Комплекты для сельских малокомплектных основной и средней (полной) школ
Разработка и конструирование лабораторного оборудовании для самостоятельного физического эксперимента в малокомплектной школе осуществлены по модульно-тематическому
принципу. При этом предполагается проведение лабораторных работ
по разделам школьного курса физики с помощью комплектов, включающих необходимые и достаточные приборы и принадлежности, обладающих удобной конструкцией для хранения, развертывания и проведения работ.
Лабораторное оборудование составлено из четырех комплектов: лабораторного комплекта по механике, лабораторного комплекта по молекулярной физике и термодинамике, микролаборатории по электродинамике и оптической микролаборатории. Каждый из комплектов имеет малогабаритную конструкцию. Эти комплекты позволяют учащимся самостоятельно собирать установки разной степени сложности. При проведении отдельных лабораторных работ используется оборудование разных комплектов, что позволяет уменьшить избыточность оборудования и снизить его стоимость. В комплектах использовано в основном простое лабораторное оборудование малых размеров. Одна из особенностей сельской малокомплектной школы — малая наполняемость классов. Представленные комплекты в наибольшей степени приспособлены к этой особенности школы и позволяют организовать развивающее обучение на основе самостоятельных исследований учащихся. 1) Лабораторный комплект по механике позволяет познакомить учашихся с методами простейших прямых измерений линейных размеров. объема, массы, силы, промежутков времени. С использованием этого комплекта можно провести лабораторные работы по следующим темам: движение тел, кинематика, взаимодействие тел. динамика, простые механизмы, статика, колебания, работа, энергия. Комплект включает в себя: динамометр с пределом измерения 4 Н; измерительную ленту: блок; брусок металлический с крючком; четыре груза с крючками; желоб прямой; опору желоба; нить на мотовильие; пружину; рычаг с балансиром; сосуд отливной; шар стальной; стакан лабораторный вместимостью 100 мл; стержень лабораторного штатива с муфтой и лапкой; секундомер механический; весы. Все компоненты комплекта, за исключением весов и секундомера, расположены в пенале, габаритные размеры которого 585 х 180 х 90 мм. Технология сборки экспериментальных установок основывается на использовании пенала как элемента установки. На передней грани пенала закреплен опорный элемент в виде деревянного бруска. На верхней и торцевой поверхностях бруска имеются два глухих резьбовых отверстия. Отверстие с торцевой стороны бруска используется для закрепления желоба в вертикальном положении с помощью винта. Отверстие с верхней стороны бруска используется для закрепления стержня лабораторного штатива. Крышка пенала используется в отдельных опытах в качестве составной части трибометра или как наклонная плоскость. Внутренняя и внешняя поверхности крышки выполнены так. что при скольжении по ним бруска коэффициент трения скольжения оказывается разным. На внутренней поверхности крышки наклеена узкая полоса резины, используемая в опытах по измерению коэффициента треиия скольжения. Технические характеристики элементов комплекта 1) Пружина цилиндрической формы с намоткой виток к витку. Длина намотки 80 мм, диаметр 30 мм. Жесткость пружины порядка 30 Н/м. 2) Груз имеет массу 100 г, размеры 21 х 25 х 25 мм. 3) Желоб прямоугольного профиля имеет длину 550 мм. Желоб снабжен двумя шкалами — внутренней и внешней. Цена деления шкал 1 мм. 4) Отливной сосуд имеет внутренний диаметр 50 мм, общую высоту 100 мм. 2) Лабораторный комплект по молекулярной физике и термодинамике позволяет познакомить учащихся с методами измерения плотности, температуры вещества, давления газа, влажности воздуха, а также с методами исследования теачовых явлений. Этот комплект используют для проведения лабораторных работ по следующим темам: плотность, внутренняя энергия, температура, теплопередача, количество теплоты, удельная теплоемкость, испарение жидкости, влажность воздуха, плавление и кристаллизация твердых тел. Комплект составляют: калориметр. измерительная лента; термометр ТС-4М: цилиндр мерный вместимостью 100 мл; резиновый жгут; трубка-резервуар с двумя кранами на концах; трубка манометрическая; флакон с пробкой-капельницей; брусок металлический с крючком; пробирка ПХ-14; стакан лабораторный вместимостью 100 мл; чашка Петри; стержень лабораторного штатива с лапкой и муфтой. Наряду с оборудованием в состав комплекта включены исследуемые вещества в пробирках диаметром 14 мм: аморфное и кристаллическое. а также натриевая соль в пакете. В пробирку соль помешают непосредственно перед проведением опыта, после завершения которого соль плавят, переливают в пакетик, где и хранят до следующего опыта. Все компоненты комплекта расположены в корпусе, габаритные размеры которого 420 х 280 х 130 мм. Боковые стенки корпуса выполнены со скосом переднего угла. Корпус снабжен выдвижным лотком с высоким бортиком, используемым при работе с жидкостями и сыпучими веществами. В опытах корпус используется также в качестве основания лабораторного штатива, для установки и закрепления которого в корпусе выполнено глухое резьбовое отверстие. Для проведения некоторых опытов дополнительно используют весы и секундомер из комплекта по механике. Технические характеристики элементов комплекта 1) Термометр ТС-4М имеет пределы измерений 0—100 °С, снабжен футляром для хранения. 2) Трубка-резервуар дли ной 200 см имеет на концах краны. Выполнена из прозрачного эластичного полимерного материала. 3) Манометрическая трубка имеет внутренний диаметр 2 мм и длину 300 мм, изготовлена из прозрачного эластичного материала. 4) Резиновый жгут общей длиной 30 см имеет на концах петли круглой формы в сечении, диаметр сечения жгута 2,5 мм. 3) Мини-лаборатория по электродинамике позволяет познакомить учащихся с методами сборки электрических цепей, измерения силы тока и напряжения на участках электрической цепи, экспериментально исследовать электрические и электромагнитные явления и их закономерности. Мини-лабораторию используют для проведения лабораторных работ по следующим темам: постоянный электрический ток. магнитное поле, электромагнитное поле, полупроводники. Мини-лаборатория включает в себя: электроизмерительные приборы: выпрямитель ВУ-4М; два планшета с электрическими элементами для опытов (один — для основной школы, другой — для полной); компас; два постоянных магнита (маркированный и немаркированный); две катушки с выводами; сердечники цилиндрические — металлический и неметаллический; набор разноцветных соединительных проводов: контакты реле с выводом; соединительные детали: подставку с двумя отверстиями, две пластины металлические с двумя отверстиями, болт М6 х 40. гайку М6. Все компоненты мини-лаборатории, за исключением одного планшета, размешены в корпусе, причем компас, магниты, соединительные провода, катушки, а также мелкие детали и узлы хранятся под откидной рабочей площадкой. Габаритные размеры корпуса 420 х 280 х 110 мм. Для сбора экспериментальной установки подключают компоненты мини-лаборатории и элементы одного из двух планшетов; при необходимости используют дополнительно элементы, располагая их на рабочей площадке. 4) Оптическая микролаборатория позволяет познакомить учащихся с методами измерения оптических величин и исследования оптических явлений, получить навыки сборки оптических установок. С помошью этой ми кроля боратории можно провести лабораторные работы по следующим темам: прямолинейное распространение света, отражение и преломление света, ход лучей в линзах, получение изображений с помошью линз, длина световой волны, интерференция и дифракция света. Оптическая микролаборатория включает в себя: оптическую скамью двутаврового профиля с наружной стальной линейкой; источник света (светодиод); два рейтера, снабженных магнитами; комплекты дифракционных решеток, масок, щелей и отверстий в трех слайд-рамках размерами 50 х 50 мм каждая; две собирающие линзы с разными фокусными расстояниями: рассеивающую линзу; плоскопараллельную пластину со скошенными гранями: четыре булавки; коврик; провод соединительный. Все компоненты микролаборатории расположены в пенале, габаритные размеры которого 340 х 85 х 70 мм. Пенал имеет отделяющуюся крышку. Пенал с закрытой крышкой используют как основание для сборки экспериментальных установок. в части которых, совместно с оборудованием микролаборатории, применяют выпрямитель ВУ-4М (из мини-лаборатории по электродинамике). Фиксация оптических элементов на стальной линейке скамьи осуществляется рейтерами, снабженными магнитами. Технические характеристики компонентов микролаборатории 1) Оптическая скамья представляет собой двутавровую направляющую с размерами 250 х 20 х ю мм. Снабжена стальной линейкой со шкалой, оцифрованной от 1 до 24 см. 2) Источником света является светодиод. Для формирования светового потока на источник света устанавливается слайд-рамка размерами 50 х 50 мм с диафрагмой из комплекта масок. 3) Комплект масок для формирования светового потока включает два круглых отверстия диаметрами 0.5 мм и I мм (диафрагмы), одиночную шель и отверстие в виде буквы F. выполненных на никелевой фольге. 4) Комплект щелей содержит два круглых отверстия разного диаметра (0.1 мм и 0,2 мм), две одинарные щели разной ширины (0.1 мм и 0.2 мм), двойную шель и пить, выполненных на никелевой фольге. В средней части комплекта щелей имеется шкала. 5) Комплект дифракционных решеток выполнен фотоспособом и заключен в слайд-рамку размерами 50 х 50 мм. Включает четыре решетки по 50, 100, 300 и 600 штрихов на миллиметр. 6) Фокусные расстояния собирающих линз 20 и 50 мм. а рассеивающей линзы — 20 мм. Апертуры линз 15 мм. 7) Плоскопараллсльная пластина со скошенными гранями выполнена из прозрачного материала. Основание пластины матовое. Длины параллельных сторон 95 и 33 мм. толщина пластины 10 мм. S) Коврик из пористого материала имеет размеры 120 х 120 х 10 мм. 9) В штекере соединительного провода длиной 60 см установлен резистор. ограничивающий электрический ток выпрямителя ВУ-4М при питании светодиода. |