Ионас И. В. Конференция «Электрический ток в газах и вакууме»

Ионас И. В. Конференция «Электрический ток в газах и вакууме» // Фiзiка: праблемы выкладання. – 1999. – № 3. – С. 17–23.

Вначале выскажем несколько общих методических замечаний.

Учебные конференции являются одной из форм организации учебных занятий. Конференции имеют следующие общие черты с уроками: они проводятся, как и уроки, со всем классом в часы, отведенные для предмета по расписанию; руководящая роль сохраняется за учителем; на конференции, как и на уроке, работа класса в целом сочетается с индивидуальной работой учащихся.

Конференции отличаются от уроков тем, что новые знания учащиеся получают из литературы, с которой работали дома самостоятельно, и из докладов, с которыми выступают на конференции учащиеся. Руководящая роль учителя на конференции заключается в том, что он организует выступления учащихся с докладами и их обсуждение, вносит дополнения и уточнения, если это не сделано учащимися во время обсуждения докладов; обобщает результаты конференции, оценивает работу класса в целом и отдельных учащихся, выступавших с докладами и дополнениями к ним.

Образовательное значение конференций состоит в том, что в процессе подготовки к ним учащиеся приобретают навыки самостоятельной работы с научно-популярной литературой, учатся анализировать и обобщать, отделять главное от второстепенного.

На конференцию можно и целесообразно выносить вопросы, связанные с историей открытий и изобретений, знакомящие с применением теоретического материала в науке и технике, с принципами устройства и действия физических приборов, машин и механизмов, а также с технологическими процессами. Эти вопросы учащиеся в состоянии разобрать самостоятельно по учебнику и научно-популярной литературе, тем более что на предшествующих уроках они знакомятся с явлениями, законами и понятиями, знание которых необходимо как для понимания устройства и принципа действия приборов, так и для понимания вопросов истории науки и техники.

С планом конференции и ее задачами учитель знакомит учащихся в начале изучения темы, это уместно сделать на первом уроке, когда осуществляется общее ознакомление с планом изучения темы и особенностями предстоящей самостоятельной работы по ней. План конференции и список рекомендованной литературы желательно вывесить в кабинете, чтобы учащиеся могли выбрать для подготовки интересующие их доклады и приступить к работе с литературой.

При распределении докладов следует учитывать индивидуальные особенности учащихся: их склонности, интересы, способности.

На установочной консультации необходимо подсказать учащимся, на каких вопросах нужно сосредоточить внимание при подготовке доклада. Это необходимо для того, чтобы ученик «не растекался мыслью по древу», а также в целях предупреждения нежелательных повторений в докладах. Вместе с тем нужно предоставить докладчикам самостоятельность в подборе иллюстративного материала для доклада, в определении его структуры.

На консультациях нужно посоветовать докладчикам, чтобы они старались говорить четко, выразительно и не очень спешили с объяснениями, предоставляя возможность сидящим за партами записывать самое главное, вычертить необходимые схемы, зарисовать приборы.

Наряду с индивидуальными заданиями желательно дать для всего класса общее задание, чтобы все учащиеся имели представление о том, что будет предметом обсуждения на конференции. Это является важным условием подготовки к активному участию в конференции.

Конференция планируется на 45 минут. Этого времени достаточно для того, чтобы заслушать доклады, обсудить их, сделать обобщение.

Начинается конференция с вступительного слова, в котором преподаватель напоминает основные задачи конференции, разъясняет порядок ее проведения; рекомендует внимательно слушать доклады и по ходу делать краткие записи в тетради, выполнять схемы и таблички, уточняющие определенные вопросы. Записывать нужно темы докладов, числовые данные, наиболее важные применения явлений и рассматриваемых приборов и установок.

Эффективность конференции гораздо выше, если после каждого доклада преподаватель обращается к классу с несколькими контрольными вопросами. Они должны быть направлены на уточнение основных понятий и принципов.

После прослушивания и обсуждения докладов необходимо обобщить все, что узнали учащиеся на конференции. Это можно осуществить как методом беседы, так и посредством краткого резюме учителя.

Содержание описываемой ниже конференции тесно связано с учебным материалом, изучение которого предусмотрено программой, но несколько выходит за рамки учебника.

Задачи конференции

1. Расширить знания учащихся о плазме, как о четвертом агрегатном состоянии вещества, показать, что плазма – самое распространенное состояние в природе, где и как ее можно получить и применить на Земле.

2. Показать применение электровакуумного диода как усилителя.

3. Познакомить учащихся с электровакуумным триодом, показать его применение в радиотехнике.

4. Показать применение электронно-лучевой трубки.

Подготовка конференции

Тему и время конференции учитель сообщает, когда начинается изучение раздела «Электрический ток в разных средах». Разъясняются задачи конференции: расширить знания об интересных электрических явлениях в атмосфере, о плазме и ее распространении в природе; ближе познакомиться с техническими приборами (диод, триод, электронные трубки), лежащими в основе современных технологий. План конференции вывешивается в кабинете физики. Темы докладов распределяются по желанию (обычно желающих достаточно). Для подготовки докладов рекомендуется следующая литература:

1. Энциклопедический словарь юного физика. – М.: Педагогика, 1991.

2. Энциклопедический словарь юного техника. – М.: Педагогика, 1989.

3. Детская энциклопедия. — Т. 4. Техника и технология. -М.: Педагогика, 1989.

4. Мелентъев В. П. Физика плазмы. – М.: Просвещение, 1990.

5. Муратов А. П. В мире необычных и грозных явлений природы. – М.: Просвещение, 1985.

6. Дзюбин И. И. Путешествие в мир радиоэлектроники. – М.: Просвещение, 1989.

Можно предложить учащимся-докладчикам вопросы, на которые необходимо обратить внимание при подготовке докладов.

По докладу 1 «Плазма»

1. Плазма как четвертое состояние вещества, ее особенности.

2. Виды плазмы и способы ее получения.

3. Существование плазмы в природе.

4. Получение плазмы на Земле и перспективы ее использования.

По докладу 2 «Газовые разряды»

1. Виды разрядов в газах вообще и условия их возникновения.

2. Механизмы возникновения разрядов.

3. Виды разрядов в газах при атмосферном давлении и их применение.

По докладу 3 «Вакуумные диоды и их применение»

1. Устройство вакуумного диода и механизм его работы.

2. Основная особенность диода. Виды современных диодов.

3. Применение диода. Его достоинства и недостатки.

По докладу 4 «Вакуумные триоды и их применение»

1. Устройство вакуумного триода и механизм его работы.

2. Основная особенность триода. Виды современных триодов.

3. Применение триода. Его достоинства и недостатки.

По докладу 5 «Электронно-лучевые устройства»

1. Электронно-лучевая технология.

2. Применение электронно-лучевой трубки в осциллографах и телевизорах.

Изложение вопросов конференции обязательно сопровождается демонстрационным экспериментом (в тех случаях, когда демонстрации проводятся при высоких напряжениях, их готовит и показывает только учитель).

Демонстрационный эксперимент может быть следующим.

Доклад 1.

1. Диафильм: «Плазма – четвертое состояние вещества».

Доклад 2.

1. Электрическая дуга (дуговой разряд) между угольными электродами.

2. Искровой разряд в высоковольтном генераторе «Разряд-1.».

3. Коронный разряд на диапозитиве из диафильма «Электрические разряды в газах».

Доклад 3.

1. Устройство диода (демонстрационного и технического).

2. Односторонняя проводимость диода.

3. Вольт-амперная характеристика диода.

4. Диод как выпрямитель переменного тока.

Доклад 4.

1. Устройство триода (демонстрационного и технического).

2. Управление током в анодной цепи.

3. Триод как усилитель электрических сигналов.

Доклад 5.

1. Принцип устройства и работы электронно-лучевой трубки (кинофрагмент).

2. Работа осциллографа.

Проведение конференции

Учащиеся-докладчики последовательно выступают с докладами. Доклады иллюстрируются демонстрациями опытов, схемами. Выясняются в беседах вопросы, которые являются принципиальными для понимания сущности обсуждаемых явлений и устройств. Для примера назовем часть из этих вопросов.

1. Какие виды разрядов существуют в газах?

2. Что является свободными носителями заряда в газах?

3. Какое явление способствует возникновению свободных носителей?

4. Каков механизм появления разрядов в газе при атмосферном давлении?

5. Что такое ударная ионизация?

6. Что такое термоэлектронная эмиссия?

7. Что такое вторичная электронная эмиссия?