимание условия, в которых создаются приборы, и возможности учителя, эти требования можно сформули­ровать следующим образом:

Самодельные приборы должны способствовать изучению физики на современном научном уровне, знакомить учащихся с приёмами и методами научного познания. Особое значение имеет создание учебных приборов, помогающих формированию основополагающих современных научных знаний, законов и теорий.

Самодельные приборы должны создаваться в соответствии с ди­дактическими и методическими задачами, которые решаются при использовании прибора.

Необходимо, чтобы содержание и способы передачи информа­ции, заложенные в учебном приборе, соответствовали возможностям и уровню работоспособности учащихся, их подготовке и возрастным особенностям.

Самодельные учебные приборы должны быть просты по конструк­ции, удобны и надёжны в эксплуатации. Самодельные приборы должны отвечать всем требованиям техники безопасности, гигиены труда и тех­нической эстетики. При конструировании учебных приборов следует, по возможности, шире применять стандартные и унифицированные детали и узлы. При этом желательно, чтобы вновь разрабатываемые приборы и пособия отвечали принципу комплектности, то есть находи­ли бы себе применение не в одном, а в ряде опытов, позволяя получить максимальный эффект от минимального количества оборудования. Устройство самодельного прибора должно обеспечивать минимальные затраты времени на его подготовку к работе и одинаковые результаты при его многократном повторении в неизменных условиях.

Приборы, созданные для проведения лабораторных работ, должны быть рассчитаны на работу в неопытных руках учащихся. Размеры этих приборов должны быть такими, чтобы собранная установка в целом не занимала более половины площади поверхности стола учащихся.

Приведённые выше требования к самодельным приборам сформулированы с учётом опыта учителей, активно занимающихся раз­работкой конструкций самодельных устройств для своих кабинетов анализа научно-методической и нормативно-технической литера­туры, затрагивающей вопросы разработки учебного оборудования. Их выполнение позволит направить творческий поиск учителя на создание действительно полезных, удобных и надёжных приборов применение которых на уроках повысит эффективность учебно-вос­питательного процесса.

Приступая к изготовлению самодельного устройства, учителю предстоит решить ряд технических и организационных вопросов. Исходя из конструкции прибора, необходимо выбрать технологию изготовления его отдельных частей и деталей. Это значит, что опреде­лению подлежат способы и последовательность изготовления, инст­румент, материал и оснастка, которые для этого потребуются. Далее определяют, где и какими силами прибор будет изготавливаться. Эти работы могут проводиться непосредственно в кабинете физики, в школьных мастерских или на промышленном предприятии.

Помещение, занимаемое кабинетом физики, инструменты имею­щиеся обычно в распоряжении учителя, направленность его практи­ческих умений позволяют на базе физического кабинета проводить виды работ, связанные с обработкой подручных материалов, таких как стекло, пенопласт, резина, полиэтилен, выполнять монтаж и настройку электрических и электронных схем.

Изготовление деталей из металла и древесины, при котором пред­полагается проведение грубых слесарных или столярных операций, например сверлильных или токарных, лучше проводить в школь­ной мастерской под руководством учителя по трудовому обучению. В пользу такого выбора говорит то, что в кабинете физики нет соот­ветствующих станков, а также и то, что наличие современного элек­тронного оборудования, в первую очередь электронно-вычислитель­ной техники, не допускает повышенной вибрации и запылённости в помещении физического кабинета. Здесь можно считать допусти­мыми лишь отдельные виды работ с деталями из дерева и металла, такие, как разметка, подгонка размеров, монтаж узлов из отдельных деталей, отделка корпуса прибора.

В некоторых случаях в школьных условиях не представляется возможным изготовить какую-то деталь. За помощью приходится об­ращаться на промышленные предприятия. Чтобы донести до испол­нителя идею конструкции и устройства изделия следует подготовить комплект конструкторских документов, включающий техническое задание и чертежи или эскизы изделия.

Техническое задание должно дать общее представление об из­делии. В нем указывают назначение, приводят краткое описание, технические характеристики и требования к изготовлению изделия. Причем указывают лишь те требования, выполнение которых имеет принципиальное значение. Если же какой-то параметр или техно­логическая операция не имеют существенного значения, их лучше не затрагивать. Такой подход не будет сковывать инициативу испол­нителя и позволит ему, исходя из производственных возможностей, избрать наиболее оптимальный способ выполнения задания, что, в конечном итоге, отразится на быстроте и качестве изготовления всего изделия в целом.

Наглядное представление об изделии исполнитель получает из эскизов общего вида и эскизов отдельных деталей изделия. На эскизе общего вида целесообразно, изобразив изделие в сборе с помощью выносных линий, обозначить его основные части и указать их назва­ние. Эскиз общего вида даёт представление о взаимном расположе­нии отдельных частей. Здесь же указывают габаритные размеры и, если необходимо, способ соединения отдельных деталей.

На эскизах отдельных деталей изделия языком технического чер­чения изображают конструкцию детали, все размеры, необходимые для её изготовления, если нужно, указывают материал, из которого Деталь должна быть изготовлена.

Успех работы по изготовлению самодельного оборудования во многом предопределяется её чётким планированием и организацией. Как правило, это планирование проводится заведующим кабинетом физики в конце учебного года, что позволяет заблаговременно ре­шить вопросы, связанные с приобретением необходимых материа­лов, деталей, инструментов, заключить договоры с промышленными предприятиями. В плане отражают перечень, сроки изготовления отдельных пособий, намечают исполнителей и представляют.

Дата добавления: 2014-01-07