ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА I. САМОДЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И ПРИБОРЫ КАК
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ' ЭЛЕМЕНТЫ ОСНАЩЕНИЯ ШКОЛЬНЫХ
КАБИНЕТОВ ФИЗИКИ И АСТРОНОМИИ 6
1.1. Самодельные устройства для изучения механики 7
1.2. Самодельные устройства для изучения молекулярной физики и
термодинамики 12
1.3. Самодельные устройства для изучения электродинамики 14
1.4. Самодельные устройства для изучения оптики 18
1.5. Самодельные устройства для изучения астрономии 21
ГЛАВА II. КОНСТРУИРОВАНИЕ И ИЗГОТОВЛЕНИЕ
САМОДЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ И ПРИБОРОВ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ ПО ФИЗИКЕ И АСТРОНОМИИ В ШКОЛЕ 26
2.1. Совершенствование установок для проведения лабораторных работ
и работ физического практикума 26
2.1.1. Машина Атвуда 27
2.1.2. Трибометр 29
2.2. Изготовление устройств и приборов для оснащения занимательных интерактивных физических и астрономических площадок 30
2.2.1.Электрический маятник 32
2.2.2. Гидравлический удар 35
2.2.3. Выигрыш в силе 37
2.2.4. Живая батарейка 40
2.2.5. Псевдорентгеновский аппарат 42
2.2.6. Воздушно-водяная ракета 44
2.2.7. Двойная мёртвая петля 46
2.2.8. Странное пламя 47
2.2.9. Удивительный маятник 49
2.2.10. Капля в невесомости 51
2.2.11. Круговое и колебательное движения 52
2.2.12. Катапульта 54
2.2.13. Стойкий штангист 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 61
Физика - один из самых многокомпонентных учебных предметов школьной программы. Эксперименты, точные расчёты, необходимость поиска качественных объяснений происходящим вокруг явлениям, история открытий и изобретений - это лишь некоторые элементы этой дисциплины. Школьный курс позволяет развивать у обучающихся умения решать практические задачи, проявлять себя в ходе теоретических исследований, находить неординарные подходы при изучении физических процессов и явлений.
Современная школа предлагает большое число способов демонстрации опытов при изучении нового материала. Конечно, «умные» доски и специализированные программы позволяют наблюдать за недоступным для восприятия в лабораторных условиях ходом событий. Экономия времени и простота подготовки подобных демонстраций позволяют им закрепиться в качестве основных, часто используемых. Здесь не может возникнуть проблем с нехваткой или отсутствием нужного оборудования, неудачей при проведении опыта, неточностями, приводящими к неправильному пониманию сути физических явлений и процессов. Однако современные мультимедийные средства должны дополнять, а не вытеснять традиционные методы, и в частности, традиционную постановку и проведение демонстрационного и лабораторного эксперимента.
Для правильного формирования инженерно-технического мышления недостаточно работать только с компьютерными идеализированными моделями. Только оперирование с реальными устройствами и приборами позволит обучающемуся правильно понять особенности их устройства и эксплуатации, даст необходимые практические навыки.
Кроме того, самостоятельное конструирование и модернизация имеющихся установок развивает способность к научному творчеству, поиску нетривиальных инженерных решений, созданию новых объектов, позволяет проявить свои скрытые таланты и наклонности.
Объектом исследования магистерской диссертации являются самодельные устройства для изучения физики и астрономии, предметом исследования - использование самодельных устройств и приборов в образовательном процессе по физике и астрономии.
Цель магистерской диссертации: конструирование и изготовление самодельных устройств и приборов для изучения физики и астрономии в школе, а также разработка методических указаний по их использованию в образовательном процессе.
Задачи магистерской диссертации:
• сделать обзор научной и учебно-методической литературы по данной тематике;
• определить перечень известных самодельных устройств и приборов, рекомендуемых к использованию при изучении различных разделов физики, а также астрономии;
• модифицировать некоторые установки для проведения лабораторных работ и работ физического практикума (в частности, машину Атвуда и трибометр);
• разработать конструкцию и изготовить опытные образцы занимательных устройств и приборов, служащих для организации интерактивных площадок по физике и астрономии;
• дать методические рекомендации по использованию изготовленных самодельных устройств и приборов.
В ходе выполнения магистерской диссертации были решены все поставленные задачи:
• сделан обзор научной и учебно-методической литературы по данной тематике;
• определён перечень самодельных устройств и приборов, рекомендуемых к использованию при изучении механики, молекулярной физики и термодинамики, электродинамики, оптики, а также астрономии;
• модифицированы такие установки для проведения лабораторных работ и работ физического практикума, как машина Атвуда и трибометр;
• разработана конструкция и изготовлено более 15 занимательных устройств и приборов, служащих для организации интерактивных площадок по физике и астрономии;
• даны методические рекомендации по использованию изготовленных самодельных устройств и приборов.
Также необходимо отметить, что в ходе работы над магистерской диссертацией членами кружка «Лаборатория занимательной физики и астрономии» во главе с автором диссертации был получен Ректорский грант на выполнение проекта «Интерактивные реальные и виртуальные экскурсионные маршруты как инновационная форма организации образовательной деятельности по физике и астрономии на базе «Музея занимательных наук» Педагогического института им. В.Г. Белинского Пензенского государственного университета»; проект «Интерактивные образовательные маршруты по астрономии и космонавтике как инновационная форма организации культурно-просветительской
деятельности» прошёл в финал Всероссийского конкурса «Моя страна. Моя Россия»; а проект «Конструирование и изготовление устройств для проведения демонстрационного и лабораторного эксперимента по физике» был удостоен первого места на областном конкурсе научно-технического творчества «Прогресс-2022».
Кроме того, о результатах работы докладывалось на конференциях различного уровня, в том числе с международным участием, опубликовано 6 статей в изданиях РИНЦ.
Всё это говорит о том, что самодельные устройства, приборы, установки, используемые для изучения физики и астрономии, вызывают большой научный и учебно-методический интерес.
