Оборудование школьного физического кабинета

В классе и препараторской на стене с оконными проемами монтировали механизмы затемнения и подвешивали шторы. Обеспечивалось полное затемнение.

На противоположной стене размещались стенды с различными сменными материалами, панель с метеорологическими приборами и таблица «Международная система единиц СИ». Над стендами располагали портреты ученых-физиков.

Демонстрационный стол был двухтумбовый, высотой 0,9 м, крышка размером 2,4?0,75 м. Поверхность крышки не имела никаких выступов и вырезов и покрывалась пластиком.

В классе устанавливался электрораспределительный щит. Щит предназначался для плавной регулировки переменного напряжения частотой 50 Гц от 5 до 240 В и постоянного напряжения от 0 до 80 В.

Классная доска состояла из двух секций, размером 1,5?1,1 м каждая. К секциям крепились лотки для мела. В верхней части доски крепилась специальная планка с подвижными зажимами для таблиц.

Стол ученика выполнялся на деревянном основании. Рабочая поверхность стола оклеивалась прочным светлым пластиком. Ее размеры 125?70 см. Подстолье разделялось перегородкой на два открытых сектора, куда учащиеся убирали свои портфели. Сбоку у стола укреплялась электрическая розетка.

Для выполнения фронтальной лабораторной работы отводилось не более одного урока. В течение этого времени учителю и лаборанту необходимо было раздать сравнительно большое число приборов и принадлежностей на столы учащихся, дать необходимые указания, как выполнять работу, и после выполнения работы вернуть все оборудование на места хранения. Поэтому все приборы, принадлежности и приспособления для фронтальных занятий сосредоточивались в классе и хранились в лабораторных шкафах вблизи рабочих мест учащихся.

Лабораторный шкаф состоял из двух разъемных секций шириной 0,96 м и глубиной 0,38 м. Нижняя секция высотой 0,88 м имела прочные деревянные дверцы, а верхняя секция высотой 1,2 м была снабжена застекленными дверцами. В соответствии с габаритами приборов и укладок в секциях можно было устанавливать полки на различном расстоянии друг от друга.

Все приборы и принадлежности для фронтальных работ собирались в комплекты по 20 штук (из расчета – один прибор на двоих учащихся) и располагались в укладках различных размеров и конструкций.

Демонстрационное оборудование хранилось в препараторской в шкафах того же размера, что и шкафы для лабораторного оборудования, но нижняя секция была остеклена. В препараторской размещался и шкаф для учебно-справочной литературы.

В препараторской выполнялась в основном вся работа по подготовке демонстрационных и лабораторных опытов: испытание приборов, сборка и проверка установок, текущий ремонт приборов и т. д. Поэтому здесь организовывалось рабочее место лаборанта, состоящее из рабочего стола для подготовки опытов и стола для выполнения различных монтажных и ремонтных работ.

Как было сказано, в препараторской хранилась тележка для перевозки подготовленных к уроку приборов и установок.

Вторая половина XX века характеризуется интенсивным внедрением в преподавание технических средств обучения. Кинофильмы, кинофрагменты, кинокольцовки, диафильмы, диапозитивы, грампластинки, магнитные ленты содержат информацию в «скрытом» виде. Для передачи этой информации учащимся необходимо было иметь аудиовизуальную аппаратуру. Кабинеты физики начали пополняться киноустановками, фильмоскопами, диапроекторами, магнитофонами, проигрывателями и т. п. В середине шестидесятых годов центральное телевидение страны начинает показ учебных программ. В школьных кабинетах появились телевизоры. Широкое распространение в практике тех лет получили эпидиаскопы. Они служили для демонстрации больших диапозитивов размером 85?85 мм и непрозрачных изображений размером 140?140 мм.

С 1960-х годов в школах начали использовать графопроекторы. Этот прибор служит для проецирования на экран записей и рисунков, выполненных на прозрачной пленке. Размер окна у графопроектора тех лет был небольшой 104?114 мм (современные графопректоры имеют размер кадрового окна 250?250 мм).

Для приема телепередач применялся специально выпускаемый промышленностью для средних учебных заведений телевизор «Горизонт Школьный». Этот телевизор имел выходную мощность 3 Вт (бытовые телевизоры тех лет имели выходную мощность порядка 1 Вт). Корпус телевизора имел дверцы, необходимые для снижения боковой засветки при работе телевизора, устройство для винтового крепления к тележке и ручки для переноски. Масса телевизора составляла 56 кг при габаритах 727?698?461 мм.

В подборе учебного оборудования для кабинета одним из основных принципов в период 1950-1980-х годов являлся принцип комплектности, согласно которому все учебные приборы должны соответствовать друг другу и основному оборудованию помещения. Кроме того, просматривалось стремление к системе, благодаря которой сравнительно небольшое число приборов в физическом кабинете приводило к максимальным педагогическим возможностям их применения. Так называемый комплексный подход к созданию и использованию учебного оборудования зародился именно в эти годы.

Этот период характеризуется появлением третьего вида учебного эксперимента физического практикума. К приборам, предназначенным для практикума, предъявлялись требования, вытекающие из следующих условий работы: приборы в практикуме устанавливались стационарно, на определенный период времени и по определенным разделам курса; каждая из установок по составу оборудования носила индивидуальный характер и в течение одного учебного года не повторялась.

Для 1950-1980-х годов в школьном физическом эксперименте заметен большой упор на демонстрационный эксперимент. Демонстрационные опыты подбирались по четырем основным направлениям. Прежде всего, это опыты, отражающие процессы, явления и закономерности; затем опыты, показывающие применение изучаемых явлений; небольшое число опытов, демонстрирующих устройство и принцип действия основных технических приборов; опыты, представляющие собой экспериментальные задачи.

В это время для демонстрационного эксперимента появляется ряд качественно новых, не имевших аналогов ранее приборов, таких, как электронный осциллограф, электронный стробоскоп, электронный секундомер, солнечная батарея, звуковой генератор. Введение в эксперимент новых приборов выводило этот эксперимент на новый уровень. Но вместе с этим изменялся и сам эксперимент. Он становился более наглядным, конкретным и точным. Эти требования к эксперименту выводили на более высокий уровень школьное оборудование.

В самом конце восьмидесятых (1989 г.) годов двадцатого столетия был создан по приказу министра народного образования Г. А. Ягодина специальный Временный научно-технический коллектив (ВНТК) «Кабинет физики», перед которым была поставлена задача – создать школьный кабинет физики, удовлетворяющий требованиям процесса информатизации. Руководителем был назначен инженер А. П. Козырев, группу методистов возглавил профессор С. Е. Каменецкий, в эту группу вошли известные методисты-физики О. Ю. Овчинников, А. Г. Восканян, С. В. Степанов, Н. В. Шаронова, В. Ф. Шилов и др. В состав группы входил автор настоящего пособия. В течение двух лет (1989–1991 гг.) был создан школьный кабинет физики, принципиальные дидактические, методические и технические основы которого реализовываются при создании кабинетов физики по настоящее время.

Отличительной особенностью созданного школьного кабинета физики была полная компьютеризация рабочих зон учителя и учащихся, компьютеризация парка учебного оборудования, значительное увеличение количества оборудования, предназначенного для фронтального лабораторного эксперимента, появление учебного оборудования, предназначенного для выполнения кратковременных практических работ, формирование комплектов учебного оборудования, значительное усовершенствование учебного оборудования для физического практикума и организация специального отдельного помещения для проведения работ физического практикума. Первые кабинеты физики, созданные коллективом ВНТК «Кабинет физики», были установлены в московских школах № 388 и № 444.

Настоящий период развития школьного образования в нашей стране связан с введением Федерального государственного стандарта общего образования, переходом к Единому государственному экзамену, созданием новых учебников по физике. Все это ведет к изменениям в учебно-материальной базе обучения физике. Решению проблем модернизации материально-технической базы образовательной среды обучения физике были посвящены исследования, проводимые в течение 2000–2003 гг. в рамках выполнения работ по разделу «Учебная техника» научно-технической программы Минобразования РФ «Научно-методическое, материально-техническое и информационное обеспечение системы образования». Возглавлял эти работы генеральный директор Российского научно-производственного объединения «Росучприбор» профессор В. В. Крынкин. Авторы настоящего пособия принимали активное участие в этих работах. Результатом работ стало создание современного учебно-технического комплекса для кабинетов физики общеобразовательных учреждений.

Вопросы и задания к главе 2

1. Какова значимость учебного кабинета для преподавания физики в средней школе?

2. В каком среднем учебном заведении был создан один из первых кабинетов физики?

3. В чем отличие в планировках типовых кабинетов XIX века, первой и второй половины XX века?

4. В чем основное отличие в комплектах учебного оборудования кабинетов физики XIX века, первой и второй половины XX века?

5. Какими техническими средствами обучения оснащались кабинеты физики XIX века, первой и второй половины XX века?

6. Как выглядела мебель кабинетов физики XIX века, первой и второй половины XX века?

7. Какова эволюция специальных систем кабинета (систем электроснабжения, водоснабжения и газоснабжения)?

8. Что общего в организации кабинетов физики XIX века, первой и второй половины XX века?

Глава 3

Современный кабинет физики

Современный кабинет физики – это современный комплекс средств, обеспечивающий оптимальные условия для организации учебно-воспитательного процесса с применением новейших технологий обучения физике.

Изменение содержания оборудования в современной средней школе потребовало по ряду предметов более широкого применения учебного эксперимента, а следовательно, и соответствующих условий и оборудования. Для повышения эффективности учебно-воспитательного процесса с применением новых технологий обучения и разнообразных средств обучения возникла необходимость в переходе средних школ на новую организационную форму обучения, то есть на кабинетную систему. При этом кабинетом по данному предмету считается учебное подразделение школы, оснащенное мебелью, соответствующим учебным оборудованием, приспособлениями и различными наглядными пособиями. В кабинете проводятся подготовка к занятиям, различного типа уроки, внеурочные и факультативные занятия, воспитательная работа.

3.1. Планировка современного кабинета физики. Структура зон кабинета и размещение оборудования

В настоящее время существуют два варианта планирования помещений под кабинет физики в средней школе. Первый – наиболее часто встречающийся – для базового курса физики показан на рис. 3.1. Второй – рассчитанный на школы, имеющие классы с углубленным изучением физики, представлен на рис. 3.2. В этом варианте под кабинет физики отводится дополнительное помещение, в котором проводятся работы физического практикума.

Кабинет физики охватывает три взаимозависимые функциональные зоны:

• зону работы учителя (рабочее место учителя);

• зону работы учащихся (рабочие места учащихся);

• зону хранения и мелкого ремонта оборудования.

Огромный резерв повышения эффективности учебно-воспитательного процесса заложен в правильном согласовании функциональных зон и их структурных элементов.

Рис. 3.1. Первый вариант планировки кабинета

Рис. 3.2. Второй вариант планировки кабинета

Рабочее место учителя состоит из:

• демонстрационного стола;

• классной доски, панели с чертежными инструментами, панели с метеорологическими приборами;

• стола учителя в классе, стола учителя в лаборантской;

• экранов, технических средств обучения и вычислительной техники;

• легкосъемных модульных стендов;