НА ГЛАВНУЮ (кнопка меню sheba.spb.ru)ТЕКСТЫ КНИГ БК (кнопка меню sheba.spb.ru)АУДИОКНИГИ БК (кнопка меню sheba.spb.ru)ПОЛИТ-ИНФО (кнопка меню sheba.spb.ru)СОВЕТСКИЕ УЧЕБНИКИ (кнопка меню sheba.spb.ru)ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ В СССР (кнопка меню sheba.spb.ru)ФОТО-ПИТЕР (кнопка меню sheba.spb.ru)НАСТРОИ СЫТИНА (кнопка меню sheba.spb.ru)РАДИОСПЕКТАКЛИ СССР (кнопка меню sheba.spb.ru)ВЫСЛАТЬ ПОЧТОЙ (кнопка меню sheba.spb.ru)

Том 1: Общие вопросы методики физики

Том 2: Методика и техника физического эксперимента

Евгений Николаевич Горячкин

Методика преподавания физики
в семилетней школе

Тома 1 и 2

*** 1948 ***

Том 1: Общие вопросы методики физики
Том 2: Методика и техника физического эксперимента


DjVu

Том 1



DjVu

Том 2



<< ВЕРНУТЬСЯ К СПИСКУ

 

      Том 1: Общие вопросы методики физики.
     
      ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
      ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТОДИКИ ФИЗИКИ
     
      Глава первая ЗАДАЧИ МЕТОДИКИ ФИЗИКИ
     
      § 1. Физика как наука
      «Движение материи, — говорит Энгельс, — не сводится к одному только грубому механическому движению, к простому перемещению; движение материи — это также теплота и свет, электрическое и магнитное напряжения, химическое соединение и разложение, жизнь и, наконец, сознание».
      Исходя из этого изложения Ф. Энгельса, можно определить физику как науку о нескольких формах движения материи, объединённых под общим названием физических. Физическими формами движения в порядке усложнения их являются: механическая, тепловая, электромагнитная, лучистая. Новейшая физика раскрыла особую форму движения — внутриатомную.
      Для разрешения задач преподавания весьма важно отметить характерную особенность физики, заключающуюся в её методе.
      Физика — наука экспериментальная. Однако, эксперимент не есть ‘только собирание и классификация фактов или наблюдений. Эксперимент, как это уже хорошо сознавал основатель современной физики — Галилей, всегда основывается на некотором предварительном теоретическом предположении. Эксперимент задумывается физиком для проверки этого предположения и ведёт в случае его успеха к новому предположению и от Него опять к новому эксперименту.
      Логические рассуждения на основе экспериментальных фактов не менее важны для построения науки физики, и только они сообщают физическим законам присущую им всеобщность.
      Источниками марксистско-ленинской философии естествознания являются:
      1. Ф. Энгельс, Диалектика природы; Антидюринг.
      2. В. И. Ленин, Материализм и эмпириокритицизм; Философские тетради.
      3. И. В. Сталин, О диалектическом и историческом материализме; Анархизм или социализм?
     
      § 2. Физика как учебный предмет
      Физика — как наука — является системой знаний в непрерывно растущем объёме.
      Содержание науки, так же как и её объём, подвергается непрерывным изменениям, разрастается как вширь, так и вглубь, и поэтому в частности поддаётся определению только в некотором приближении.
      Для учебного предмета характерно большее или меньшее ограничение по объёму и содержанию, определяемое задачами, поставленными перед школой.
      Задачи образования, стоящие перед нашей советской школой, чрезвычайно велики. Они все время усложняются, ибо наука идет вперед и беспрерывно обогащается новыми данными.
      Для нашей, советской, школы весьма характерно, что между содержанием науки и учебного предмета нет и не может быть противоречия, Содержание предмета, конечно, не может полностью совпадать с наукой, но должно соответствовать ей. Поэтому в советской школе надлежит, как это указывает В. И. Ленин, изучать именно «основы наук». Таким образом, физика как учебный предмет должна представлять собой не что иное, как основы науки физики. Отсюда следует необходимость построения в школе такого курса физики, который создавал бы определённую систему физических знаний и приводил бы к выработке основ научного мировоззрения.
      Содержание и объём этой системы определяются в соответствии с задачами данного вида школы (семилетняя, ремесленная, средняя), а также в зависимости от знаний, уровня развития и возрастных особенностей учащихся.
      Согласно принятому положению об изучении в школе основ науки физики, весьма важно, чтобы содержание предмета являлось научно правильным, несмотря на ту или иную степень своей элементарности.
      «Преподавание в средней школе, как, впрочем, и всякое иное преподавание, не может быть, конечно, исчерпывающим. Однако, его необходимо строить таким образом, чтобы в дальнейшем учащийся мог и должен был бы доучиваться, но никогда не был вынужден переучиваться».
      Таким образом, учебный предмет ни к коем случае не должен сообщать искажённых знаний, хотя и вынужден давать неполные знания.
      Научность изложения отнюдь не достигается приведением различных уточнений и оговорок или обращением внимания на все самые мелкие детали. Изложение будет научным, если оно
      1 «Курс физики» под ред. Г. С. Л а н д с б е р г а, т. I, Предисловие, 1944, стр. 6.
      построено в соответствии с глубокими и руководящими научными воззрениями. Так, основой дри изложении химии должен быть периодический закон Д. И. Менделеева; при изложении ботаники или зоологии — идея эволюции, развитие и борьба за существование; при изложении физики — закон сохранения энергии и молекулярно-кинетические представления.
      Однако, из сказанного никак не следует, что с этих отвлечённых идей надо начинать изложение; речь идёт о том, что эти идеи необходимо всё время иметь в виду при изложении. Педагогическое изложение не может быть только «компиляцией» и только «упрощением»; оно должно быть проникнуто единством проводимых точек зрений и отличаться своеобразием, близким к научному творчеству.
     
      § 3. Методика физики и её задачи
      Методика физики, опираясь, с одной стороны, на методологию науки физики, а с другой — на педагогику и психологию, ставит своими основными задачами определение содержания учебного предмета физики и выяснение наиболее эффективных способов сообщение знания учащимся.
      Поскольку физика изучается в разных ступенях нашей, советской школы, постольку построение соответствующих курсов физики должно быть таково, чтобы помимо достижения целей, стоящих перед данным видом школы, обеспечивалась преемственность этих курсов физики по восходящей линии. Таким образом, обеспечение этой преемственности является также одной из задач методики (§§ 52 — 54).
      В настоящем руководстве излагается методика физики, соответствующая первой ступени знаний (§ 54), являющихся предметом изучения в семилетней общеобразовательной школе.
      Рассмотрим те конкретные задачи, которые стоят перед методикой физики школы-семилетки:
      1) Первой задачей является определение, содержания курса физики или, иными словами, того учебного материала, который должен составлять первый круг сведений по физике. Эта задача определяется теми общими целями преподавания, которые стоят перед школой-семилеткой (§ 4), и разрешается в соответствии с требованиями, выдвигаемыми общеобразоведалььным значением физических знаний, научностью изложения и доступностью для учащихся (§§ 5 и 6).
      Первая ступень образует тот минимум физических сведений, который оказывается нужным и достаточным для создания определённой системы физических знаний, выработки у учащихся злементов научного миропонимания и мышления, а также для приобретения ими ряда некоторых навыков практического характера.
      2) Второй задачей методики физики служит установление последовательности в изучении учебного материала. Эта последовательность, с одной стороны, может определяться методологическими соображениями (например, изучение форм движения в последовательности их усложнения, § 1) и, с другой, навыками, знаниями и развитием учащихся, а также их возрастными особенностями Материал должен быть расположен в такой последовательности, чтобы степень трудности нарастала постепенно и чтобы сложность того или иного вопроса в должной мере облегчалась предыдущим изучением. Одни и те же вопросы могут оказаться различными по трудности для учащихся в зависимости от последовательности их изучения, а тем более от подготовки к этому изучению.
      3) Третья задача методики — это определение методов или приёмов наиболее эффективного изучения и усвоения учащимися учебного материала. Эта эффективность обусловливается, с одной стороны, глубиной и полнотой изучения и, с другой, сокращением до возможного минимума затрат труда и времени на изучение и усвоение.
      Методы преподавания физики многочисленны ич разнообразны; рассмотрение их тем более важно, что правильное применение их в весьма значительной степени способствует эффективности изучения. При этом оказывается, что нельзя пользоваться каким-либо одним методом, но различные вопросы по физике требуют для лучшего уяснения и усвоения их учащимися то одних, то других методов преподавания (§ 12, 4).
      4) Четвёртую задачу методики составляет определение тех воспитательных мероприятий, проведение которых возможно и нужно в процессе изучения физики.
      5) Пятой задачей методики является определение той материальной технической базы, которая нужна для преподавания физики. Уменье оборудовать школьный физический кабинет и лабораторию и вести их хозяйство служит необходимым условием для успешной работы преподавателя.
      6) Шестой задачей методики физики служит обучение преподавателя в специальном практикуме методике и технике физического эксперимента, т. е. создание у него знаний и навыков, необходимых для проведения демонстрационных опытов и постановки лабораторных работ.
      Эго один из важнейших разделов методики физики, так как эксперимент является основой, на которой строится всё преподавание физики в семилетней школе.
      7) Седьмой задачей методики физики служит рассмотрение вопросов о графическом материале, т. е. рисунках и чертежах как демонстрируемых, так и воспроизводимых преподавателехМ на классной доске и учащимися в тетрадях.
      8) Наконец последней, весьма важной задачей является разработка вопросов методики внеклассных занятий, предпринимаемых в углубление и усовершенствование преподавания физики в классе, а также в воспитательных целях.
     
      Глава вторая
      ЗАДАЧИ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСА ФИЗИКИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ
     
      § 4. Общие задачи школы-семилетки
      Основной задачей школы-семилетки, как и всякой другой советской школы, является подготовка будущих активных строителей коммунистического общества, способных укреплять силу и могущество Советского государства. Эта задача разрешается разными способами и приёмами, образующими единое органическое целое.
      Конкретные задачи обучения в школе-семилетке могут быть сведены к следующим:
      1) Усвоение учениками точно очерченного круга систематических знаний.
      2) Создание у учащихся правильного мировоззрения и элементов диалектико-материалистического мышления.
      3) Подготовка к дальнейшему продолжению образования в средней школе, техникуме, различных профессиональных курсах и т. п.
      4) Сообщение некоторых знаний и навыков, определяехмых Программами и необходимых для практической работы в сельском хозяйстве, промышленности, транспорте и т. п.
      Эти задачи соединяют в себе как обучение, так и воспитание. Однако, само обучение в советской школе должно иметь воспитывающий характер (§§ 10 и 11).
      Особенности физики как науки, её определяющая роль как основы для естественных и других наук и техники придают ей огромное значение в общем и политехническом образовании.
     
      § 5. Задачи начального курса физики
      Из общей задачи, стоящей перед школой, вытекают и те задачи, которые поставлены перед преподаванием физики.
      Преподавание начальной физики в соответствующей мере должно:
      1) Сообщить знания о самых распространённых, самых важных для общего образования физических явлениях. Эти знания должны быть элементарны, просты и понятны для учащихся. Они должны заключать в себе: опытные факты, слова и термины, необходимые для их описания; величины и единицы, нужные для измерения и для установления связей между фактами в виде простейших количественных физических законов.
      2) Научить: а) пониманию и знанию связи между изучаемыми физическими явлениями и б) уменью приложить знание этих законов для объяснения простых явлений, встречающихся в быту, в природе, в промышленности.
      3) Ознакомить учащихся с применениями физики в технике, в частности военной, сообщив им в ограниченном размере знание наиболее важных чисто технических подробностей.
      4) Развить не только ум ученика, но и до известной степени его руки, научив его обращаться с физическими приборами и измерительными инструментами для воспроизведения физических опытов и основных измерений, а также сообщить ему некоторые навыки политехнического характера (§ 10, 4).
      5) Показать учащимся возможность, на основе имеющихся знаний и навыков, производить самостоятельное экспериментальное исследование и научить пользоваться таким экспериментом в посильных для них случаях.
      6) Привить учащимся навыки мышления, которые, развивая способности к анализу, искореняли бы предрассудки и традиционные нелепости при объяснении явлений природы и подготовили бы к усвоению диалектико-материалистического мировоззрения.
      7) Разрешение этих задач в процессе обучения должно воспитывать учащихся (§ 11) в соответствии с общей задачей школы (коммунистическое воспитание).
      Решение всех этих задач, стоящих перед преподаванием начальной физики, проводится совместно, на всём протяжении курса, так как, решая одну из перечисленных задач, неизбежно приходится в той или иной мере разрешать и некоторые другие.
      Рассмотрение вышеприведённых проблем позволяет определить как содержание курса начальной физики и последовательность изложения, так и методы преподавания, т. е. решить основные задачи методики физики.
     
      § 6. Содержание знаний учащихся по физике
      Рассмотрим, каково должно быть содержание знаний учащихся, успешно прошедших курс начальной физики.
      Знания и уменья учащихся по физике складываются из следующих отдельных элементов:
      1) Знание физических фактов (явлений), т. е.
      а) знакомство сфактами и уменье описать их и
      б) знание устройства аппаратуры, нужной для воспроизведения явлений, и уменье привести её в действие.
      2) Знание эмпирически устанавливаемых (обнаруживаемых опытами) отдельных фактов и уменье сделать элементарное сопоставление причин и следствий, т. е. совершать индуктивное умозаключение.
      3) Знание основных физических понятий и соответствующей терминологии.
      4) Знание формулировок качественны правил и закономерностей, обобщающих найденные связи. Понимание необходимости некоторого упрощения и схематизации свойств наблюдаемых явлений.
      5) Уменье выделить в изучаемых явлениях физические величины и знание приёмов определения их и сравнения.
      6) Знание единиц, принятых для измерения величин и приёмов их измерения.
      7) Понятие о функциональной связи величин, знание количественных физических законов и выражение их графиком или формулой.
      8) Уменье произвести посильные исследования графика или формулы, т. е. сделать простейшие дедуктивные умозаключения или вывести следствия из изученного закона.
      9) Уменье самостоятельно рассмотреть явления, аналогичные изученным, и решать экспериментальные, качественные и количественные физические задачи.
      10) Знание технических и научных применений изученных материалов.
      11) Понятие о создании, на основе изученных эмпирических материалов и умозрительных заключений, «учений о тех или иных явлениях».
      12) Понятие об образовании из нескольких «учений» одного общего принципа или представления, т. е. физической теории.
      13) Подготовка к возникновению у учащихся связной физической картины мира.
      Все эти отдельные элементы знаний физики создаются постепенно по каждому разделу физики, исходя сначала из совершенно конкретных тем, содержание которых указывается программой. В этих элементах знаний приходится соединять «материальную» и «формальную» стороны обучения. Далеко недостаточно, чтобы учащиеся только «запомнили», необходимо, чтобы всё изученное было ими «понято» и «усвоено», в результате чего знания оказались бы «действенными», т. е. учащиеся умели использовать их в различных случаях и для разнообразных целей. Элементы знаний по физике, как это показано в вышеприведённом перечне, должны постепенно всё более и более расширяться; первоначально изученные факты одной области объединяются с фактами других областей, создавая шаг за шагом в сознании учащихся знание науки физики доступного для их возраста размера и глубины. При этом нельзя забывать основного положения, что все обобщения возможны только при хорошем усвоении первоначальных определяющих фактов и что весь процесс прохождения всего курса должен строиться именно на этом принципе.
      Место и взаимоотношение опыта и теории разъяснено в § 7.
      В результате изучения курса начальной физики у учащихся должна складываться, если не сама единая связная физическая картина мира, то во всяком случае они должны получить представление о такой картине.
      Конкретное содержание курса начальной физики определяется программой школы. Это содержание достаточно полно раскрыто в методических указаниях, изложенных в §§ 52 — 111 и кратком обзоре программы (§ 54).
     
      § 7. Опыт и теория в курсе физики
      1. Опыт в курсе физики. В преподавании физики физический эксперимент играет определяющую роль, являясь основой изложения физики. Особо важное значение имеет эксперимент в курсе начальной физики при формировании первых и основных понятий. Теория же, вследствие возраста учащихся и малого запаса их знаний, не может получить такого широкого развития, m к это оказывается возможным во втором концентре физики средней школы, т. е. в 8 — 10 классах. Однако, было бы совершенно неправильно считать, что в 6 и 7 классах учащиеся знакомятся с физикой только как с экспериментом. Опыты превратились бы тогда в занимательные фокусы и пустые манипуляции с приборами, если их содержание не раскрывалось бы разъяснением связи явлений между собой, т. е. не сопровождалось бы известными теоретическими предположениями. На основе же эксперимента производится обобщение и установление физических положений и законов.
      Для всякого обобщения, в первую очередь, необходимо знание соответствующих фактов, и чем шире,и глубже выводимые на их основе теоретические сведения, тем большим количеством фактов должны располагать учащиеся.
      1) В начале курса физики учащиеся, ранее не изучавшие её, всё же обладают знанием некоторого количества физических фактов, почерпнутых ими из их обыденной жизни и при начальном обучении в школе. С некоторыми физическими явлениями учащиеся оказываются знакомыми настолько, что они становятся для них привычными, а их объяснения, иногда неправильные, само собой разумеющимися. Однако, этот жизненный опыт очень неполон и несистематичен] а объяснения его часто могут быть совсем неверны. Объём и глубина этого жизненного опыта зависят от окружения учащихся и от постановки преподавания в начальных классах. С наличием этих сведений нельзя не считаться, но на них нельзя всецело опираться при
      изучении физики. Кроме того, одних жизненных наблюдений далеко недостаточно для построения курса физики; по некоторым же разделам наблюдения могут совершенно отсутствовать. Поэтому на жизненный опыт учащихся надо смотреть как на вспомогательный материал; его надо обязательно привлекать на уроках физики и уточнять, прибегая к повторным наблюдениям в классе при посредстве эксперимента. Основным же источником фактов служат опыты, непосредственно воспроизводимые учителем или самими учащимися. При этом, как бы ни были просты физические явления, всё же их надо обязательно воспроизвести и на основе наблюдения их учащимися построить соответствующие объяснения или обобщения.
      2) При всяком опыте, будет ли он поставлен как демонстрационный (показываемый преподавателем) или лабораторный (выполняемый самими учениками), можно различить три стадии:
      а) Ознакомление с аппаратурой, рассмотрение её, название и описание частей аппаратуры и разъяснение назначения.
      б) Осуществление явления или показ самого опыта.
      в) Выводы из опыта, установление связей явлений, участвующих в опыте.
      Первая стадия является подготовительной; в ней производится объяснение устройства применяемой аппаратуры для того, чтобы учащийся узнал, при помощи каких средств может быть воспроизведено данное физическое явление. Назначение и устройство всех частей применяемой аппаратуры должно быть объяснено; их следует назвать соответствующими терминами. В результате преподаватель должен получить полную уверенность, что с каждым названием у учащихся соединяются совершенно определённые и правильные представления. Проделывая такую работу систематически с самого начала обучения, преподаватель получит полную гарантию, что ученики станут всегда понимать его при описании опыта и сами будут сознательно его описывать.
      Вторая и третья стадии естественно переходят друг в друга и иногда меняются местами, т. е. преподаватель может предупредить о результате опыта до того, как он его воспроизведёт. Объяснения опыта имеют целью переход от конкретных «единичных» восприятий тех явлений, которые в данное время показываются, к абстрактному пониманию. Ученик должен рассматривать опыт, который он наблюдает, только как пример большого количества аналогичных опытов, производимых при подобных же условиях. Объяснения преподавателя должны те восприятия, которые получаются у учащихся, перевести в понятия, имеющие «всеобщий» характер. В частности, в значительном количестве физических опытов нужно бывает выделить в явлениях особые понятия — величины и найти их соотношения. Это и будет значить, что ученик не только будет «смотреть» на опыт, но и «поймёт» его назначение. Таким образом, при физическом эксперименте элементы абстрактного мышления неотделимы от непосредственных впечатлений.
      В процессе прохождения курса физики всё чаще и чаще в первую стадию опыта или даже до неё будет входить элемент «предвидения» результатов опыта. Опыт не должен ставиться как бы случайно, наоборот, он должен иметь определённую цель. Упражнения учащихся в проектировании опыта или в отыскании вариантов показанного опыта крайне важны, так как в значительной мере способствуют не только лучшему усвоению, но и развитию мышления. В самом начале курса или в начале каждого нового отдела в течение некоторого периода опыты служат, главным образом, для накопления фактического материала, но по мере развития темы сейчас же следует переходить от обдумывания уже проделанных опытов к задумыванию новых, побуждая к этому самих учащихся.
      По мере прохождения курса и ознакомления учеников с большим количеством экспериментов у них должна вырабатываться способность «вообразить» себе тот или иной эксперимент по рисунку или по описанию. Эта способность, имеющая очень важное значение для облегчения усвоения физики, не создаётся у учеников сразу. Нельзя все существующие на свете эксперименты показать и тем более самому проделать; о многих придётся только прочесть или услышать. Если у учащихся имеется уже в прошлом знакомство с экспериментом, то они могут «вообразить» новый, невиданный эксперимент, пользуясь аналогиями.
      Это обстоятельство повышает значение первой стадии ознакомления с экспериментом и делает особо важным показ большого количества опытов в начале курса физики.
      2. Назначение и способы постановки опытов. Из изложенного в предыдущем параграфе вытекает возможность различной постановки опыта как со стороны техники его осуществления, так и его использования в процессе обучения физике. При этом надо иметь в виду, что целевое назначение опыта, сопровождающие его объяснения и внешнее оформление опыта в значительной мере связаны между собой. Прежде чем определить целевое назначение и способ постановки опыта, следует подчеркнуть неразрывную связь опыта и теорйи. Эта связь будет выяснена при рассмотрении значения теоретического элемента в процессе обучения физике (§ 8).
      Опыты в процессе преподавания можно разделить на три группы:
      а) Опыты для ознакомления с явлениями, например: плавание, кипение, теплопроводность, конвекция и т. п., или с аппаратурой, создающей те или иные физические условия (например,
      рассмотрение действия воздушного насоса, устройства гальванического элемента и т. д.).
      б) Основные опыты, устанавливающие новые связи между явлениями у или закономерности, ещё не знакомые учащимся (например, прогибание упругой плёнки; магдебургские полушария при изучении атмосферного давления; действие электрического тока и т. д.).
      в) Опыты, служащие для вывода следствий из изученной закономерности или показывающие применение закономерности (например, горение электрической лампочки как следствие теплового действия тока; водяные насосы; электрический звонок и т. д.).
      В связи с приведённой классификацией находятся способы постановки опытов в процессе обучения, а именно:
      а) Опыт ставится для обнаружения того или иного физического явления как известного, так и незнакомого учащимся, или для установления закономерностей; при этом опыт сопровождается такими манипуляциями с аппаратурой и объяснениями преподавателя, в результате которых учащиеся получают исчерпывающее представление о явлении или связи явлений. Преподаватель сам показывает опыт, объясняет его, делает выводы, всецело руководя мыслью учащихся, — таков распространённый способ обучения физике, который можно условно назвать «догматическим».
      б) Поставив опыт, можно подготовить почву для вывода, но всё же не делать этого вывода; такая постановка называется эвристической. Она позволит учащимся самим найти вывод в посильных для них условиях.
      в) Опыт ставится с целью показать те или иные явления без предупреждения учащихся о том, как будет протекать явление или идти его объяснение. Наблюдение, объяснение и некоторые последующие выводы должны по замыслу преподавателя сделать сами учащиеся, которые таким образом ставятся в положение исследователей. Такая постановка называется условно исследовательской.
      Вопрос о назначении эксперимента и его видах рассмотрен более подробно в т. II, §§ 1 — 3. Здесь же следует отметить, что каждый из пунктов первой и второй классификации самих опытов и способов их постановки вносит совершенно особые черты в те объяснения, которые сопровождают опыт, благодаря чему одна и та же аппаратура, почти одинаково используемая, может быть применена с различными целями.
     
      § 8. Элементы физических теорий в курсе начальной физики
      1. Физические понятия как элементы научного мышления.
      При рассмотрении вопроса об эксперименте в курсе физики (§ 7) было указано, что смысл показа физических опытов заключается 2
      не столько в применении той или иной физической аппаратуры для воспроизведения явлений, сколько в содержании тех объяснений, какие даёт преподаватель ученикам, показывая опыт.
      Несмотря на свой элементарный характер, курс начальной физики не может не содержать некоторых элементов физических теорий.
      1) Первым элементом теории при изучении физики является введение научных терминов и определений при объяснениях эксперимента. Обращая внимание на те или иные наблюдаемые явления, обозначая их всегда одними и теми же словами, мы уже имеем дело с элементами научного мышления, с самыми первоначальными элементами физической теории.
      2) Обычный язык, особенно разговорный, редко-бывает точным; очень часто слова в их смысловом значении употребляются одно взамен другого и не имеют точно определённого содержания. Научный язык, в отличие от разговорного, не допускает такой неясности смысла любого применяемого слова. Так, например, в обыденном языке мы очень часто употребляем слово «вес» с двумя совершенно различными значениями. Иногда под этим словом мы понимаем ту силу, с которой тело притягивается к Земле, а иногда — то свойство самого тела, которое является причиной притяжения. Это свойство в физике определяется термином «масса» тела, которая проявляется не только как тяготеющая, но и как инертная. В обыденном языке понятию о теплоте противопоставляется субъективное понятие о холоде; последнее в науке отсутствует. В физике для степени нагретости тел применяется термин «температура».
      Однако, и в науке, по причинам исторического характера, иногда встречается некоторая «спутанность» терминологии. Примером того, как иногда термин изменяет своё значение при развитии науки, может служить значение слова «сила» в таких терминах, как «сила тока», «силы природы». В первом случае слово «сила» соответствует понятию «количество», во втором — имеет энергетический смысл.
      О возможном расхождении смысла слова в обыденном и научном языке никогда нельзя забывать при изложении физики. Преподавателю всегда следует проверять, как учащиеся понимают научные термины и, даже более того, — общеупотребительные слова.
      3) Определениями научных понятий, с которыми связано твёрдо установленное содержание, могут быть не только отдельные слова, но и целые фразы или предложения. В этом случае очень важно не только понимание учащимися существа дела, но и уменье выразить понятие в грамматически построенном предложении, передающем наблюдаемую на опыте связь между явлениями.
      Так, например, когда говорят: «по проводнику проходит электрический ток», то в этой фразе учащиеся должны ясно сознавать, что такое «проводник», что означает Глагол «проходить» в отношении электрического тока, что надо подразумевать под словами «электрический ток». Эта краткая фраза заключает в себе очень обширное содержание и является также определённым сочетанием научных терминов для выражения связи между фактами, изученными на опыте.
      2. О процессе формирования понятий. Процесс формирования понятий у учащихся длителен и сложен. Понятие создаётся отнюдь не сразу, а развивается лишь постепенно. Понятие, возникающее у учащегося в своём первоначальном виде, обычно является лишь некоторым приближением к действительному его содержанию и в известной мере суженным или односторонним. Затем по мере увеличения наблюдений над физическими явлениями понятие уточняется, расширяется, и, наконед, только после определённого числа этих наблюдений и некоторого периода мышления в сознании учащихся вскрывается основная сущность понятия.
      1) В начальном курсе физики введение понятий и окончательное формирование их производится на основе наблюдений над физическими явлениями, т. е. на основе опытов. Для построения научных понятий по физике характерно допущение некоторого упрощения наблюдаемых явлений, иными словами, известная «идеализация». Из многочисленных чувственных впечатлений, возникающих при наблюдении физических явлений и приборов, применяемых для воспроизведения последних, для образования понятия нужны далеко не все, а только некоторые строго определённые черты. Отбор этих основных характерных черт для выявления сущности понятий и представляет из себя упрощение или идеализацию.
      Чтобы показать, насколько сложным для учащихся является возникновение у них понятий, приведём такие примеры:
      Ученик наблюдает явления, происходящие около проводника, который присоединён к гальванической батарее; из этих наблюдений у него должно образоваться понятие об электрическом токе.
      Ясно, что представления, возникшие в сознании ученика в результате этих наблюдений, немногочисленны и недостаточны, чтобы на основании их могло возникнуть сразу понятие об электрическом токе. Это понятие станет формироваться постепенно и сформируется (и, кстати сказать, не в полной, а лишь в известной мере) только после изучения всего курса электричества.
      Учащийся наблюдает нагревание различных тел в различных условиях. Он видит, что одни тела при равенстве других условий нагреваются быстрее других. Опыт работы в школе показывает, что необходимо значительное число этих наблюдений, отличающихся разнообразием, чтобы у учащегося могли создаться правильные понятия о количестве теплоты, теплоёмкости и удельной
      теплоёмкости и установиться ясные представления об отличии этих понятий от температуры. Добиться же правильности этих понятий совершенно необходимо, так как они в связи с понятием температуры должны составить одну систему понятий, позволяющую создать некоторое общее учение о тепловых явлениях, некоторую «теорию» тепловых явлений, объединяющую наблюдаемые факты нагревания различных тел.
      2) Рассмотрим опять некоторые примеры с целью раскрыть дальнейшие стадии образования элементов физических теорий. На основании ряда наблюдений, получаемых при опытах, можно определить, что называется электрическим током. Можно сказать: «По проводу течёт электрический ток, если провод нагревается», или «по проводу течёт электрический ток, если магнитная стрелка, помещённая вблизи провода с током, отклоняется от своего первоначального положения». Следовательно, в физике понятия получаются в результате определённых наблюдений над происходящими явлениями. Но это только самая первая стадия физической теории, за которой следуют дальнейшие. Так, понятие о количестве теплоты приобретает в дальнейшем смысл некоторого особого вида энергии; электрический ток рассматривается как движение «электричества». Наконец, может быть ещё более широкое обобщение, которое в теплоте выразится в представлениях о движениях молекул в нагретом теле, а в электрическом токе — в виде представления о движении в проводнике элементарных электрических частиц — электронов.
      Так теоретическое представление о явлениях, наблюдаемых при опытах, всё более и более расширяется; однако оно всё же остаётся некоторым «упрощением» действительности, имеющейся в реальном физическом явлении.
      Преподавателю следует обратить самое серьёзное внимание прежде всего на твёрдое обоснование основных понятий при помощи непосредственных опытов и восприятий их учащимися и не упускать из вида постепенность образования связей между наблюдаемыми явлениями. Кроме того, необходимо производить проверку, насколько понятия правильно усвоены учащимися.
      Нельзя допускать, чтобы ученик при рассуждениях пользовался понятиями, корни или происхождение которых ему н е вполне ясны. В случае, если бы преподаватель заметил этот отрыв теории от практики, необходимо повторное обращение к опыту, с новым, в случае надобности, его толкованием.
      С другой стороны, нельзя думать, что теоретические представления могут быть «открыты» преподавателем и его учениками самостоятельно на уроках физики только с помощью тех экспериментов, которые показаны в классе или произведены учениками на лабораторных работах. О физических теориях ученик узнаёт из рассказа преподавателя, причём изложение часто может иметь почти догматический характер.
      Однако, у ученика должна быть полная уверенность, что если ему и не сообщается всей цепи фактов и умозаключений, которые необходимы для установления определённых теоретических положений, то это только оттого, что такой путь чересчур долог и сложен и что такая цепь положений, исчерпывающе доказанных экспериментом, установлена наукой.
      В этом случае догматическое изложение не является вредным и не будет приучать ученика к догматическим приёмам мышления.
      Конкретные вопросы методики введения понятий рассмотрены в методических указаниях к программе (§§ 52 — 111).
      3. Физические теории в курсе начальной физики. Мы рассмотрели те элементы физической теории, которые связаны с объяснением эксперимента и введением основных понятий, так как именно эти элементы находят себе значительное применение в начальном курсе физики. Однако, собственно под физической теорией обычно подразумеваются гораздо более отвлечённые и широкие обобщения экспериментальных фактов.
      В начальном курсе физики сравнительно глубокое изучение физических теорий находит себе место только по отношению к понятию энергии. Именно это всеобъемлющее учение современной физики должно быть основой той физической картины мира, к образованию которой учащиеся должны быть подведены в результате прохождения всего курса начальной физики. О том, как это может, быть достигнуто, сказано в методических указаниях по отдельным темам программы (§§ 52 — 111).
      Вопрос о введении в, курс начальной физики молекулярнокинетической и электронной теорий, вернее их элементов, нельзя считать окончательно разрешённым. В последние годы программа различно решала этот вопрос для курса семилетней школы. Нам представляется ясным, что включение элементов этих теорий является совершенно необходимым по следующим причинам:
      1) Мощное развитие современной науки и техники и их бурный рост в нашей стране социализма требуют от общеобразовательной школы, чтобы учащиеся, оканчивающие её, имели хотя бы некоторые представления о строении вещества, т. е. располагали понятиями о молекуле, атоме и его главных слагающих частях — ядре и электронах. Разрешение этой задачи возможно совместными усилиями преподавателей физцки и химии. Особенно это становится важным «на сегодняшний день», в связи с открытием использования внутриатомной энергии.
      2) Введение элементов молекулярно-кинетической и электронной теорий будет способствовать в некотбрых случаях облегчению установления связей между явлениями. Основное же значение элементов этих теорий заключается в том, что учащиеся в целом ряде случаев получают объяснение физической сущности изучаемых явлений. В качестве примеров достаточно
      указать явления: сцепления, давления газа, плавления, испарения, кипения и т. п. Кроме того, некоторые понятия, как, например, температура, количество теплоты и пр., получают определения по существу, а не только формальные. Элементы электронной теории значительно упростят введение понятий о заряде, силе тока, сопротивлении и т. п. и свяжут эмпирически установленные факты в определённую систему.
      Вопрос о методике введения и использования молекулярнокинетической и электронной теорий изложен ниже в методических: указаниях по темам программы (§§ 69, 76 и 88).
     
      § 9. Элементы истории физики и техники в преподавании физики
      1. Значение истории физики при её преподавании. Английский философ Бэкон говорит: «Знание должно быть внедрено тем путём, которым оно было открыто».
      На первый взгляд может показаться весьма заманчивым в процессе преподавания начальной физики вступить именно на этот путь, подводя учащихся в каждом отдельном случае к знанию через изучение сначала первоначального открытия и затем дальнейшей эволюции экспериментальных исследований и взглядов на данное явление. Для этого пришлось бы прежде всего знакомить не только с первоначальным экспериментальным фактом, но и рассуждениями учёного, впервые открывшего явления, в той форме, как он их высказывал.
      Однако, значение того или иного открытия оказывалось не всегда ясным как для современников, так и для самого учёного. Так, например, открытие Гальвани не было правильно понято и оценено не только современниками, но и самим учёным. Гальвани обнаружил возникновение электризации при соприкосновении разных металлов, но не сумел надлежащим образом развить своё открытие. Движение мельчайших частиц, открытое в 1827 г. Б р о у н о м, получило объяснение через 50 лет и приобрело значение одного из основных физических явлений только в 1907 — 1910 гг., после работ Эйнштейна, Перрена и Смолуховского. Галилей на опыте убедился в тяжести воздуха, накачивая воздух в сосуд и взвешивая его; однако, он не мог полностью понять значение давления воздуха для действия водяных насосов.
      Таких примеров можно привести много. Поэтому изложение самим учёным своего открытия и высказанные им объяснения не всегда оказывались правильными. Изучение же отвергнутых современной наукой положений не может иметь места в преподавании начальной физики.
      Кроме того, история показывает, что наука идёт к познанию истины далеко не всегда прямым путём. Для развития науки
      характерно «зигзагообразное» приближение к истине, иногда со значительными уклонениями с прямого пути. Судьба Многих физических гипотез была такова, что вновь открываемые факты заставляли в лучшем случае перестраивать их, а то и вовсе отбрасывать, заменяя новыми. К числу таких гипотез, например, относятся учения о невесомых жидкостях: «теплороде», электрических и магнитных жидкостях и др.
      Если в преподавании идти непосредственно теми сложными путями, которыми то или иное представление о явлениях внедрялось в систему науки, то учащиеся должны были бы без большого смысла тратить силы и время на изучение всего эого извилистого пути.
      Прошлое науки становится более ясным и простым, если на него смотреть с точки зрения её достижений. Таким образом, уже на основании приведённых соображений положение Бэкона оказывается далеко не всегда верным. Наконец, кроме указанных принципиальных соображений, изучение физики через её историю оказывается невозможным ввиду крайней ограниченности времени.
      Основным назначением включения в преподавание элементов истории физики являются открывающиеся при этом возможности показать учащимся, как эволюционировали современные научные взгляды с той целью, чтобы научные истины не казались установленными раз и навсегда в том виде4, как их изучают.
      Наука живёт, изменяется, растёт, и показать это развитие крайне важно для подготовки учащихся к пониманию диалектического материализма. Именно с этой целью элементы историзма вводятся в изучение основ не только физики, но и других наук.
      Правильную историческую перспективу учащиеся могут получить только в том случае, если известный этап в истории физики или техники будет изложен им достаточно подробно и конкретно.
      Отказываясь от полного и систематического исторического изложения физики, следует ограничиться рассмотрением исторических вопросов по отношению к некоторым темам, наиболее для этой цели подходящим (§ 9, 2).
      История физики и техники может с большой пользой служить предметом внеклассных занятий в физических кружках и темой внеклассного чтения учащихся (§ 9, 3).
      2. Историческая тематика в основном курсе. В курсе физики для 6 и 7 классов развитие науки рационально показать в следующих случаях:
      1) История установления метрической системы мер. Замена старых национальных мер со сложным отношением (сажень = 3 аршинам, аршин == 16 вершкам и т. д.) интернациональными с десятичным подразделением.
      2) История открытия атмосферного давления Галилеем, его учениками Торичелли и Вивиан и, Отто Герике и Паскалем.
      3) История техники передвижения тяжести, водяных двигателей и т. п. в древности и средние века в связи с распространением простых механизмов.
      4) История изобретения паровой машины от греческого инженера Г и е р о н а через работы Папена, Ньюкомена к Ползунову и Джемсу Уатту.
      Рис. 1. Вид одной из первых колхозных электростанций.
      5) История открытия атмосферного электричества (Франклин, РихманиЛомо носов).
      6) История открытия гальванического элемента и электрического тока (Гальван и, Вольта, Петров, Дев и).
      7) История открытия электромагнитной индукции М. Фар а-д е е м.
      8) Отдельные вопросы из истории электротехники, где особенно ярко можно показать огромное значение работ русских учёных для науки и техники:
      Электрическое освещение (Петров, Яблочков, Лодыгин) (§ 99, 2).
      Телеграф (Шиллинг, Якоби) (§ 100, 7).
      Электродвигатель (Якоби) (§ 101, 11).
      Электрогенератор (Ленц) (102, 7).
      Передача электрической энергии на расстояние (Яблочков, Усагин, Доливо-Добровольский) (§ 103, 7).
      История электрификации в Советском Союзе (рис. 1 и 2 (§ ЮЗ, 6).
      Кроме перечисленных исторических сведений, весьма важным является ознакомление учащихся с биографическими сведениями о наиболее замечательных учёных. Более подробному изучению подлежат биографии Архимеда, Галилея, Ломо-
      Рис. 2. Вид машинного зала одной из гигантских электростанций (Днепрогэс).
      носова и Фарадея, как наиболее ярких представителей различных и притом характерных эпох в истории науки.
      3. Историческая тематика на внеклассных занятиях. В дополнение к основному курсу физики для изучения при внеклассной работе (кружки по технике) может быть рекомендовано рассмотрение следующих вопросов:
      1) История жилища.
      2) История корабля и парохода.
      3) История воздухоплавания.
      4) История двигателя внутреннего сгорания и автомобиля.
      5) История железнодорожного транспорта (рис. 3).
      6) История источников света (лучина, масло, газ, керосин электричество).
      7) История трамвая и электрической железной дороги.
      Рис. 3. Монтаж рисунков из журналов по истории паровоза, выполненный в школе.
      8) История звуковоспроизведения и звукозаписи.
      9) История оптических инструментов и т. п.
      Из области военной техники важны следующие темы:
      10) История огнестрельного оружия.
      11) История подводной лодки.
      Изучение всех этих тем, помимо исторических сведений, приведёт к расширению и углублению знаний учащихся по физике.
      Особого внимания заслуживают рассказы о русских учёных и изобретателях и о судьбе как их самих, так и работ их в условиях дореволюционной России. К числу таких людей принадлежат: Ломоносов, Ползунов, Петров, Яблочков, Лодыгин, Кибальчич, Попов, Циолковский и др.
      Благодаря чрезвычайному обилию имён иностранных учёных, упоминаемых при изучении физики, у учащихся может возникнуть превратное представление о том, что наука физика создавалась трудами только одних западноевропейских учёных, без участия русских. С этим надо решительно бороться, показывая на конкретных примерах, сколько замечательных открытий было сделано именно русскими учёными. Одни из этих открытий оказали непосредственное влияние на развитие мировой науки вообще, другие были позднее вновь самостоятельно обнаружены иностранными учёными, так как в условиях царской России с её преклонением перед западноевропейской наукой труды русских учёных в подавляющем большинстве случаев не получали должной моральной и материальной поддержки и должного обнародования. Анекдотично, но факт, когда правящая клика с удивлением узнавала о крупной значимости некоторых работ русских учёных из иностранных источников. Наконец, крупнейшие русские изобретения становились известными заграничным учёным и бессовестно выдавались ими за свои собственные. Прямая обязанность преподавателя физики, воспитывающего советских патриотов, об изложенном ставить в известность учащихся и систематически при прохождении каждой из тем, поскольку это оказывается возможным, знакомить с работами русских учёных. Конкретные положения по этому поводу приведены в методических указаниях (§§ 52 — 111).
      Истории русской физики и техники рационально посвятить специальные внеклассные занятия. В связи с этим в т. III, §§ 2, 7, приведён план занятий кружка: «Русские электротехники XVIII и XIX веков».
      4. Методика введения’исторического материала. Классные занятия на указанные темы (раздел 2) по истории физики и техники могут служить не только введением к изучению соответствующих вопросов физики, но и образовать органическую связь с изложением последних. Задачу преподавания нельзя считать выполненной, если сообщение исторических сведений приобретёт характер
      изложения, обособленного от вопросов физики, подлежащих изучению. Необходимо, чтобы история прежде всего помогала учащимся уяснить, как возникновение и решение некоторых научных проблем определялось задачами практической жизни.
      К числу таких наиболее ярких примеров относятся: введение метрической системы (развитие торговых международных отношений); изобретение паровой машины («универсальный двигатель») и др.
      Кроме того, введение исторического материала должно быть сделано так, чтобы оно отнюдь не усложняло, а, наоборот, упрощало уяснение учащимися сущности изучаемого вопроса физики.
      В целях удовлетворения этих обоих требований и сделан приведённый выше (в разделе 2) подбор тем исторического характера. Конкретные указания по методике изложения исторического материала приведены в методических указаниях.
      При изложении исторических вопросов следует руководствоваться ещё следующими положениями:
      1) Открытия в физике и изобретения в технике нужно сопоставлять с другими событиями всемирной и русской истории. Надо пытаться дать представление о той общественной среде, в которой это открытие или изобретение произошло.
      2) Для этих сопоставлений можно использовать сведения учащихся по отечественной и всемирной историй. Хронологические даты следует давать не только от принятой эры, но и указывая период времени, прошедший с тех пор. Так, например, говоря об открытии закона Архимеда, нужно не только указать, что Архимед жил с 287 до 212 г. до н. э., но и сказать, что он жил примерно (250+1947), или более 2200, лет назад.
      3) Весьма важно обращать внимание учащихся на героический эпос научных открытий, на замечательные черты в биографии учёных (юность М. Фарадея, биография Ломоносова, «отречение» Галилея, опыты Г е р и к е на площади города, и т. д.). При рассказе надо стремиться, чтобы замечательные учёные вставали перед учащимися, как живые люди с их индивидуальными характерами, как бойцы за научное знание. Следует всячески способствовать, чтобы ученики стремились п о д р а ж а т ь настойчивости учёных, их энтузиазму, заражались пафосом научной работы.
      4) Не следует забывать о некоторой ценности исторического «анекдота», т. е. не совсем достоверного факта, в форме короткого, выразительного и занимательного рассказа. Эти рассказы иногда больше доходят до учеников и лучше запоминаются, чем более отвлечённые и сложные исторические сопоставления. Эти рассказы хорошо передают иногда конкретную историческую действительность, а иногда те впечатления, которые о давнопрошедших событиях сложились в памяти последующих поколений. К числу таких «анекдотов» относится, например, рассказ об Архимеде, якобы открывшем свой закон, купаясь в ванне, и затем побежавшем по улицам Сиракуз, крича: «Эврика» (Нашёл); рассказ о Галилее, топнувшем ногой после отречения и воскликнувшем: «А всё-таки вертится», и других.
      5) Повышению интереса учащихся и оживлению изложения способствует также приведение отрывков из подлинных сочинений клаосиков науки и некоторых других документов.
      Характерным примером таких отрывков могут служить выдержки из письма (26 июля 1753 г.) М. В. Ломоносова президенту Академии наук Шувалову:
      «Однако, пока кушанье на стол ставили, дождался я нарочитых Електрических из проволоки искор, и к тому пришла жена моя и другие; и как я, так и оне безпрестанно до проволоки и до привешенного прута доты-кались, за тем, что я хотел иметь свидетелей разных цветов огня, против которых покойный Профессор Рихман со мною споривал. Внезапно гром черезвычай-но грянул в то самое время, как я руку держал у железа и искры трещали. Все от меня прочь побежали. И жена просила, чтобы я прочь шол. Любопытство удержало меня ещё две или три минуты, пока мне сказали, что щти простынут, а при том и Електрическая сила почти перестала. Только я за столом просидел несколько минут, внезапно дверь отворил человек покойного Рихмана, весь в слезах и в страхе запыхавшись. Я думал, что его по дороге кто-нибудь бил, когда он ко мне был послан; он чуть выговорил: «Профессора громом зашибло»...
      6) Следует учитывать особую ценность демонстрации фотографий и рисунков сподлинных исторических памятников и документов. Эти демонстрации в значительной мере помогают учащимся получить представление об исторической эпохе и условиях жизни и работы учёных. К числу таких исторических документов относятся, например, рисунки и картины: водяного барометра Паскаля; маг-дебургских полушарий Отто Герике (рис. 4); шара Монгольфье;
      перевозки Гром-камня (рис. 5); паровых машин Ползунова и Уатта; паровозов (рис. 3); смерти Рихмана (рис. 6)1; Вольта, демонстрирующего свой столб Наполеону, и т. п. Поставленную задачу решают также беллетристические произведения на исторические темы. Кроме того, в тех же целях необходимо показывать хорошие портреты учёных2.
      7) Исторический элемент должен найти особенно большое место во внеклассной работе и в чтении учеников. Ученики могут на занятиях кружка подготовить рассказ о био-
      Рис. 5. Перевозка «Гром-камня» для постамента памятника императору Петру Великому.
      графии учёного, перерисовать его портрет в большом размере для украшения физического кабинета.
      В отдельных случаях можно научные события представить на сцене, драматизировать. Такое мероприятие применялось некоторыми преподавателями и давало благоприятные результаты.
      5. Литература по истории физики. Наиболее полезными для преподавателя являются следующие основные пособия по истории физики:
      I. Л а к у р и Аппель, Историческая физика, пер. с нем., 1-е изд., 1908, стр. 432+435.
      1 Картина «Смерть Рихмана» грешит в отношении исторической истины (Ломоносов при смерти Рихмана не присутствовал, производя подобные же опыты отдельно), но ценна тем, что даёт яркое представление о трагической гибели учёного.
      2 Портреты учёных, приводимые в учебниках, являются нередко значительно искажёнными.
      История физики изложена по отделам физики, что в значительной мере упрощает преподавателю пользование книгой. Особая часть посвящена истории астрономии. При пользовании дореволюционным изданием (1908 г.) книги следует иметь в виду, что её некоторые идеологические положения не соответствуют диалектико -материалистическому мировоззрению.
      II. Ф. Розенбергер,
      История физики, цер. с нем., под ред. И. Сеченова. Часть первая, История физики в древности и в средние века, 1934, стр.
      142. Часть вторая, История физики в новое время,
      1933, стр. 342. Часть третья, История физики за последнее XIX столетие, вып. I — до 1840 г.,
      1935, стр. 302; вып. II — до 1880 г., 1936, стр. 44.
      Книге немецкого автора предпослано весьма обстоятельное предисловие С. Ф. Васильева, где дана подробная оценка книги с точки зрения современной советской исторической науки и указано то критическое отношение, с каким читатель должен подойти к высказываниям автора. С. Ф. Васильев отмечает положительные качества книги, называя её одним из наиболее серьёзных и капитальных общих исследований истории эволюции физики. Автор довольно правильно указывает основные вехи в процессе эволюции физики и знакомит с ходом развития физического мышления. К достоинствам книги редактор относит решение автора провести через всю книгу одну общую принципиальную точку зрения, показывающую зависимость развития физики от эволюции общего научного философского мировоззрения. Редактор видит основное положение автора ясно и полно выраженным в следующих его словах: «Идеал физики заключается в сочетании опытного исследования, математики и философии. Там, где тот или другой метод преобладает над остальными, в развитии рано или поздно замечается застой. Но когда эти три фактора соединяются в должном соотношении в одном человеке, появляется гений, создающий новую эпоху в истории науки».
      Современный читатель должен всегда помнить о тех недостатках, очень существенных, какими обладает произведение Розенбергера. Автор далёк от марксистского подхода к историческому исследованию и, конечно, не создаёт материалистического понимания исторического развития физики. Все социальные условия, направляющие ход развития научных знаний, автором игнорируются. Часть материала, написанного более 60 лет назад, устарела. К этому следует добавить, что исследование доведено лишь до 80-х годов XIX в.
      III. К у д р я в ц е в, История физики (в двух томах), т. I — От античной физики до Менделеева, Учпедгиз, 1948.
      IV. С. Я. Лурье, Архимед, изд. Академии наук СССР, 1945, стр. 272.
      Автор даёт яркую характеристику Архимеда не только как учёного и мыслителя, но и как гражданина и патриота. Особая же ценность книги заключается в разборе научного наследия Архимеда.
      V. Ф. В е й т к о в, Летопись электричества, Госэнергоиздат, изд. 2-е, 1946, стр. 319.
      Книга излагает в самой популярной форме историю развития знаний об электричестве, начиная с Фалеса Милетского и кончая открытиями наших дней. По характеру изложения книга предназначена для учащихся. Автор в погоне за беллетристической формой изложения и занимательностью строит всё изложение на анекдотах и на диалогах, будто бы происходивших в действительности, но при таком способе передачи исторического материала автор допускает неточности, вольную трактовку исторической обстановки, неверную характеристику действующих лиц. Всё это сильно снижает достоинства книги, в общем задуманной хорошо. Все обмеченные многочисленные недостатки бросаются в глаза специалисту и останутся незамеченными рядовым читателем, который прочтёт книгу с большим интересом. Большое внимание автр уделяет характеристике работ русских электриков и учёных, а также излагает историю электрификации нашей страны. Книга содержит в себе значительное количество интересных иллюстраций и портретов.
      VI. И. И. Р у д о м е т о в, Русские электротехники, Гссэнер-гоиздат, 1947, стр. 128.
      Книга состоит из 18 кратких очерков жизни и деятельности русских электротехников, начиная с Ломоносова (1711 — 1765) и кончая Доливо-Добровольским (1862 — 1919).
      Заслуги некоторых из деятелей окажутся неизвестными широкому кругу читателей. Книга в популярном изложении отчётливо передаёт громадную, но мало ещё изученную роль русских электротехников в деле практического применения электрических явлений. Преподаватель найдёт в книге много материала для справедливой оценки заслуг русских учёных и для воспитания патриотизма среди учащихся.
      VII. Лев Гу м и л е в с к и й, Железные дороги, Трансжел-дориздат, 1946, стр. 459.
      В книге содержится история железнодорожного транспорта, но при этом главным образом русского. Изложение ведётся в беллетристической, занимательной форме в виде отдельных рассказов об открытиях и изобретениях в железнодорожном транспорте. Большое внимание уделяется биографиям, личности и деятельности исследователей и изобретателей в деле создания, развития и усовершенствования железных дорог, вплоть до их современного состояния. Книга обильно и достаточно хорошо иллюстрирована.
      VIII. К. Е. В е й г е л и н, Очерки по истории лётного дела. Книга первая. От ковра-самолёта к воздушному флоту, Оборон-гиз, 1940, стр. 458.
      В этой книге охвачен период с древнейших времён до войны 1914 — 1918 гг. и затронуты все стороны и средства, позволяющие человеку летать в воздухе: воздушные шары, управляемые аэростаты, дирижабли, парашюты, планёры, самолёты. Автор стремится показать, как человечество, используя все доступные ему технические возможности, всегда неуклонно старалось осуществить вековую мечту — летать в воздухе. Автор даёт яркую картину постепенного завоевания воздуха и особенно останавливается на деятельности лиц, которые проявили беззаветную преданность делу и готовность пойти на любую жертву в поисках новых достижений в способах летания. Книга написана понятным и ярким языком и не требует какой-либо особой подготовки, поэтому доступна для учащихся средней школы. Снабжена многочисленными иллюстрациями, прекрасно исполненными.
      IX. Лев Гумилевский, Русские инженеры, «Молодая гвардия», 1947, стр. 446.
      «Книга посвящена очень важной и актуальной теме о высоком достоинстве русской научно-технической мысли, о смелой творческой инициативе в инженерном деле, столь присущей деятелям русской техники в прошлом и настоящем. В форме живого и художественного повествования, на примерах жизни и деятельности выдающихся русских инженеров различных исторических эпох автор показывает широту и размах, глубину и тонкость русской инженерной мысли, шедшей во все времена в первых рядах мировой техники и во многих основных отраслях опередившей западноевропейскую инженерию. Читатель увидит в книге величину, значение, а часто и тяжесть инженерной работы, узнает горечь поражений и радость побед». (Из предисловия к книге, написанного академиком И. П. Бардиным.)
      X. В. В. Д а ни л е в с ки й, Русская техника, Ленинград, 1947. стр. 484.
      Материал по истории техники, изложенный в книге, обнимает длительный период — от древней Руси до конца XIX в. и разбит на следующие темы: 1) Русский металл. 2) Горнозаводская техника. 3) Русская механика. 4) Машины и машиноведение.
      5) Русская технология. 6) Гидросиловые установки. 7) Русский свет. 8) Промышленная электроэнергетика. 9) Русские крылья.
      10) Народ-техник. При создании своей книги автор пользовался «письменными и вещественными историческими источниками, изученными им в архивах, книгохранилищах, музеях, а также непосредственно на местах, где происходили те или иные знаменательные события в истории русской техники». Преподаватель физики найдёт в книге обильный и ценный материал.
      XI. Значительный интерес представляют книги из серии «Жизнь замечательных людей», содержащие биографии и популярные характеристики научной деятельности учёных и изобретателей. Книги могут быть использованы для чтения учащимися; особую же пользу они принесут преподавателю при подготовках его к урокам.
      В этой серии имеются биографии:
      1. Ф. А р а г о, Биографии знаменитых астрономов, физиков и геометров, 1859.
      2. А. Б а ч и н с к и й, Характеристика Н. А. Умова как учёного, как мыслителя и как человека, 1926.
      3. И. И. Б о р г м а н, П. Н. Лебедев, СПБ, 1912.
      4. В. Г о л у б е в, Н. Е. Жуковский (1847 — 1921), 1941.
      5. В. Л. Грановский и др., Герман Гельмгольц, 1930.
      6. Л. Г у м и. л е в с к и й, Н. Е. Жуковский, 1943.
      7. П. 3 а б а р и н с к и й, Ампер, 1938.
      8. В. Кокосов, Михаил Фарадей, 1935.
      9. П. П. Лазарев, П. Н. Лебедев, 1935.
      10. В. И. Лебедев, Великие физики, 1935.
      11. В. Лебединский, Вильям Томсон — Лорд Кельвин (1824 — 1887), 1934.
      12. Н. Н. М а р а к у е в, Ньютон, его жизнь и труды.
      13. Я. В. А б р а м о в, М. Фарадей, 1832.
      14. М. И. Радовский, Вениамин Франклин, 1941.
      XII. Статьи .в журнале «Физика в средней школе»:
      Кацнельсон, Роберт Майер, 1938, № 2.
      Кацнельсон, К трёхсотлетию классической работы
      Галилея, 1938, № 4.
      Ф а й н б о й м, Петр Николаевич Лебедев, 1939, № 1.
      Ф а й н б о й м, Николай Егорович Жуковский, 1939, № 3.
      Шишаков, К истории барометра, 1939, № 3. § 10, 1 — 2
      Магнитов, К истории полёта, 1939, № 5.
      Радовский, Томас Альва Эдисон, 1939, № 6.
      Радовский, Открытие электромагнитной индукции, 1940, № 5. -
      Радовский, Изобретение электромагнитного генератора, 1941, № 3.
      Литературу о русских электриках (Ломоносов, Рихман, Пет-, ров, Шиллинг, Якоби, Ленц, Яблочков, Лачинов, Лодыгин, Доливо-Добровольский, Усагин, Попов и др.) см. в т. III, J 8, 7.
     
      § 10. Политехническое образование и задачи преподавания физики
      1. О задаче политехнического образования. Ознакомление «с основными принципами всех процессов производства» невозможно без изучения основ различных наук. «Всякая попытка оторвать политехнизацию школы от систематического и прочного усвоения наук, особенно физики, химии и математики... представляет собою грубейшее извращение идеи политехнической школы». (Постановление ЦК ВКП(б) от 25/VIII 1932 г.) Таким образом, путь к действительному ознакомлению с основными принципами производства, т. е. к действительному политехническому образованию, лежит через систематическое изучение ряда основ наук, в том числе и физики. Следовательно, изучение основ науки физики само по себе уже является частью политехнического образования.
      Важно отметить также, что политехническое образование далеко не ограничивается пределами школы-семилетки, но продолжается в 8 — 10 классах и далее в вузе. Поэтому по отношению к школе-семилетке правильнее говорить не о политехническом образовании, а о некоторой части этого образования, т. е. об элементах политехнического образования.
      2. Иллюстративная роль техники. Развитие техники и её значение в современной жизни оказывают своё влияние на построение системы курса физики в школе. Действительно, ряд вопросов физики приобретает актуальное значение благодаря важности применения их в технике, и поэтому их приходится вводить в курс физики. Некоторые вопросы техники, или, вернее, технической физики, прочно вошли в систематический курс, отчасти оказывая влияние на самую систему изложения физики., К числу таких вопросов- относятся, например, насосы, воздухоплавание, машины-двигатели, электрификация и др.
      Таким образом, современная программа курса физики в школе-семилетке, являясь строго систематической, включает ряд разделов, посвящённых вопросам техники.
      В основном вопросы техники вводятся в следующих целях:
      1) Иллюстрирование физических законов и положений примерами из различных областей техники, чтобы показать использование физики для целей практики и тем самым способствовать лучшему изучению физики.
      2) Разбор некоторых технических примеров, облегчающих установление физических закономерностей.
      Подбор вопросов техники определяется принятой целевой установкой: на конкретных примерах установить связь
      между физикой — наукой и техникой и показать применение физики и её значение для техники. Рассмотрение технических примеров приводит к тому, что физические законы и положения постепенно теряют для учащиеся свою «отвлечённость» и приобретают смысл действенного средства для подчинения человеку окружающей природы.
      Можно сказать, что изучение почти каждого из вопросов физики сопровождается или же заканчивается рассмотрением вопросов техники.
      Приведём еще несколько примеров из различных отделов физики:
      Давление твёрдого тела — лыжи, танк, трактор.
      Жидкости — гидравлический пресс, водопровод, канализация, артезианский колодец, шлюзы, водолазное дело, плавание судов и подводная лодка, подъём затонувших судов, применение поплавков и т. п.
      Газы — насосы, пневматический тормоз, альтиметр, аэростат, дирижабль и т. п.
      Не меньшее, если не большее количество технических материалов содержат в себе и все другие отделы курса физики. Подробные указания по данному вопросу приведены в методических указаниях (§§ 52 — 111).
      3. Способы ознакомления с техникой. Сообщение политехнических знаний на уроках физики осуществляется различными способами.
      1) Наиболее часто применяемым способом является соответствующий рассказ самого преподавателя, сопровождаемый демонстрацией дополнительных физических опытов и различных учебных пособий. Физические опыты ставятся в том случае, когда они способствуют объяснению того или иного технического вопроса. Применяемые учебные пособия состоят из диаграмм (рис. 42 — 47), настенных картин (рис., 35 — 39), диапозитивов (рис. 48 — 51) и кинофильмов (рис. 53 — 56) на технические темы.
      Кроме того, широкое использование находят себе модели различных машин (рис. 24 — 29) и механизмов (рис. 30 — 31), служащие для объяснения устройства и действия их.
      В §§ 16 — 23 дана подробная характеристика различных учебных пособий. Методические указания об их применении в отдельных темах программы приведены в §§ 52 — 111.
      2) Решение специально подобранных задач является одним из средств для ознакомления с элементами технических расчётов. Кроме того, часто применяются задачи, в условиях которых учащиеся знакомятся с вопросами техники. Характеристика таких задач и методика их применения дана в § 34 и в методических указаниях.
      3) Методы физических измерений, применяемых в некоторых лабораторных работах, являются одновременно и методами, используемыми в технике. К числу таких работ относятся, например, измерения длин, удельных весов, напряжения, силы и мощности электрического тока, сопротивления и т. п. Поэтому такие лабораторные работы, при соответствующих пояснениях учителя, способствуют разрешению задачи политехнического образования.
      4) Ни один из рассмотренных выше приёмов, применяемых непосредственно на уроках, не может дать учащимся таких наглядных и полных представлений, какие они получат, осматривая производство и знакомясь с различными техническими объектами в натуре. Поэтому в целях политехнизации знаний посещение учащимися фабрик, заводов, мастерских, технических сооружений и т. п. должно быть признано необходимым. Такие посещения организуются в форме экскурсий.
      Вопросы тематики экскурсий, методики их, подготовки и проведения подробно освещены в §§ 29 — 31.
      5) Так как вопросы техники возбуждают значительный интерес к ним у значительной части учащихся, то для расширения и углубления этих сведений следует периодически проводить внеклассные занятия (§§ 48 — 50). Наибольшая польза и наибольший интерес достигаются, когда занятия сопровождаются проведением соответствующей экскурсии.
      4. Навыки политехнического характера. Некоторые навыки политехнического характера учащиеся получают на уроках физики при проведении лабораторных работ. Действительно, обучение применению различных инструментов для измерений длины, объёма, веса, температуры, силы, напряжения тока, силы TOfta, мощности и энергии тока и т. п. вооружает учащихся навыками, которые с полным правом могут быть названы политехническими. Ряд навыков по обращению с электрическими проводами, с некоторой монтажной аппаратурой, с источниками тока и т. п. дают лабораторные работы по электричеству.
      Наибольшие же возможности для обучения навыкам открываются при проведении внеклассных занятий (см. т. Ш, §§ 1-6).
      В кружковой работе при подготовке и проведении опытов, при поотройке всякого рода моделей и т. п. совершенно неизбежным является применение учащимися различного рода и н-
      струментов для обработки картона, дерева, металла, стекла и т. п. Руководителю такого кружка необходимо показать правильные приёмы обработки и пользования для этого инструментами, давая при этом посильные для учащихся сведения технологического порядка. Уменье забить гвоздь, завернуть шуруп, отвернуть гайку ключом, отпилить и обстругать дерево, опилить и просверлить металл, согнуть и растянуть стеклянную трубку — всё это важнейшие навыки для целей практики.
      К числу важных навыков, для сообщения которых совершенно необходима организация соответствующего кружка, относятся также электромонтажные. Уменье устранить последствия короткого замыкания электрической сети, сделать электропроводку для электрического звонка, срастить и изолировать провода, зарядить электромонтажную аппаратуру (вилку, патрон, штепсельную розетку, выключатели), отремонтировать электроплитку и т. п. безусловно обязательно для участников электротехнического кружка:
      О методике обучения техническим навыкам — см. т. III, §§ 10-21.
      5. Литература по технике. Количество популярных книг и брошюр по технике, выпущенных в свет, столь велико, что привести перечень хотя бы важнейших из них не представляется возможным (§ 46).
      Из книг по военному делу, кроме указанных в § 47, 4, для преподавателя весьма полезными будут:
      I. Ред. Внуков, Артиллерия, изд. 2-е, Воениздат, 1938.
      Богато иллюстрированная книга, написанная хорошим общедоступным языком, знакомит с историей и современным состоянием артиллерийского дела. Заслуживает самой горячей рекомендации. В значительной части своего изложения вполне доступная для учащихся 7 класса.
      И. д. д. Г аланин, Физика и военная техника, Учпедгиз, 1945. Брошюра полезна для преподавателя, желающего ознакомиться с физическими основами некоторых вопросов военной техники.
      Как более подробно указано в § 47, 4, нужно считать журнал «Техника — молодёжи» совершенно необходимым для преподавателя.
      По вопросам методики обращаем внимание на статьи в журналах:
      Галанин, Общеобразовательное значение физики и программы по физике для средней школы, «Советская педагогика», 1944, № 10.
      Скатки н, О политехническом обучении в общеобразовательной школе, «Советская педагогика», 1946, № 6.
      Полиновский, Физика в школе и техника, «Физика в средней школе», 1940, № 4.
      Значительное количество книг по изготовлению технических моделей указано в т. III.
      § 11. Воспитательные задачи преподавания физики в школе
      Идейно-политическое воспитание является одной из главнейших задач школы. В процессе преподавания каждого предмета и в частности физики должна непрерывно проводиться воспитательная работа.
      «Молодому советскому поколению, — говорил тов. Жданов1, — предстоит укрепить силу и могущество социалистического советского строя, полностью использовать движущие силы советского общества для нового невиданного расцвета нашего благосостояния и культуры. Для этих великих задач молодое поколение должно быть воспитано стойким, бодрым, не боящимся препятствий, идущим навстречу этим препятствиям и умеющим их преодолевать. Наши люди должны быть образованными, высокоидейными людьми, с высокими культурными, моральными требованиями и вкусами».
      В решении этой важнейшей и огромной задачи должны принимать участие преподаватели всех дисциплин, в том числе и физики. Задачи воспитания, стоящие перед преподаванием физики, можно разделить на две основные группы:
      а) задачи, разрешение которых по существу связано с изучен и е м самого предмета, и
      б) задачи, решение которых достигается путём воспитательных мероприятий, легко связываемых с организацией преподавания.
      Эти две группы воспитательных задач нельзя понимать изолированно, так как они в конце концов относятся к единой личности обучаемого и воспитываемого ученика.
      По отношению к преподаванию физики и других естественных наук воспитывающее значение их изучения заключается прежде всего в изменении восприятия окружающих явлений. На уроках физики учащийся научается в раньше для него раздробленных «единичных» явлениях природы наблюдать общие черты — связи явлений. Явления перестают быть для него «таинственными» и «непонятными»; он улавливает их закономерности, научившись их измерять. Учащийся постигает возможность ‘управлять явлениями природы в желательном отношении или овладевать, как прежде говорили, «силами природы».
      Совершенно понятно, что это должно дисциплинировать со-
      1 Доклад тов. Жданова о журналах «Звезда» и «Ленинград», Огиз, 1946, стр. 37 — 38.
      знание учащегося, подготовлять его к выработке таких приёмов мышления, которые в конце концов приводят его к усвоению основ диалектико-материалистического мировоззрения.
      Этой задаче, конечно, способствует изучение не только физики, но и других естественных наук. Но физика, как наука, имеет в этом отношении исключительное значение:
      1) Изучение физики позволяет распознать в явлениях природы диалектику, развитие, переход количественных изменений в качественные скачки, открывать связи и сходства между крайне непохожими с первого взгляда явлениями и этим убеждает во взаимосвязи их. Физика помогает найти пути не только к объяснению явлений, происходящих й природе, но и к приложению их в промышленности (в машинах-двигателях и машинах-орудиях).
      Правильно поставленное изучение физики должно возбуждать активное отношение к природе, стремление изменить окружающие нас природные условия, а не только их созерцать. Это одна из главных воспитательных задач коммунистического воспитания.
      «Философы, — говорит К. Маркс, — до сих пор только изучали мир, задача заключается в том, чтобы его изменить».
      2) Знания, полученные по физике, облегчают понимание книг и статей по физике и технике, а это развивает стремление к продолжению своего образования, уверенность в своих силах, помогает разобраться в различных профессиях и выбрать из них ту, которая наиболее соответствует способностям.
      3) Изучение физики связано с применением разного рода приборов, аппаратов. Обращение с ними развивает уменье и навыки, имеющие большое воспитательное значение. Изучение физики, особенно при наличии лабораторных работ, приучает к аккуратности, к обращению с точными инструментами, к находчивости и уверенности в своих действиях.
      В нашем общественном строе техника всё более и более целиком основывается на точнейшем знании законов природы, и поэтому воспитательное влияние точности эксперимента, которую даёт изучение физики, имеет значение, на которое не раз указывали многие педагоги и учёные.
      Сведения из истории физики и техники, биографии знаменитых учёных, с одной стороны, способствуют пониманию развития науки, с другой — вызывают стремление к подражанию этим героям науки. Значение научных исследований, в частности исследований по физике, в социалистическом обществе чрезвычайно велико, почему будущие строители коммунистического общества должны не только понимать значение науки, но и сами стремиться к научной работе.
      Особенно важное воспитательное значение имеет знакомство
      учеников с историей русской науки, с советской наукой и достижениями советской техники (§ 9, 3).
      Надо пользоваться каждым случаем, чтобы дать учащимся представление об успехах физики и техники в Советском Союзе, с целью воспитания в них советского патриотизма. Различие в отношениях к науке в царской России и в СССР, столь разительно, что ,его нетрудно ярко выявить даже при прохождении начального курса физики. Даже при беглом ознакомлении с биографиями русских дореволюционных учёных обнаруживается пропасть между условиями работы в царское время и в нашем социалистическом обществе.
      4) Поскольку в процессе преподавания физики производится рассмотрение её приложений в технике, постольку учащихся, будущих строителей коммунистического общества, совершенно необходимо ознакомить с ролью и значением науки и техники в деле социалистического строительства в нашей стране. Преподавание физики в несравненно большей степени, чем какой-либо другой науки, даёт возможность показать учащимся значение великих сталинских пятилеток, превративших нашу страну из отсталой аграрной в могучую индустриальную.
      «Центральный Комитет партии, — говорил т. Жданов, — хочет, чтобы у нас было изобилие духовной культуры, ибо в этом богатстве культуры он видит одну из главных задач социализма».
      Знание физики даже в начальной её ступени при огромном проникновении самой совершенной техники во все стороны жизни является неотъемлемой частью расцвета культуры.
      KOHEЦ ФPAГMEHTA УЧЕБНИКА
     
     
     
      Том 2: Методика и техника физического эксперимента
     
     
      ЧАСТЬ ПЕРВАЯ.
      ФИЗИЧЕСКИЙ КАБИНЕТ СЕМИЛЕТНЕЙ ШКОЛЫ.
     
      Глава первая.
      ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МЕТОДИКИ И ТЕХНИКИ ФИЗИЧЕСКОГО ДЕМОНСТРАЦИОННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА В СЕМИЛЕТНЕЙ ШКОЛЕ.
     
      § 1. Классификация школьного физического эксперимента.
      Условимся понимать под термином «школьный физический эксперимент» всю ту сумму работ экспериментального характера по физике, которые приходится проделывать преподавателю и учащимся как при прохождении обязательного курса, так и при занятиях внеклассного типа. Школьный физический эксперимент может быть разделён на три основных и различных между собой вида:
      1. Демонстрационные эксперименты, или демонстрационные опыты.
      2. Лабораторные опыты, или занятия.
      3. Внеклассные занятия по подготовке учащимися демонстрационного эксперимента для проведения его учителем в классе, по подготовке и проведению опытов в кружках, по изготовлению приборов и техническому моделированию.
      Все эти виды занятий служат единой цели изучения законов физики и их приложений в быту и втехнике, а также проявлений этих законов в природе. В результате такого изучения, помимо общеобразовательного значения, в известной мере достигается развитие мышления учащихся, и, кроме того, они получают ряд важнейших навыков политехнического характера (т. I, § 5 и § 10, 4).
      Указанные виды школьного эксперимента весьма резко различаются между собой по своему характеру и преследуют помимо общей ещё свои специальные цели.
      Демонстрационный эксперимент имеет своей непосредственной целью воспроизведение того или иного физического явления, а также ознакомление учащихся со спосо-
      бама его получения. Роль и значение демонстрационного эксперимента были выяснены в т. 1 (§ 7, 1 — 2; § 12, 4 — 8 и § 15) и показаны для конкретных случаев в методических указаниях к программе. Характерно, что при демонстрациях, проводимых на уроках преподавателем, учащиеся являются только наблюдателями, и, следовательно, они остаются пассивными, в том смысле, что они не принимают участия ни в подготовке опыта, ни тем более в его проведении. Восприятие учащимися явления при демонстрациях происходит главным образом при посредстве только одного из чувств, именно — зрения и много реже слуха (акустика); все же остальные чувства (мышечное ощущение, осязание, ощущение теплоты) не участвуют в этом восприятии, хотя в некоторых случаях именно эти-то ощущения и имеют решающее значение при формировании понятий. Естественно, что учащиеся при наблюдении демонстраций никаких навыков не получают. Таким образом, демонстрационный эксперимент, являясь одним из действенных средств обучения физике, не может один решить всех задач, стоящих перед её преподаванием.
      При лабораторных занятиях учащиеся являются непосредственными, или активными, участниками во всём процессе эксперимента от начала до конца, т. е. своими собственными руками в известной мере подготавливают опыт или измерение и самостоятельно воспроизводят их. Восприятия при лабораторных работах являются основанными на большем и более разностороннем числе «чувственных» впечатлений и оказываются более глубокими и полными по сравнению с восприятиями при наблюдении демонстрационного эксперимента. Поэтому, как это безусловно доказано школьной практикой, при формировании некоторых, в особенности сложных, понятий лабораторные работы играют решающую роль (т. 1, § 8, 2 и § 26, 1 и 2). Кроме того, в результате лабораторных работ учащиеся получают развитие не только своего «ума», но и своих «рук», приобретая навыки по применению приборов для воспроизведения физических явлений и для измерения физических величин. Однако по ряду причин, в том числе в целях экономии времени, при лабораторных занятиях учащиеся используют заранее подготовленную преподавателем аппаратуру и проводят работы по определённому заданному плану. Таким образом, при лабораторных занятиях обычного типа возможности для проявления, а тем более развития инициативы и конструктивных способностей учащихся крайне о г-раничены. В отличие от лабораторных занятий классного типа работы по эксперименту в кружках, будь то конструирование и изготовление приборов, подготовка опытов для демонстраций в классе или техническое моделирование, не только вооружают учащихся соответствующими знаниями и техническими навыками, но, главное, удовлетворяют особой цели, именно — широкому выявлению и развитию инициативы и конструктивных способностей. Все эти три вида занятий требуют различной методики и техники для своего проведения.
      В настоящем томе рассматриваются вопросы, главным образом относящиеся к демонстрационным экспериментам и лабораторным занятиям. Вспросы о методике и тематике кружковой работы в основном изложены в т. 1 (§ 48 — 50), а также рассмотрены в т. 3, §§ 2 — 3.
     
      § 2. Взаимоотношения методики и техники физического эксперимента.
      Для проведения опыта преподаватель подбирает необходимые приборы, иногда составляя из них более или менее сложные установки, и затем проделывает с ними ряд определённых манипуляций для воспроизведения тех или иных физических явлений. В некоторых случаях преподавателю приходится изготовить своими силами нужный прибор по какому-либо образцу или по описанию, а то и придумывать самостоятельно конструкцию прибора. Всё это требует от преподавателя некоторой суммы знаний: устройства приборов, правил обращения с ними и т. п., а также определённых навыков, и составляет техническую сторону эксперимента.
      Таким образом, к технике физического эксперимента должны быть отнесены вопросы о соответствующем подборе или изготовлении аппаратуры и о применении таких способов и приёмов использования её, чтобы: 1) оказался исключённым какой-либо риск нанесения вреда приборам и 2) физическое явление было воспроизведено наилучшим образом как с качественной, так и количественной стороны.
      Однако при постановке и проведении экспериментов в школе нельзя ограничиваться только одной задачей о воспроизведении явления как такового. Надо уяснить себе раз и навсегда, что несмотря на исключительно важное значение эксперимента в курсе физики семилетней школы, он никогда не может явиться самоцелью, а должен служить лишь средством для обеспечения педагогического процесса, т. е. для решения задач, стоящих перед преподаванием физики. Поэтому во время предварительной подготовки к уроку преподаватель определяет, что именно должно быть показано и для какой цели предназначена данная демонстрация или лабораторная работа. Такая целевая установка позволит выяснить, каким образом, а следовательно, и с какими средствами явление необходимо продемонстрировать; иными словами, позволит уточнить не только содержание, но определить форму эксперимента, а также технику проведения его.
      Воспроизведение того или иного физического явления может отличаться значительной степенью глубины и полноты, а также
      выделением всех сторон действительного физического процесса, или же явление показывается в схематизированном и упрощенном виде. Так, например, демонстрация на закон Ома может быть сведена к рассмотрению явления для участка, а не для всей цепи; демонстрация принципа действия аккумулятора — к образованию перекиси свинца на анодной пластинке без рассмотрения изменений в свинце на катоде; демонстрация отражения и преломления параллельных лучей — к пересечению их в главном фокусе; демонстрация весового давления на дно — для сосуда с вертикальными стенками и т. п.
      Степень схематизации и упрощения физического явления при его воспроизведении всецело определяется требованиями педагогического процесса, для которого этот эксперимент является базой для построения известных заключений. Эти же требования формулируются исключительно методикой преподавания физики — отсюда полное подчинение картины воспроизводимого явления методическим целям.
      Наконец, в процессе обучения физике ни в коем случае нельзя ограничиваться одним воспроизведением явления без изучения тех средств и способов, какими оно получено. Это второе требование методики имеет определяющее значение для техники постановки и проведения опытов.
      Эти два основных требования методики иногда позволяют легко подобрать необходимый комплект аппаратуры и определить технику воспроизведения явления; в отдельных же случаях они, вступая между собой в некоторое противоречие, приводят к необходимости разрешить далеко не простые задачи технического и методического характера. Действительно, в ряде случаев упрощение аппаратуры, предпринимаемое в целях достижения доступности для понимания принципа её действия и устройства, неблагоприятно отражается на качестве воспроизводимого явления. Поэтому задачей методики и техники школьного физического эксперимента является создание или подбор такой аппаратуры и применения таких технических приёмов, чтобы с возможно более простыми средствами достигнуть такого воспроизведения явления, на основе наблюдения которого могли быть построены соответствующие выводы. Таким образом, методикой определяется техническая сторона эксперимента, понимая под этим и устройство применяемых приборов.
      Будущему преподавателю далеко недостаточно овладеть только одной техникой школьных опытов (что сделать сравнительно просто), т. е. приобрести уменье в обращении с физическими приборами с целью демонстрации опытов, но необходимо научиться точно формулировать методические цели, которые преследуются при данном эксперименте с тем, чтобы всецело подчинить им техническую сторону, иногда вплоть до устройства приборов.
      Нужно также иметь в виду, что только при критическом отношении ко всей, даже общепринятой, аппаратуре и к приёмам использования её молодой преподаватель сможет стать не только образцовым педагогом, но и подняться выше того уровня, до которого достигла методика сегодняшнего дня. Преподаватель же рутинёр при проведении курса физики слепо идёт проторённой другими дорогой, предрешённой официальным учебником, и не рискует производить «переоценку ценностей», несмотря на своё безусловное право на сколь заодно оригинальное решение методических задач для достижения максимальной эффективности преподавания. Следует обратить внимание, что в учебниках и методических пособиях иногда используются некоторые эксперименты, являющиеся общепринятыми, которые, однако, в методическом отношении не выдерживают критики. Особенно ярким примером из числа таких экспериментов является обычная демонстрация электромагнитной индукции с индукционной катушкой (рис. 392). Вопрос о проведении демонстрационного эксперимента для указанного явления подробно рассмотрен в § 50, 5, где показано, какое определяющее значение имеет методика для техники экспериментам поэтому этот конкретный пример следует подвергнуть тщательному изучению. В рассматриваемом случае методические требования приводят не только к изменению общепринятой техники воспроизведения опыта, но заставляют сделать переключения проводов внутри демонстрационного гальванометра (рис. 323), а главное изготовить своими силами индукционную катушку совершенно иного типа (рис. 40).
      Молодой советский педагог должен, тщательно изучив опыт других учителей и методистов и всемерно использовав его, искать наилучших методических путей в решении задач преподавания физики, проверяя эти пути при своей работе в классе и внося в них соответств}ющие коррективы. Таким образом он сможет постепенно создать своё собственное методическое «кредо» и во многом способствовать дальнейшему развитию методики физики как науки.
     
      § 3. Демонстрационный эксперимент.
      В томе I (§ 7, 2; § 12, 6; § 15 и в методических указаниях к программе) были подробно выяснены роль и значение демонстрационного эксперимента при преподавании. Поэтому здесь мы рассмотрим только важнейшие требования, которые предъявляются к школьным демонстрационным опытаАм и оказывают влияние на технику их проведения.
      1) Обеспечение видимости. Очевидно, что физическое явление, показываемое преподавателем, должно быть совершенно ясно видимым для всех без исключения учащихся, в том числе и для сидящих в наиболее отдалённых местах класса.
      Таким образом, первым основным требованием к физическому демонстрационному эксперименту служит обеспечение видимости явления и притом со всеми подлежащими изучению деталями процесса. Демонстрационный эксперимент, как бы он ни был совершенен в других отношениях, не выдерживает никакой критики, если учащиеся не столько видят демонстрируемое явление, сколько догадываются о нём, на основании объяснений преподавателя. Молодой начинающий педагог вряд ли недооценивает значение видимости; однако ему свойственно заблуждение, благодаря которому ему кажется, что это явление хорошо видят все учащиеся, если он сам его отчётливо видит. Недаром опытный педагог, заранее обеспечив должную видимость, всё же проверяет её, обращаясь к отдельным учащимся с предложением описать увиденное ими явление; это делается не только с тем, чтобы узнать, как оно воспринято, но для выяснения видимости явления. В некоторых случаях недостаточно ограничиваться обеспечением видимости демонстрируемого явления; надо того же достигнуть в отношении всей установки опыта в целом, когда рассматривается вопрос о средствах получения данного явления и изучается применяемая аппаратура. Иногда обеспечение видимости достигается сравнительно простыми средствами и способами; в других же случаях представляет собой трудно разрешимую, а то и вовсе ещё не решённую задачу. Вопрос об обеспечении видимости демонстраций ставится во главу угла настоящего руководства и подробно рассматривается в дальнейшем (§ П).
      2) Упрощенные приборы. Второе основное методическое требование, предъявляемое к демонстрационному эксперименту, заключается в достижении нужного результата возможно более простыми способами и средствами; важно, чтобы преподавателю приходилось затрачивать наименьшее количество времени на выяснение учащимся устройства аппаратуры и процесса получения данного физического явления. При этом надо руководствоваться тем обязательным условием, чтобы качество демонстрируемого явления отнюдь не оказалось сниженным за счёт допущенных упрощений в аппаратуре. В тех случаях, когда имеется возможность вовсе обойтись без специальных приборов, следует прибегать именно к такому способу. Правильный подбор аппаратуры может быть достигнут преподавателем после изучения ряда вариантов демонстрации по данному вопросу, на которые указывает методика эксперимента. Действительно, каждое физическое явление может быть продемонстрировано несколькими способами с самой разнообразной аппаратурой. Поэтому перед постановкой опыта необходимо изучить эти способы с тем, чтобы выбрать из них такой вариант, который прежде всего соответствует методической установке и в то же время осуществляется с помощью наиболее упрощенных приборов. Так, например, демонстрацию на закон Архимеда можно произвести многими способами, в том числе так, как это описано в § 29. В одном из вариантов применяются технические весы и прибор, называемый ведёрком Архимеда (рис. 181); в другом — весы Беранже и отливной стакан (рис. 182) и в третьем — динамометр и ведёрко (рис. 183). Наилучшим в методическом отношении из этих вариантов является третий; при этом не столько потому, что он обеспечивает хорошую видимость, сколько по той причине, что объяснение устройства и действия прибора требует минимального времени и без труда воспринимается учащимися.
      Идеальным прибором должен явиться такой, устройство и действие которого становились бы при соответствуюгцих объяснениях понятными для учащихся чуть ли не с одного взгляда. Это методическое требование недостаточно выполняется промышленностью, выпускающей учебные пособия; только в последние годы наблюдается благоприятный для школы сдвиг производства в этом отношении. К числу приборов, приближающихся в какой-то мере к совершенному типу, должны быть отнесены, например: демонстрационный гальванометр (рис. 113); модель водяной турбины Пельтона (рис. 87); прибор для демонстрации на закон Архимеда (рис. 183); модель механизма двигателя внутреннего сгорания (рис. 85); модель нагнетательного насоса (рис. 90); электрометр Брауна (рис. 293); демонстрационный динамометр (риб. 105) и др. У этих приборов сравнительно ясно видны их отдельные части, и нетрудно установить взаимоотношения частей при действии прибора. Однако, таких приборов сравнительно немного; во всяком случае их недостаточно чтобы обеспечить весь необходимый эксперимент при прохождении курса физики.
      Поэтому квалифицированный преподаватель, как правило, широко применяет при своей работе уп рощенные приборы, отказываясь в некоторых случаях от имеющихся у него покупных. Естественно, что эти упрощенные приборы преподавателю приходится изготавливать своими силами и средствами, почему их называют также «самодельными». Однако надо иметь в виду, что не всякий самодельный прибор является в то же время упрощенным; в основу его конструкции не положена идея, заключающаяся в выявлении устройства и действия прибора. Методика физики, выдвигая требование о применении приборов упрощенного типа, вовсе не настаивает на том, чтобы они обязательно являлись самодельными. Следует даже как раз предостеречь от наблюдавшейся иногда тенденции проводить курс физики чуть ли не исключительно на самодельных приборах, отказываясь от покупных. Существовали попытки в отдельных статьях и даже в методических руководствах рекомендовать создание целых кабинетов из бросового материала, но такая точка зрения не выдерживает критики и представляет собой один из видов методических извращений. Кстати заметим, что такие руководства в целом заслуживают внимания, так как могут и должны быть использованы в тех случаях, когда преподавателю необходимо показать явление, а нужных приборов в кабинете нет. Чтобы выяснить преимущества упрощенного прибора, сравним демонстрацию «расширения твёрдых тел от нагревания» при помощи пирометра (рис. 256) и путём простейших приёмов, показанных на рисунке 251 (§ 36, 2).
      Несмотря на то, что стрелка пирометра даёт отклонение на больший угол, всё же следует предпочесть упрощенный прибор. Действительно, для обнаружения удлинения в пирометре применена система двойного рычага, требующая длительных объяснений, совсем не простых для ученика 6 класса, в то время в упрощенном приборе действие рычага почти не нуждается в пояснении.
      В качестве примеров упрошенных приборов, заслуживающих особого внимания, можно провести следующие опыты: подъём человека «дуновением» (рис. 190); кипение воды под уменьшенным давлением (рис. 285); зависимость выталкивающей силы от объёма тела и вещества жидкости (рис. 180); капиллярное поднятие воды между стёклами (рис. 227) и многие другие. На рисунках 1 — 2 показаны применения некоторых особенно упрощенных приборов, не требующих никаких ремесленных навыков для сво-
      Рис. 1. Использование предметов обихода (стул, щётка, бутылка) для демонстрации действия электрической силы.
      Рис. 2. Использование табуретки и полотенца для демонстрации инерции покоя.
      его изготовления: обнаружение электрической силы с помощью половой щётки (рис. 1); инерция покоя, демонстрируемая посредством полотенца и стула (рис. 2). Упрощенные приборы, нуждающиеся в предварительном изготовлении, изображены на рисунках 3 — 6: прибор для сравнения теплопроводности железа и меди по отпаданию восковых шариков (рис. 3); жестяная полоска для изучения отражения от плоских и цилиндрических зеркал (рис. 4); применение картофеля для опытов и в приборах (рис. 5); прибор для наблюдения движения проводника в магнитном поле (рис. 376); модель паровой турбины (рис. 6).
      Рис. 4. Опыты с полоской из жести для наблюдения отражения лучей от зеркал.
      На полоску нанесены черным лаком полосы.
      Полоску освещают параллельными лучами.
      1 — Отражение от плоского зеркала. II — Отражение от цилиндрического выпуклого зеркала. III — Отражение от вогнутого зеркала.
      В описанных далее работах приведено достаточное количество примеров рационального применения упрощенных приборов.
      3) Кратковременность.
      Так как в педагогическом процессе буквально дорога каждая минута, то при проведении опытов надо стремиться к тому, чтобы они занимали наименьшее время; однако это не должно идти в ущерб качеству показываемого явления и тому времени, которое необходимо для восприятия самого явления. Таким образом, здесь речь идёт не о снижении времени демонстрации как таковой, т. е. времени наблюдения самого явления, а о необходимости сократить до минимальной величины время подготовки опыта. Так, например, из вышеприведённых демонстраций на закон Архимеда следует предпочтение отдать третьему варианту с динамометром, так как этот вариант для проведения всего опыта в целом требует наименьшего времени (рис. 45).
      Рис. 5. Рациональное применение картофеля для некоторых демонстраций и домашних опытов по физике.
      1 — Картофельный пистолет. 11 — Модель пространственной решётки. III — Кубический сантиметр. IV — Тело для работ на закон Архимеда. V — Ареометр. VI — Обнаружение выталкивающей силы. VII — Плавание на границе двух жидкостей. VIII — Полюсоискатель.
      4) Выразительность и эмоциональность. Опыт можно считать выразительным тогда, когда из него легко становится ясным самое существо явления или та или другая подробность, которая является в данное время предметом изучения. У неопытного преподавателя, не учитывающего психологические особенности учащихся семилетки и степень их развития, нередки такие демонстрации, при которых ученики «из-за деревьев не видят леса». Так, например, если демонстрации на закон Архимеда показать с весами Беранже, то цель ознакомления с законом не будет достигнута (рис. 182): установка настолько сложна и требует стольких предварительных объяснений, что выявление основного вопроса покажется весьма трудным и длительным делом.
      Демонстрируемые опыты должны быть также достаточно эмоциональны для возбуждения того чувства «удивления», впечатления «необычности», о которых говорит в «Основах общей психологии»
      проф. Рубинштейн и которые нужны для возникновения турбины из консервной банки. «проблемной ситуации» (см. т. I, § 12, 6). Обычно, чем проще установка опыта в его целом, чем выразительнее сам опыт, тем большей эмоциональностью обладает демонстрация.
      5) Демонстрационный эксперимент должен удовлетворять требованиям техники безопасности, о чём — см. в § 5. Преподаватель при проведении опытов самым строжайшим образом обязан соблюдать правила лабораторной культуры, что является необходимейшим условием для воспитательных целей (§ 4).
      В итоге из всего сказанного здесь и в §§ 1 — 2 вытекает следующее правило.
      Приступая к постановке демонстрации, прежде всего необходимо совершенно точно установить цели опыта, т. е. выяснить, как данное воспроизводимое явление должно и может быть использовано в педагогическом процессе. Дальнейшая подготовительная работа сводится к изучению по соответствующим пособиям по методике и технике эксперимента различных вариантов опыта. Тот вариант, который удовлетворяет в наибольшей мере поставленной цели и указанным выше требованиям к демонстрациям, т. е. нуждается в наиболее простой аппаратуре и, кроме
      того, обеспечивает необходимые видимость и «кратковременность», может быть принят за основу. Выбранный вариант подвергается всесторонней критической оценке, в том числе со стороны его выразительности и эмоциональности; в процессе практической подготовки опыт может испытать те или иные изменения, прежде чем получит своё окончательное оформление. Казалось бы, что повторив подготовленный опыт на том самом месте, где он будет демонстрироваться при таких же условиях освещения и т. п., и удостоверившись, что видимость и другие качества обеспечены, можно было бы закончить на этом подготовку. Однако это далеко не так, потому что наиболее правильным критерием для оценки демонстрации в методическом отношении является проверка её в процессе урока, показывающая, как опыт воспринят учащимися и в какой мере он удовлетворил поставленным целям, т. е. или послужил базой для обобщений, или же выполнил свою иллюстративную роль.
     
      § 4. О лабораторной культуре.
      Перед преподавателем физики, как и каждым педагогом, стоят задачи не только обучения своему предмету, но и не менее важные — . воспитательные. Оставляя в стороне вопрос о значении курса физики в воспитательном отношении вообще, остановимся на одном вопросе: о воспитании в учащихся лабораторной культуры.
      Основным условием для успеха работы в этом направлении являются: 1) содержание преподавателем физического кабинета и в частности коллекции приборов в образцовом порядке; 2) бережное отношение к сохранению социалистической собственности и 3) неукоснительное выполнение самим преподавателем основных правил лабораторной культуры. Если кабинет находится в беспорядке, приборы хранятся кое-где и кое-как и к тому же ещё в неисправном состоянии, если вообще отсутствует некоторый культ чистоты и порядка, если сам преподаватель неряшливо ведёт производство опытов и небрежно выполняет элементарные требования лабораторной культуры, то ни о каком воспитании учащихся, конечно, не может быть и речи. Основные требования лабораторной культуры, помимо содержания кабинета в образцовом порядке, сводятся к следующим положениям:
      1) Опрятность. Как демонстрационный стол, так и приборы, применяемые для опытов, должны быть совершенно чистыми от пыли, а тем более от грязи. Недопустимо пользование недостаточно хорошо промытой стеклянной посудой, мутными непро-фильтрованными растворами и т. п. Чем чаще преподаватель станет применять полотенце для пыли, тем лучше. Отдельные приборы должны с внешней стороны иметь опрятный вид. Поэтому приходится время от времени удалять с приборов пыль, чистить мелом никелированные части и промывать стеклянные, подкрашивать различные детали при порче на них краски. При изготовлении упрощенных приборов надо позаботиться об их опрятном виде, из какого бы простого материала они ни были сделаны.
      Учащиеся должны на каждом шагу воочию убеждаться, что содержание физических приборов в безукоризненной чистоте — такая же необходимость, как подобное же отношение к посуде, одежде и другим предметам в бытовых условиях.
      2) Каждая установка опыта в его целом должна являться образцом строгого порядка, что прежде всего сказывается в расположении приборов на демонстрационном или лабораторном столе. В частности, недопустимо применение в качестве подставок и подкладок случайных предметов (книг, кирпичей, ящиков от стола и т. п.); в надлежащих случаях необходимо пользоваться специально на то предназначенными приспособлениями и приборами (§ 12, 1 — 6, рис. 48). При сборке электрических установок недопустимо хаотическое расположение проводов. При этом для соединений должны применяться специальные гибкие провода, сделанные, например, из расплетённого шнура от электрического освещения и снабжённые на концах вилочками (рис. 289).
      3) Проливание на демонстрационный или лабораторный стол воды, а тем более растворов кислот и других хими-калиев — проступок со стороны работающего с ними. Особенно крупным будет этот проступок в случае пролитой ртути. Действительно, ртуть является не только дефицитным и дорогим продуктом, но и ядовитым, так как из щелей и углублений, куда она затечёт, она станет долгое время давать вредные для здоровья пары. Поэтому при всех работах с жидкостями, а тем более со ртутью необходимо употребление кювет или подносов, куда следует помещать прибор (рис. 203 и 315).
      4) Некоторые физические приборы требуют соблюдения определённых правил при переноске и установке их, а тем более при пользовании ими. Эти правила изложены при описании соответствующих приборов (§ 15, 5 и 6; § 17, 2). Особенно важно соблюдение строго определённых навыков и неукоснительное выполнение правил при различного рода измерениях. Преподавателю, хотя бы один раз допустившему на глазах у учащихся нарушения этих правил, никогда не добиться выполнения их учащимися при лабораторных занятиях. Совершенно недостаточно поставить в известность учащихся об этих правилах; преподавателю необходимо в течение всего курса физики прививать определённые культурные навыки обращения с физическими приборами, самому являясь при этом образцовым примером.
      § 5. О технике безопасности.
      Преподаватель отвечает за все несчастные случаи, которые могут произойти с учащимися во время занятий физикой. На нём же лежит ответственность за всякую порчу имущества кабинета. Преподаватель обязан знать основные правила безопасности и не только сам соблюдать их, но и следить за выполнением учащимися этих правил. К числу вопросов техники безопасности относятся:
      1. Пожарная опасность от горелок (керосинки, спиртовки) возникает при неправильном пользовании и уходе за ними (§ 18, 2 — 6). Вполне возможно возгорание жидкого топлива со всеми вытекающими отсюда последствиями. Разлитый горящий керосин ни в коем случае нельзя гасить водой и применять огнетушитель обычного типа. Поэтому в кабинете необходимо иметь пенный огнетушитель и шерстяное одеяло; последнее нужно для накидывания на горящую жидкость. Полезно также хранить на видном месте ведро с песком.
      2. Пожарная опасность от электрического тока возможна при неисправном состоянии предохранителей, заменяемых обычно жилками от проводов. При перегрузке проводов, т. е. пропускании по ним тока выше предельного, возникает перенагревание их и разрушение резиновой изоляции, превращающейся в хрупкую растрескивающуюся массу. Разрушение изоляции рано или поздно приведёт к коротким замыканиям, которые при неисправности предохранителей вызовут возгорание проводов. В случаях такого несчастья первым делом необходимо выключить ток и затем тушить загоревшуюся изоляцию. Иногда происходит возгорание соединительных проводов в установках, что, например, сравнительно часто случается при питании вольтовой дуги током (20 — 30 А) посредством сравнительно тонких проводов (0,75 — 1,5 мм1). Сигналом о перенагревании проводов служит лёгкий запах нагретой резины. При появлении запаха преподаватель должен тотчас же выключить ток, найти участок, где происходит пе ренагревание, и заменить провода более толстыми. Как правило, преподаватель не должен оставлять без присмотра в кабинете (тем более на ночь) включённых в цепь приборов (плиток, заряжаемых аккумуляторов и т. п.).
      О нормах нагрузки проводов и предохранителях — см. Ф. Э., т. III, §1, 2.
      3. Опасность электрического тока для человека возможна непосредственно не только йри напряжении в 220 V, но и в 120 V. Как правило, все открытые токопроводящие части должны быть снабжены соответствующими ограждениями: кожухи на рубильниках (рис. 7,1), реостатах и пластинчатых предохранителях (рис. 7,11); изолирующая оболочка на клеммах. Рубильник, выключающий ток во всей лаборатории, следует располагать в недоступном для учащихся месте, например в препаровочной, и включать ток только на то время, когда он действительно нужен Для работ учащихся с током освещения его желательно транс-формировать до напряжения 12 V — 20 V. Нельзя прибегать для определения, имеется ли в цепи ток, к способу, заключающемуся в прикосновении пальцами к проводам. Определение на ощупь — лихачество, которое может привести к тяжёлым поражениям человека током. Следует учесть особую опасность электрического тока при прикосновении к одному из проводов осветительной сети, если человек стоит на мокром полу или касается в это время труб водопровода или отопления.
      Рис. 7. Ограждение на распределительном щитке токопроводящих частей.
      4. Отравления осветительным газом и окисью углерода возникают: первое — при неисправности труб (§ 7, 3) и второе — при неправильном горении газовых горелок (§ 18, 2). При появлении запаха газа в классе учащихся надо удалить, открыть о к-, на или форточки и закрыть кран на магистральной трубе газопровода.
      5. «Взрывы» могут произойти при разбивании маломощных (пустотных) электрических лампочек, сосудов Дьюара, электронных ламп и других пустотных приборов, почему они и требуют осторожного обращения с собой. Кроме того, следует иметь в виду «взрывы» при раздавливании плоского стекла атмосферным давлением (§31) и при опыте «кипение под уменьшенным давлением». В последнем случае взрыв, как правило, получается при употреблении не кругло-, а плоскодонной колбы (§39). При всех указанных выше «взрывах» осколки стёкол летят внутрь сосуда и только частично разбрасываются в стороны; поэтому они вызывают опасность поражения для преподавателя, а не для учащихся. Более опасного типа взрывы могут произойти при получении пара, если пароотводящие трубы окажутся засорёнными; поэтому перед опытом всегда следует продуть трубки, чтобы убедиться в их проходимости для пара. Наиболее же опасными являются взрывы при демонстрации горения водорода, к которому по неосторожности преподавателя оказался подмешенным воздух (§ 44). Наконец, надо особенно иметь в виду лёгкую воспламеняемость бензина и эфира, пользоваться которыми в присутствии даже сравнительно далёкого пламени безусловно нельзя.
      6. Ожоги вполне возможны, особенно при занятиях учащихся в технических кружках. Ожоги вызываются не только пламе-% нем или нагретыми телами, но также кислотами и щелочами. В случае ожогов кислотами — применять раствор соды и при ожогах щелочами — слабый раствор уксусной эссенции или, что то же, уксусной кислоты.
      При физическом кабинете необходимо иметь и бережно хранить на видном месте маленькую аптечку, содержащую два-три индивидуальных пакета, бинты для перевязок, гигроскопическую вату, жёлтую мазь от ожогов, 20 — 30 см3 йодной настойки, 1 л раствора соды и 300 — 500 см3 слабого раствора уксусной эссенции. Чем реже в практике преподавателя окажется использованной аптечка, тем лучше, но отсутствие её может заставить его впоследствии горько раскаиваться в своей непредусмотрительности.
     
      Глава вторая.
      ОБОРУДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКОГО КАБИНЕТА.
     
      § 6. Помещение и мебель.
      1. Состав физического кабинета. Состояние физического кабинета является одним из определяющих условий для правильной постановки преподавания физики в данной школе, так как без экспериментальной базы проведение курса физики немыслимо для современного советского педагога. Не только при полном отсутствии кабинета, но и при его неудовлетворительном состоянии нельзя показать должного количества опытов, провести нужные лабораторные работы, организовать внеклассные занятия; отсутствие всего этого приводит к возврату отжившего «классического курса меловой физики», к господству голого формализма и сплошной догмы. Создание кабинета, если он отсутствовал, или его усовершенствование, когда он имеется, — первоочередная задача каждого советского педагога-физика, руководящегося «духом и смыслом, а не буквой» требований, формулируемых программой.
      При организации кабинета надо твёрдо помнить, что ни постановка достаточного количества демонстраций, ни систематическое проведение лабораторных работ, ни правильная организация внеклассных занятий по физике, ни нормальное развитие и усовершенствование кабинета невозможны, если для кабинета отведено помещение, состоящее всего-навсего лишь из одной комнаты — обычного класса. Это тем более важно, что в последнее время в некоторых школах-семилетках физический кабинет используется для занятий биологией и химией. Действительно, совмещение в одном помещении хранилища приборов и лаборатории-класса прежде всего приведёт к значительному уменьшению полезной площади, и без того небольшой по своей величине. Кроме того, при хранении приборов в классе невозможно пользование ими для предварительной подготовки экспериментов, когда в классе идут занятия. Мало того, преподаватель для подготовки опытов к очередным урокам должен располагать специальным местом с тем, чтобы оттуда переносить на демонстрационный стол во время немногих минут перемены подготовленную аппаратуру, а то и целые установки. Ясно, что такое место выделить в классе-лаборатории, уже перегружённой хранилищем, нет возможности; организовать же демонстрацию, доставая одновременно приборы из шкапов, далеко не всегда удаётся, как ни был бы педагог опытен в области эксперимента. Наконец, без наличия, хотя бы примитивно оборудованной, мастерской нет возможности не только изготавливать, ной ремонтировать испортившиеся приборы.
      Уже одни эти, далеко неполные, соображения определяют безусловную необходимость для физического кабинета располагать двумя смежными помещениями. Одно из них, большее по площади, будет служить местом для проведения уроков по физике, в частности для лабораторных и внеклассных занятий. В другом, меньшем по площади, устраивается хранилище приборов и отводятся места для подготовки опытов и для мастерской, а также ставится письменный стол для занятий преподавателя и шкап с книгами. Это помещение должно быть соединено дверью с клагсом-лабораторией.
      2. План кабинета. Планы размещения в кабинете могут быть различными в зависимости от величины и формы площади. На рисунке 8 изображён план типичного размещения, который должен быть принят за основу, но может быть изменён в зависимости от условий. В лаборатории-классе устраивается эстрада для помещения на ней демонстрационного стола, расположенного на расстоянии примерно 90 — 100 см от стены с классной доской (§ б, 5; рис. 12). Столы для учащихся ставят в два ряда так, чтобы ширина проходов между ними была равна: у центрального — около 1 м и боковых — около 60 см. Если считать по 4 места на каждый стол, то при десяти столах вместимость лаборатории
      достигнет 40 учащихся. Стол для демонстрационного фонаря хранят на месте, показанном на плане пунктиром, и устанавливают при демонстрациях в среднем проходе. Но при такой установке фонарь в некоторой мере заслоняет демонстрационный стол, почему проектирование иногда рекомендуют вести на экран, расположенный сбоку, и убирать один из столрв первого ряда, освобождая тем самым место для проектора (рис.. 12).
      В препаровочной комнате мебель может быть расположена так, как указано на плане рисунка 8. Шкапы ставят по стенам, оставляя лишь место для верстаков — слесарного и столярного. Стол для подготовки демонстраций может быть помещён посередине комнаты; однако, рациональнее поставить его тоже к стене, а на середине расположить шкап в виде двухсторонней витрины.
      Само собой разумеется, что нет никакой возможности указать совершенно точно размещение мебели и рабочих мест в препаровочной, поскольку в планах школ нет единообразия, и до сего времени ещё не разработан стандарт оборудования мебелью физических кабинетов.
      План размещения — дело преподавателя; допущенные в плане погрешности выяснятся в процессе работы, и их нетрудно будет исправить соответствующей перестановкой.
      3. Шкапы для хранения приборов и материалов. Из многочисленных типов пристенных шкапов для физических приборов заслуживает наибольшего внимания, показанный на рисунке 9, I. Верхние дверки у него ,застеклены, что ведёт к некоторому упрощению по отысканию нужных приборов, нижние — сделаны глухими. Нижняя половина шкапа делается глубиной около 60 — 70 см, верхняя на 15 — 20 см уже. В нижней половине обычно устраивают одну полку, в верхней — две или три полки. Для мелких вещей полезно устроить между основными полками по одной узкой, располагая её у стенки. В крайнем случае могут быть использованы «стандартные» канцелярские и бытовые шкапы (рис. 9, п).
      Для помещения среди комнаты должен быть рекомендован шкап в виде двухсторонней витрины (рис. 10). Для посуды и материалов желателен шкап, по внешнему виду подобный шкапам для приборов, но менее глубокий и в верхней половине разделённый на ячейки, а в нижней — снабжённый многочисленными ящиками самого разнообразного размера. Такой шкап позволит содержать в большом порядке как посуду, так и многочисленные мелкие приборы и материалы. Лучшим шкапом для хранения книг является шведско-американский.
      4. Столы. Стол для подготовки эксперимента в отличие от обычных должен быть более тяжёлым и устойчивым, а также иметь прочную крышку, собранную из досок толщиной в 4 — 5 см. Крышку стола весьма желательно, во избежание её порчи от слу-
      чайно пролитой воды, обить или оклеить сверху линолеумом. Размеры стола зависят от помещения и планировки в нём и могут быть легко определены самим учителем, в зависимости от условий. В препаровочном столе желательно устроить несколько ящиков. Столы для учащихся большей частью делают длиной до 200 — 220 см при ширине в60 — 65сл«(рис. 11). Для поддержания порядка в расположении рекомендуется эти столы закрепить на полу посредством небольших планок. Тогда столы в случае надобности можно поднять вверх и освободить их, но без этого сдвинуть в сторону нельзя. В качестве сидений для учащихся желательны табуретки, которые при некоторых лабораторных работах легко убирать под столы.
      5. Оборудование места для проведения демонстраций. Так как при прохождении курса физики в школе проведение соответствующих опытов имеет существенное значение, то организация места для демонстраций служит необходимейшим условием для правильной постановки преподавания. Действительно, одной из основных задач преподавателя является создание таких условий при проведении опытов, чтобы демонстрируемые им физические явления оказались со всей отчётливостью видимыми из любого места класса, что представляет из себя далеко не простую задачу. Обеспечение видимости, которое ставится во главу угла при проведении демонстраций, предъявляет жёсткие требования к тому месту, с которого проводятся демонстрации. Преподавателю раз навсегда надо создать такие удобства при проведении опытов, чтобы на все необходимые виды подсобных работ (включение тока, получение нужного затемнения или дополнительного освещения, наливание воды, пуск в ход проекционных установок и пр.) тратилось минимальное количество времени. На это обстоятельство начинающий преподаватель обращает обыкновенно мало внимания, что ведёт к непроизводительным потерям времени и к понижению качества демонстраций.
      Оборудование места для демонстраций составляет первоочередную задачу преподавателя и со всей настойчивостью должно быть им осуществлено, если не в самом начале организации кабинета, то в течение ближайшего года своей работы. На рисунке
      Рис. 10. Шкап-витрина для приборов.
      Рис. 11. Установка шкапа с приборами у задней стены класса.
      12 показано нормальное (но далеко не идеальное) оборудование места для демонстраций. На эстраде, или помосте, расположен специально приспособленный демонстрационный стол. Сзади стола на стене помещены со стороны окна распределительный щит электрического тока, посередине — классная доска, справа — над дверью, ведущей в препаровочную, спускной экран А для проектирования фильмов, диапозитивов, опытов и т. п. Против этого экрана устанавливается стол проекционного фонаря. Второй спускной экран помещается в свёрнутом виде с левой стороны над классной доской и используется для теневого проектирования и иных целей. Справа от доски установлены выключатели, позволяющие выключать и включать освещение лаборатории. Оснащение демонстрационного стола составляют: раковина с подведённой к ней водой, краны светильного газа и клеммы 1 и 2 для включенияэлектрического тока, о чём см. раздел 6.
      6. Демонстрационный стол. Так как пол в лаборатории представляет собою горизонтальную плоскость, то для обеспечения видимости необходимо, чтобы демонстрируемые приборы оказывались расположенными на должной высоте и чтобы все учащиеся могли видеть их со своего места, не только не вставая, а и не отклоняясь в сторону от своего нормального положения. С этой целью демонстрационный стол располагают на специально сделанном помосте (или эстраде) высотой в 30 — 40 см, снабжённым ступеньками справа и слева от стола. Сам демонстрационный стол делается выше обычных столов примерно на 15 — 20 см, отчасти с указанной выше целью, но главным образом для большего удобства в работе экспериментатора (рис. 13). Длина крышки стола берётся равной 2 м, ширина 60 — 70 см. Крышку стола надо обить сверху линолеумом, не портящимся от воды; такую поверхность очень легко содержать в надлежащей чистоте. Для линолеума наиболее желательным является чёрный цвет.
      В демонстрационном столе необходимо сделать несколько выдвижных ящиков и под ними три-четыре пары дверец, ведущих в шкапчики. В ящиках преподаватель хранит: в одном — набор инструментов (пассатижи, отвёртки, молоток, нож, ножницы и т. п.), требующихся постоянно при проведении опытов; в другом — набор лапок и колец для штативов, сетки для нагревателей и т. п.; в третьем — соединительные электрические провода. Четвёртый ящик используется преподавателем для всякого рода мелочей и частей приборов, предназначенных для очередных демонстраций. Шкапчики в демонстрационном столе служат для хранения подсобных приборов, постоянно требующихся для проведения опытов. К числу таких приборов относятся два-три штатива (рис. 50), всякого рода подставки (рис. 48), подъёмные столики (рис. 53), осветители (рис. 58), просвечивающий экран (рис. 57) и т. п. (§ 12, 1 — 7). Все ящики и шкапчики необходимо снабдить замками и держать их запертыми. Если в помещение лаборатории введён газ, то установку по крайней мере одного двойного крана надо сделать именно на демонстрационном столе, а не на стене, как это нередко делается. На стороне стола, противоположной окнам, устанавливается канализационная раковина с подведением к ней воды от водопровода (§ 7, 2). Рационально, примерно в середине стола,устроить потайной слив для удаления сточной воды при опытах. Крайне желательно на столе, примерно на середине и сбоку, установить мраморные или шиферные дощечки с клеммами, служащими для включения тока к приборам. На потолке над демонстрационным столом полезно прочно укрепить деревянную рейку шириной в 5 — 6 см, служащую для помещения на ней блоков, ушков, крючков и т. п.
      7. Классная доска. Классную доску делают достаточно крупных размеров (примерно 2,5 млХ 1 м) и располагают её сзади демонстрационного стола. Наилучшей является доска из чёрного или жёлтого линолеума, дающая много меньше отсветов, чем обычная крашеная. Доску снабжают деревянной окантовывающей рамой, с полочкой для мела внизу1). На верхней части рамы укрепляют специальные зажимы для подвешивания таблиц. Изготовление зажимов из полосок металла и автомобильных шариков не представляет затруднений (рис. 14,1). В крайнем случае в качестве таких зажимов могут быть использованы обычные клямеры, применяемые в быту для укрепления белья на верёвке во избежание сбрасывания его ветром (рис. 14,11). Справа подвешивается ящичек для хранения мела и крючок для специального полотенца (а не тряпки), предназначенного для стирания мела с доски.
      8. Экран. Наиболее удобным для пользования в лаборатории-классе является спускной экран, применяемый для кинопередвижки (рис. 15). Такой экран помещается в узком деревянном ящике, снабжённом на одной из своих сторон крышкой. Экран намотан на деревянный вал А, имеющий на одном конце ролик В.
      Рис. 15. Киноэкран и устройство его спускного механизма.
      Для пользования экраном ящик подвешивают на стене и, открыв крышку, вытягивают экран вниз за рейку Е. При этом экран Д, сматываясь с вала, приведёт его во вращение, благодаря чему шнурок С станет наматываться на ролик В. Если теперь, потянув за шнурок, привести во вращение вал, то экран окажется намотанным и спрятанным в ящик.
      За отсутствием спускного экрана можно применять обыкновенный подвесной, но он менее удобен и, конечно, не годится при указанном на рисунке 12 поло?кении двери. Для такого экрана делают деревянную раму и обтягивают её белым коленкором или полотном (рис. 16).
      Для придания раме жёсткости необходимо набить угольники А из клеёной фанеры.
      9. Стол для проекционного фонаря. На рисунке 17, I дан вид наиболее простого, но в то же время достаточно удобного стола для проекционного фонаря. Крышку стола следует укрепить к подстолью не наглухо, а на двух петлях, чтобы можно было изменять её наклон и благодаря этому получать изображение диапозитивов на различной высоте. Крышку в том или ином наклонном положении закрепляют с помощью клиньев, вкладываемых спереди между нею и подстольем. Более удобно для этой цели воспользоваться одним А или двумя деревянными винтами от столярных струбцинок; тогда наклон крышки легко- изменять вращением этих винтов. Полка в подстолье служит для помещения диапозитивов и разного рода приспособлений, а также приборов, используемых при проектировании. На рисунке 17,II показан менее удобный, чем описанный, стол для проекционного фонаря, обычно применяемый в школах. Рекомендуем у такого стола -крышку сделать подъёмной.
      Наверху подстолья на дощечке (рис. 18) полезно установить штепсельную розетку А со шнуром С и вилкой для подведения тока от сети освещения. В эту розетку включается шнур от проекционного фонаря. В том случае, когда один из проекционных фонарей имеет источником света лампу в 12 V, то трансформатор 120/12 V рекомендуется наглухо закрепить вверху подстолья, снабдив его распределительной дощечкой D (рис. 76). Штепсельные гнёзда на этой дощечке служат для включения проекционного фонаря и позволяют получать различные напряжения в 10, 12 и 14 V в зависимости от положения вилки. Трансформатор для подведения к нему тока в свою очередь снабжается коротким шнуром с вилкой В для включения в розетку А.
      Для включения шнура С от проекционного стола на стене, возможно ближе к столу, устанавливают штепсельную розетку; не исключена также возможность присоединения к клеммам на демонстрационном столе.
      § 7. Специальное оборудование физического кабинета и лаборатории.
      1. Виды специального оборудования. Под специальным оборудованием физического кабинета и лаборатории подразумеваются различные стационарные устройства, предназначенные специально для обслуживания демонстрационных опытов и лабораторных работ. К числу специальных видов оборудования относятся: водопровод; канализация; газ, если, конечно, последний имеется в городе; освещение; затемнение; ввод электрического тока с установкой. преобразователя и распределительных щитов с разводкой тока по лаборатории. Отсутствие этих устройств самым усложняющим образом сказывается при подготовке и проведении большинства экспериментов и заставляет преподавателя терять много времени совершенно непроизводительно. Поэтому преподаватель должен, если не сразу при организации кабинета, то в течение ближайших двух-трёх лет добиться осуществления специального оборудования.
      2. Водопровод и канализация. Доказывать совершенную необходимость в кабинете физики устройства водопровода и установки сточных канализационных раковин не приходится. При выборе помещения для кабинета нужно учитывать расположение водопроводных и канализационных труб, чтобы иметь возможность к ним присоединиться. В кабинете, как минимум, устанавливают две сливные раковины с подцодкой к ним водопровода: одну — в лаборатории и другую — в препаровочной (рис. 8). Наибольшие удобства создаются при установке раковины на боковой стороне демонстрационного стола, что вполне осуществимо при наличии эстрады, под которую укладываются трубы (рис. 12). Раковину в этом случае располагают со стороны стола, противоположной окну, чтобы при пользовании ею не отбрасывать тени на стол при проведении на нём демонстраций. Обычно же раковину располагают на стене, что менее удобно (рис. 19). Фаянсовые раковины для установки не годятся, так как сравнительно легко бьются; наилучшими являются чугунные эмалированные с плоским дном, называемые иногда «мойками». Над каждой раковиной устанавливают два или три водопроводных крана, один (два) — на обычной высоте, другой — выше его, примерно, на 40 — 50 см (рис. 19). При этом желательно верхний кран взять специального типа с наконечником для надевания резиновой трубки. Этот кран служит в основном для водоструйного воздушного насоса (рис. 205). На трубе, подводящей воду к раковине раслоложенной в классе, необходима установка вентиля для выключения воды.
      Крайне желательно от канализационной трубы раковины взять ответвление, подходящее к потайному сливу, расположенному внутри демонстрационного стола. Этот слив делается в виде воронки (d = 25 — 30 см) и закрывается сверху круглой крышкой, сделанной так, чтобы она не выступала над поверхностью стола (рис. 13). Такое устройство сильно упростит в некоторых
      Рис. 19. Установка водоструйного насоса.
      А — водопроводный кран: С — сливной патрубок насоса с надетой на него тряпкой, предохраняющей от разбрызгивания воды; Е — патрубок насоса для выкачивания воздуха; F — стеклянный кран; J — склянка, предохраняющая от проникновения воды в сосуд, из которого выкачивают воздух.
      Рис. 20. Щит для просушивания стеклянной посуды.
      случаях отведение отработанной воды от приборов, например, от модели турбины Пель-тона и др. В препаровочной над раковиной подвешивают полочку, а также деревянный щит (60 — 70 см X 1 м) с деревянными наклонными колками для просушки разлйчной посуды (рис. 20). Здесь же уместно хранить щётки, служащие для промывания изнутри колб и другой посуды.
      Отсутствие канализации и водопровода сильно усложняет работу в кабинете, заставляя вёдрами приносить туда воду и уносить тем же способом отработанную. В случае отсутствия водопровода и канализации надо всё же установить раковины, в том числе и потайную, и поместить под ними вёдра для сточной воды. Если кабинет расположен не в самом верхнем этаже, то в помещении, находящемся над лабораторией, ставят бак для воды и отводят от него трубу с краном к раковине демонстрационного стола. Можно небольшой бак для воды установить под потолком в лаборатории, накачивая туда воду из ведра при помощи насоса.
      3. Проводка газа. Наличие газа даёт возможность пользоваться не только мощными источниками теплоты, но и избавит преподавателя от постоянной кропотливой возни с нагревателями, вроде жаровен, спиртовок и примусов. Пользование газом возможно, конечно, в том случае, когда в городе имеется газ и его подводка сделана хотя бы к одному из соседних со школой помещений. При распределении газа по лаборатории надо обеспечить подводку его не только к демонстрационному столу ив препаровочную, но и к каждому столу для учащихся в лаборатории. В препаровочной достаточна иметь один двойной кран, расположенный на стене около слесарного стола. Двойной кран позволяет пользоваться одновременно двумя горелками (рис. 21). Кроме того, посредством надетой на оба наконечника резиновой трубки (рис. 21) легко предохранить проникновение газа в воздух помещения при утечках в кранах или при их случайном,
      а то и намеренном отвёртывании. На демонстрационном столе устанавливают два двойных крана у его переднего края (рис. 13). Подводка газа к лабораторным столам учащихся представляет сложную задачу, так как трубы приходится прокладывать по полу. Прокладка труб под полом запрещена законом; поэтому трубы укладывают на поверхности пола, не углубляя. Эти трубы мешают при ходьбе. Поэтому их прокладывают так, чтобы они не оказались ни в главных проходах между рядами столов, ни тем более в проходе у демонстрационного стола (рис. 8). На каждом столе ставят один двойной кран. Лабораторные столы, если к ним сделана подводка газа,
      совершенно необходимо прочно закрепить на полу, во избежание порчи газовых труб при сдвигании столов. На магистральных трубах, подводящих газ к демонстрационному столу и к лабораторным столам, обязательно устройство двух отдельных кранов, выключающих эти части газовой проводки. Газ включают, открывая соответствующий магистральный кран, только в том случае, когда газ нужен для работ; всё же остальное время газ должен быть безусловно выключен. При пользовании светильным газом надо иметь в виду, что проникновение его, даже в весьма небольшом количестве, в атмосферу вызывает отравление, выражающееся в лёгких случаях головной болью. В качестве предохранительной меры следует держать двойные краны соединёнными между собой резиновой трубкой, как было указано выше. Необходимо обратить серьёзное внимание на возможность неполного сгорания в газовых горелках (§ 18, 2).
      4. Затемнение. При отсутствии затемнения в физическом кабинете совершенно невозможна постановка экспериментов по оптике, а также проведение ряда других важных демонстраций, требующих применения проекционных аппаратов. Поэтому устройство затемнения — одна из первоочередных работ, выполняемых при организации кабинета. Самый совершенный способ затемнения состоит в устройстве задёргивающихся занавесей на окнах (рис. 22). На каждое окно нужны: ламбрикен А — узкая полоска материи, подвешенная к карнизу (шириной примерно в 40 — 50 см), и два занавеса В, из которых каждый по своей длине должен быть больше высоты окна на 40 — 50 см и по своей ширине равен примерно 2/3 ширины окна. Карнизом для занавесей служит доска шириной около. 10 — 12 см подвешенная над окном при помощи костылей. На карнизе укрепляют два металлических прута (d = 2 — 3 мм) или две тонкие трубы (рис. 23). Если пользоваться одним прутом или одной трубой, то занавеси при задёргивании не смогут заходить «пола за полу», и в щель между ними станет проникать свет. На пруты надеваются кольца, к которым подвешиваются занавеси. Задёргивание производится при помощи шнурков, привязанных соответственным образом к кольцам СС занавесей и пропущенных через блоки DD, как это показано на рисунке 23. Наиболее подходящим материалом для занавесей затемнения является бумажное сукно, в частности применяемое для пошивки лыжных костюмов. Чёрный цвет для занавесей вовсе не обязателен, а скорее нежелателен, так как придаёт помещению лаборатории мрачный колорит. Кроме бумажного сукна, для занавесей годится всякий бумажный материал, лишь бы он не пропускал света сквозь себя.
      Более дешёвым является затемнение, сделанное в виде закручивающейся на круглый деревянный брусшторы из плотной синей бумаги, применявшейся для затемнения в военное время. Возможно также устройство подвешенных на петлях и открывающихся ставен, но подобное устройство оказывается менее удобным, особенно при широких окнах.
      5. Освещение. В физической лаборатории, в отличие от обычного класса, искусственное освещение обладает некоторыми особенностями. Прежде всего источники света должны давать возможно более равномерно рассеянный свет — во избежание образования теней от приборов на демонстрационном столе и появления световых бликов на стеклянных и полированных металлических частях. Вторая особенность состоит в том, что демонстрационный стол требует более сильного освещения, чем всё остальное в лаборатории.
      Эти требования при керосиновом освещении почти не осуществимы, так как приходится пользоваться двумя-тремя висячими лампами «молниями». Но и в этом случае одну из ламп надо расположить перед демонстрационным столом для освещения приборов и заэкранировать листом жести так, чтобы её свет не падал непосредственно в глаза учащимся и не слепил их. Применяются керосиновые висячие лампы с большими крупными отражателями, окрашенными белой краской. При электрическом освещении лампы следует снабдить колпаками из молочного стекла, дающими значительное рассеивание света. Наиболее подходящей является арматура, называемая люцеттой (рис. 24). Чем большее количество источников света применено для освещения, тем равномернее получается освещённость и тем слабее станут тени. Поэтому лучше брать для освещения большее количество люцетт о маломощными лампами, чем две-три — с сильными. Расположение выключателей для освещения лаборатории и демонстрационного стола далеко не безразлично и должно быть продумано при устройстве электрической проводки. Прежде всего рекомендуется освещение разбить на две группы: одну — с двумя люцеттами, другую — с остальными, что позволит давать полное или пониженное освещение при помощи двух выключателей. Выключатели для групп важно расположить на стене около демонстрационного стола и притом с той стороны, где помещён проекционный фонарь, чтобы учителю было удобно, не покидая эстрады, гасить и зажигать свет при проведении демонстраций. Цепь пониженного освещения желательно устроить с коридорными переключателями, расположив один из них, как указано, около демонстрационного стола и другой — у входной двери. Тогда свет может быть зажжён или погашен из любого из этих двух мест. Схема включения коридорных выключателей показана на рисунке 495,V. В заключение следует подчеркнуть, что правильное устройство освещения не только значительно увеличит видимость демонстраций, а следовательно, и повысит их эффективность, но и создаст необходимые гигиенические условия работы для учащихся. Из световых характеристик двух типов люцетт видно, что первый (со сплошным колпаком из матового или молочного стекла) наиболее подходящ для освещения над столами учащихся, а второй (открытый снизу) — над демонстрационным столом.
      6. Электрооборудование. Под электрооборудованием физического кабинета подразумеваются электрические распределительные устройства, предназначенные для обслуживания экспериментов по электричеству и для зарядки аккумуляторов. Только в крайнем случае возможно брать ток для тех или иных технических целей непосредственно от проводки в помещении кабинета, в которую включены лампы, служащие для освещения. При таком пользовании сетью освещения свет в помещении при нагрузках станет сильно пригасать, а при случайных перегрузках и коротких замыканиях будут перегорать предохранители. При неисправности последних вполне возможно возгорание проводов и возникновение пожара (§ 5 и § 41).
      В состав электрооборудования входят: ввод тока в кабинет; распределительный щит для обслуживания демонстрационного стола
      I (рис. 30); выпрямитель или преобразователь переменного тока в постоянный (рис. 25 и 26) со щитком для зарядки аккумуляторов (рис. 34) и установка трансформатор а для проекционного фонаря (рис. 33).
      В настоящем руководстве мы даём описание наиболее простого, но в то же время вполне рационального электрооборудования для физического кабинета неполной средней школы. Если школа рас4 полагает достаточными материальными средствами, то преподаватель может произвести более совершенное электрооборудование, чем ниже описанное, обратись для ознакомления со схемами к тому I Ф. Э.
      7. Ввод тока в препаровочную. В физическом кабинете семилетней школы нет непосредственной надобности в трёхфазном токе и вполне можно обойтись вводом однофазного тока. Однако преподаватель должен иметь в виду, что трёхфазный ток ) даёт возможность проводить ряд интереснейших опытов с этим током при кружковых занятиях и, главное, установить сравнительно мощный источник постоянного тока — мотор-генератор (рис. 25) или преобразователь (рис. 26). Так как ввод трёхфазного тока обойдётся всего лишь в 172 раза дороже, то, имея в виду дальнейшее усовершенствование кабинета, всё же желательно ввести трёхфазный ток. Так как приключение к осветительной сети в самом кабинете недопустимо, то проводку для технических целей ведут от места ввода тока в школу или от толстых магистральных проводов, называемых стояками и прокладываемых обычно на лестничных клетках1.) Для подводки трёхфазного тока нужны три провода, для однофазного, как и для постоянного тока, — два провода. Для проводки вполне возможно воспользоваться шнуром (Ш. Р.) сечением не менее 4 мм2, а лучше 6 мм2.
      Ввод делают в препаровочную и заканчивают здесь мраморным распределительным щитком с предохранителями (пластинчатыми или трубчатыми — рис. 27 и 28, но отнюдь не пробочными), рубильником однофазного или трёхфазного тока (рис. 32) и четырьмя, тремя или двумя клеммами для присоединения проводов (рис. 29). От ввода в препаровочную делают ответвление для обслуживания классной лаборатории. При помощи установленного на ответвлении рубящего выключателя можно электрическую проводку в лаборатории включать лишь на то время, когда нужна электроэнергия. На рисунке 29, I показана принципиальная схема простейшего щитка, который должен быть установлен в препаровочной. Однофазный ток, пройдя через главный рубильник А, служащий, в частности, для выключения тока во всём кабинете, подходит к двум клеммам В через предохранители С. Клеммы предназначены для пользования током в препаровочной для тех или иных целей. За предохранителями сделано ответвление через рубильник D, подводящее ток к демонстрационному столу.
      Предохранители надо включить в цепь (вопреки общепринятому) за рубильником, чтобы иметь возможность производить плавкие замену жилок не под током, для чего достаточно будет выключить рубильник А. Наилучшими предохранителями являются трубчатые, в которых наиболее просто и удобно заменять жилки в случае сгорания (рис. 28).
      Щиток должен быть смонтирован на мраморной или шиферной доске; п рименение де рева совершенно недопустимо.
      Рис. 28. Предохранители — плавкие трубчатые.
      Плавкая вставка (проволочка) D — помешена внутрь фарфоровой трубки А. Вставка винтами присоединяется к контактам (ношам) В, вставляемым в зажимы С.
      Если сделан ввод трёхфазного тока, то придётся поставить рубильник с тремя ножами А1} три предохранителя Сг и три клеммы В1у сделав ответвление через рубильник Д в лабораторию от двух любых проводов, согласно схеме рисунка 29, II.
      Устройство ввода и монтаж щитка требуют значительных ремесленных навыков, почему неосуществимы силами преподавателя или учащихся, тем более что установка должна быть разрешена и по её выполнении принята районным электромонтёром. Поэтому эту работу надо поручить опытному электромонтёру.
      Вводом до щитка в препаровочной можно ограничиться на первых порах, т. е. в период организации физического кабинета. Впоследствии проводку надо продолжить в лабораторию, а также — к выпрямляющему ток устройству, например, к преобразователю, и щиток заменить или дополнить более сложным распределительным щитом.
      8. Распределительный щит в лаборатории. Распределительные щиты могут иметь самые различные устройства, но в основе их лежит единая простая схема, одинаковая как для постоянного, так и однофазного переменного тока (рис. 30). Провода, проводящие ток, присоединяются прежде всего к главному рубильнику F, выключающему всё устройство. Затем ток проходит через два предохранителя 1,1 (трубчатых или пластинчатых). За предохранителями включается параллельно вольтметр V (120 или 220 V) для измерения напряжения и последовательно амперметр А (25 — — 30 А) для измерения силы тока. Далее производится разветвление тока через рубильники С и В и предохранители 2,2 и 3,3. Таких ответвлений достаточно иметь два: одно — для подведения тока к демонстрационному столу, другое — к проекционному фонарю. Если ток подводят к лабораторным столам учащихся, то нужно сделать третье ответвление через предохранители 4,4 и рубильник Е, показанные на схеме 30 пунктиром.
      Весьма желательно при переменном токе установить за щитом трансформатор мощностью в 1 — 1,5 kW, снижающий напряжение соответственно с 220 или 120 V до 50 — 60 V для питания вольтовой дуги. Наиболее подходящим типом является автотрансформатор, употребляющийся для кинопроекционных аппаратов и известный под маркой А/ТСК (рис. 31).
      Для трансформатора Т делают специальное ответвление через рубильник D и отводят от него одну цепь, общую для демонстрационного стола (60 V) и для проекционного фонаря (рис. 33). В цепь надо включить через рубильник г и предохрани толп 3,3 проволочный реостат R с коммутатором до25 — 30 А, имеющий сопротивление в 5 — 6 омов. Такой реостат носит название успокоительного, так как вольтова дуга горит при его наличии много спокойнее, чем без него (рис. 341).
      Распределительный щит монтируют на мраморной доске. Вольтметр и амперметр для щита берут технического типа МН или ЭН1) (U = 120 — 220 V и /=25 — 30 А) (рис. III, I).
      Предохранители всего лучше трубчатые; рубильники (рис. 32) необходимо снабдить защитными коробками, чтобы даже намеренное прикосновение к лишённым изоляции токопроводящим частям было невозможно (рис. 7).
      Монтаж распределительного щита и разводки тока по лаборатории не под силу преподавателю, и поэтому эта работа должна быть поручена опытным монтёрам также, как и вводы тока в препаровочнуо.
      Более подробные сведения о типе монтажа распределительных щитов — см. Ф. Э., т. I, гл. IX и т. III, § 1, 1 — 4 и § 25, 1.
      9. Щит для зарядки аккумуляторов. Вопрос о зарядке аккумуляторов подробно рассмотрен в § 72 и т. III, § 23. Для аккумуляторов полезно в препаровочной подвесить: одну-две полки, на которых следует всегда хранить аккумуляторы, и рядом щиток для их зарядки. Источниками тока для зарядки могут служить: 1) сеть освещения постоянного тока на 120 или 220 V; 2) купроксный выпрямитель (§ 17, 9) и 3) преобразователь трёхфазного тока в постоянный (рис. 25 и 26).
      При зарядке постоянным током освещения или от мотор-генератора на 120 V на щитке монтируют ламповый реостат Я (рис. 308), амперметр А лабораторного типа
      Рис. 36. Схема устройства преобразователя ПТ-03 завода Физэлектро-прибор (рис. 26).
      Рис. 37. Схема распределительного щитка постоянного тока (12 V) для зарядки аккумуляторов от преобразователя трёхфазного тока (рис. 26).
      Купроксный выпрямитель К (рис. 125) устанавливают на щите, снабдив его штепсельной вилкой для включения в сеть освещения (рис. 35). На том же щите монтируют амперметр А, рубильник Су предохранители В и две клеммы D (рис. 35). Установки реостата для изменения силы тока не требуется, так как это достигается посредством смешения магнитного шунта у выпрямителя (рис. 126) (§ 17, 9).
      Выходной щит от преобразователя М (рис. 36) обслуживает цепь постоянного тока; на нём устанавливают предохранители В до 25 — 30 А, вольтметр ММ1) (U =20 — 30 V), амперметр ММ (1=20 — 25 А), рубильник С и две клеммы D (рис. 37). Желательно установить также ламповый реостат R с лампами на 2 V, 50 W или с подвижным контактом (рис. 306) для изменения силы тока, заряжающего аккумуляторы. Выходной щит (постоянного тока) от преобразователя, как распределяющий низкое напряжение (U 20 V), можно сделать из дерева, а не из мрамора. Тогда монтаж их станет вполне возможен для преподавателя.
     
      § 8. Мастерская.
      1. Назначение мастерской. Для ремонта, а также для изготовления новых упрощенных приборов, и, наконец, для кружковых занятий с учащимися необходимо приобрести для кабинета набор соответствующих инструментов и организовать специальное рабочее место, иными словами — обзавестись небольшой мастерской.
      Без мастерской, как бы она ни была примитивна, невозможно не только развитие и совершенствование кабинета и лаборатории, но даже сох ранение их от постепенного развала. Без надлежащего своевременного ремонта количество неисправных приборов станет постепенно расти, что приведёт в конце концов к значительному уменьшению демонстраций на уроках физики. Конечно, нельзя предъявлять требований к преподавателю физики, чтобы он являлся действительно мастером на все руки и мог произвести любой ремонт. Однако, преподаватель должен обладать самыми простыми ремесленными навыками, без которых совершенно нельзя обойтись даже при самом обыкновенном налаживании, эксперимента. Навыки эти весьма разнообразны, так как преподавателю приходится обрабатывать пробку, картон, дерево, стекло и металл, а также производить некоторые работы по электромонтажу.
      О наборе инструментов в мастерской и пользовании ими — см. т. III, §§ 9 — 18.
      2. Организация рабочего места. Для мастерской в препаровочной отводят специальное место, где помещают небольшой стол с прочной крышкой из толстых досок (1 — 1,5 м X 60 — 70 см) и рядом столярный верстак, возможно меньшего размера (для экономии места). На этом устоле и верстаке производят все работы по починке приборов и изготовлению новых, поставив себе за непременное правило — не портить крышек на других столах в препаровочной, а тем более в лаборатории (рис. 38, I).
      Редко применяемый инструмент хранят обыкновенно в шкапчике или в ящике рабочего стола;наиболее нужный подвешивают на гвоздях, вбитых в деревянный щит,
      Рис. 38, II. Подвешивание инструментов на деревянном щите для удобного хранения и контроля нахождения их на месте.
      укреплённых на стене. Таких щитов желательно иметь два: один, подвешенных около стола, в основном со слесарным инструментом
      (рйс. 38, II), и другой, располагаемый около верстака, — со столярным. На щитах, которые необходимо окрасить масляной краской, обводят контуры каждого из подвешенных инструментов и закрашивают места внутри контуров чёрным спиртовым лаком или какой-либо другой чёрной краской. Тогда отсутствие какого-либо инструмента на месте становится заметным с одного взгляда. Такой способ хранения инструмента сводит на нет время на отыскание инструмента, упрощает его учёт и способствует поддержанию порядка. Хранение инструментов на щитах в достаточной мере зарекомендовало себя и поэтому должно быть горячо рекомендовано. "
      Щиты рационально взять следующих размеров: для слесарных инструментов 100 — 120 см X 60 — 70 см и для столярных 80 — 90 см X 60 — 70 см. При развеске надо комбинировать инструмент по группам (напильники, стамески, щипцы, молотки и т. п.), отнюдь не стараясь заполнить сразу весь щит, и, наоборот, надо оставлять свободные места для последующего заполнения их инструментом по мере приобретения.
      Рабочий стол желательно окрасить кислотоупорной краской или во всяком случае масляной; обивать его сверху листовым железом нет никакой надобности; более того, покрытие железом создаст ряд неудобств при работах. На крышке стола справа укрепляют настольные тисочки, которые совершенно необходимы для работы. Кроме того, там же желательно установить сверлильный станочек.
      На краю стола полезно укрепить уголок из железа для сгибания жести и других работ с нею.
      Для колки дерева, а также для помещения наковальни нужно завести обрез от бревна диаметром в 30 — 35 см и высотой в 60 — 70 см.
      О пользовании инструментом, приёмах и способах обработки различных материалов — см. в основном т. III, §§ 10 — 20 и литературу, указанную в приложении (§ 74).
     
      § 9. Библиотека.
      «Довести книгу до читателя» — задача далеко не простая, и разрешить преподавателю физики её легче всего в отношении научно-популярной литературы по физике и технике. Поэтому рациональнее всего библиотечку такой литературы завести при физическом кабинете, как филиал общешкольной, и выдачу книг учащимся производить самому преподавателю. В состав этой библиотечки войдут также справочники и методические пособия, нужные преподавателю, как это было подробно рассмотрено в т. 1, §§ 45 и 47.
      А) См. т. III, § 20.
      Огромнейшее значение имеет устройство в классе-лаборатории застеклённой или затянутой сеткой витрины, где преподаватель должен выставлять литературу, рекомендуемую учащимся для чтения по данному разделу физики, а также научно-популярные и технические журналы для молодёжи (рис. 39).
      Рис. 39. Витрина с книгами для выставки литературы, рекомендуемой учащимся для чтения.
      Для хранения книг лучше всего завести отдельный шкап, желательно шведско-американского типа. Составление и ведение карточного каталога, а также шифровку книг необходимо производить по библиотечным правилам. Обзаведение своей библиотечкой с выставкой книг, как показывает опыт, производит чудеса в отношении повышения потребности у школьников на книги по физике.
      KOHEЦ ФPAГMEHTA УЧЕБНИКА

 

 

 

НА ГЛАВНУЮ (кнопка меню sheba.spb.ru)ТЕКСТЫ КНИГ БК (кнопка меню sheba.spb.ru)АУДИОКНИГИ БК (кнопка меню sheba.spb.ru)ПОЛИТ-ИНФО (кнопка меню sheba.spb.ru)СОВЕТСКИЕ УЧЕБНИКИ (кнопка меню sheba.spb.ru)ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ В СССР (кнопка меню sheba.spb.ru)ФОТО-ПИТЕР (кнопка меню sheba.spb.ru)НАСТРОИ СЫТИНА (кнопка меню sheba.spb.ru)РАДИОСПЕКТАКЛИ СССР (кнопка меню sheba.spb.ru)ВЫСЛАТЬ ПОЧТОЙ (кнопка меню sheba.spb.ru)

 

Яндекс.Метрика
Творческая студия БК-МТГК 2001-3001 гг. karlov@bk.ru