Детские конструкторские кружки. Молодёжные радиоклубы, кружки, секции
Про организацию занятий по электронике в школе. В этом посте, как и обещал, постараюсь изложить свои соображения насчет программы и методики ведения таких занятий.
Осторожно, высокое напряжение
Для начала неплохо бы продумать самые общие вещи. Например, какая будет материальная база для занятий? Это в значительной степени зависит от технического оснащения школы и того помещения, где ребята будут мастерить мигающие светодиоды и, чуть позже, терминаторов. Я буду говорить об обычной школе, где кроме кружка днем идут уроки. В домах творчества и различных клубах ситуация, естественно, другая.
Есть несколько вариантов:
1. В классе, выделенном для занятий, ничего, кроме розетки 220 В, нет. Самый сложный вариант. Надо искать где-то блоки питания для каждого человека. Неочевидная проблема заключается в том, что перед каждым занятием всю эту сеть низковольтного питания надо сначала подключить (удлинители, сами БП, провода на каждый стол), а после - все обратно убрать. Как-то переоборудовать класс не разрешают - материальная ответственность, никто с этим связываться не будет. Вторая вариант - как можно быстрее перейти к программированию и потом заниматься исключительно им, и тогда нужен только компьютер и проектор. Понятно, что это не подходит - ребятам нужно совершенно другое .
2. Бывает, что в школьных кабинетах физики каждая парта уже оборудована розеткой или клеммником, на который подведены 36 или 42 В. Считается, что это относительно безопасное напряжение. В таком случае надо только изготовить блоки питания на 5 и/или 12 Вольт, которые будут постоянно установлены на партах. Иногда даже случается, что у преподавателя есть возможность менять напряжение на розетках школьных парт при помощи ЛАТР - вообще прекрасный вариант.
Кстати, можно найти довольно много разных паяльников на напряжение 12, 24,36 и 42В.
3. Ну и наконец бывает, что по классу разведено питание 5 В до каждой парты. Этого достаточно для проведения большинства опытов, а так же для работы маломощных приборов, и аналоговых и цифровых. Обычно такая разводка питания делается самостоятельно преподавателем физики с помощью довольно толстых проводов (для предотвращения значительно просадки напряжения).
К сожалению, в моем случае кабинет физики относится к варианту номер 1. На учительском столе есть ноутбук, МФУ, стоит телевизор, видеомагнитофон и муз. центр, а над головой висит проектор. За спиной - небольшой белый экран для проектора и, собственно, школьная доска. Никаких стопок макбуков, как нет и не предвидится. Что ж, буду использовать то, что есть. Наличие проектора очень обрадовало - у меня накопилось много роликов , которые так редко показывают на уроках физики и они будут очень кстати для понимания теории.
Исходя из всего этого, решено снабдить каждого юного радиолюбителя блоком питания на 5В. У большинства они уже наверняка есть: почти любая зарядка от телефона, планшета, плеера и т.д. У кого нет - я раздам из собственных запасов. Так же пользуемся батарейными блоками - удобно, мобильно и безопасно. Это то, что касается электропитания. Про макетки, компоненты и остальное - чуть позже. В ближайшее время буду обсуждать «переезд» в кабинет информатики, потому что без компьютеров в скором времени будет тяжело.
Срез знаний
Не менее важная задача - определить «начальные условия», то есть хотя бы примерный текущий уровень знаний будущих инженеров. Без этого, как мне кажется, будет трудно поставить цели и тем более их выполнить. Еще до нашей первой встречи я подготовил анкету и раздал ее на первом же занятии. Объяснил для чего это надо и как заполнять. Но все равно основные моменты я выяснял в беседе на занятиях: спрашивал про их уроки физики, информатики и математики, про увлечения, про наличие опыта в починке чего-либо, про увлечения, наличие радиолюбителей в семье и так далее.
Результаты такие:
- большинство просто забыло принести эту анкету на второе занятие
- двое шестиклассников и один семиклассник все же сделали это
- девятиклассники забили в полном составе
- заметно, что между 6 и 7 классом настоящая пропасть
- информатики считай, что не было. Максимум - офис. Однако один парень сказал, что было что-то Лого-подобное и еще один даже кое-что писал на Си
- уровень английского еще не успел понять, но то, что было в анкетах, никак не поможет на англоязычных ресурсах. Что ж, значит пока в даташити не полезем.
- у всех есть компьютер и Интернет
- сразу у нескольких человек папа или дедушка - инженеры и знают что к чему. Это очень хорошо для меня, думаю, с ними дело пойдет значительно веселее
- даже девятиклассники не до конца уверены как изображается батарейка на схеме. Те, кто помладше, совсем таких вещей не видели.
Исходя из этого сделал такие выводы:
1. Начинать с самого начала. Нельзя полагаться на то, что все из них знают что такое электрический ток, например. Ну, это было понятно с самого начала.
2. Придерживаться какого-то четкого плана и сроков будет очень непросто. Судя по тому, как ребята принесли мне анкеты)
3. Когда дойдем до программирования, то так же надо начинать с нуля. Чуть дальше я более детально опишу свои соображения.
4. Английская часть сети для них пока не существует. Придется ссылаться только на русские ресурсы и документацию. Ясно, что я не смогу их мотивировать усиленно учить английский - ребята пока что не понимают, зачем это надо.
5. Как можно активнее использовать Сеть. За 4 часа в неделю всего не рассказать и на все вопросы не ответить, но есть компьютеры, телефоны или планшеты. Поэтому надо постараться приучить их искать ответы в сети, общаться между собой и задавать мне вопросы не только в классе.
Хотел бы рассказать о своем опыте организации кружка электроники в обыкновенной московской общеобразовательной школе. Это, может быть, и не очень соответствует тематике Хабра, но во-первых посты об образовании (высшего, дополнительного, за рубежом, интерактивного и т.д.) здесь появляются довольно часто, а значит интересны многим. И, во-вторых, сегодняшние школьники, которые увлекаются IT, электроникой и робототехники это, по сути, завтрашняя аудитория Хабра, не так ли?
Мотивы
Так стеклись обстоятельства (с), что примерно 1.5 года назад у меня появилось достаточно много свободного времени, и его хотелось бы как-то плодотворно использовать. Я подумал, что надо бы заняться саморазвитием: давным-давно хотел, наконец, освоить FPGA, например, или получить какой-нибудь сертификат, или реализовать некоторые из своих небольших embed-проектов (попутно записался на курс MIT 6.002x на сайте edx.org и даже в декабре успешно его закончил). Но уже довольно давно в голове засела мысль, что все это на самом деле лишено какого-то глобального смысла и конечная цель неясна. Кроме, конечно, получения зарплаты и удовольствия от самого процесса. А вы никогда не задумывались над этим? Что будет после того, как вы разработаете и напишете какой-нибудь крутой игровой движок, или очередной сайт для крупного заказчика, пусть даже очень быстрый и удобный, или запрограммируете еще один контроллер на каком-нибудь производстве, собранный на последнем самом быстром MCU с кучей периферии и километрами проводов? Что останется через много лет от всего этого в сухом остатке? В общем, после всей этой невеселой философии, я подумал, что должно быть что-то кроме этого и надо заняться чем-то другим. Вспомнил, что в школе у меня был радиокружок. Он просуществовал совсем недолго, и никакой системы в занятиях не было. Преподаватель тогда сам не знал, чему же нас можно научить. Однако мне все равно нравилось туда ходить, в электронике была какая-то необъяснимая притягательность, загадочность и настоящая магия! Получается, что радиокружка давно уже нет, никаких школьных поделок не сохранилось, а положительные эмоции еще есть. В общем, решил попробовать самостоятельно организовать нечто похожее. Для ребят это будет интересно и (надеюсь) полезно, для меня - совершенно новый опыт, что тоже полезно. К тому же, когда что-то пытаешься объяснить другим, то и сам начинаешь понимать, о чем идет речь.Прошлогодняя история, или первый блин
Летом прошлого года я начал думать, где бы мне все это организовать. Вариантов было всего 3: на базе какого-то образовательного учреждения; в детском доме творчества (такие, как ни странно, еще есть в Москве и прекрасно себя чувствуют); самостоятельно снимать подходящее помещение. Последний вариант, конечно, крайне нежелателен, потому что кроме собственно платы за аренду надо будет оформить какое-то неимоверное количество бумажек, справок и разрешений от всех проверяющих органов: пожарные, санэпидемнадзор, коммунальщики, еще кто-нибудь примажется… Да и денег на аренду все равно нет (занятия однозначно должны быть бесплатными), не говоря уже о деньгах на справки. Вариант с домом творчества тоже оказался не лучшим. Ближайший ко мне (на Рязанском проспекте, возле ТЦ «Город») оказался все равно слишком далеко, чтобы можно было туда быстро доехать после работы, да и от метро не близко. Хотя я все же туда зашел, но так и не нашел никого из администрации (летом, естественно, там никого). Остаются образовательные учреждения: у них обычно все в порядке с помещениями, с проверяющими органами и с, собственно, наличием детей.Открыл карту и стал смотреть, что есть в окрестностях моей работы и дома. Относительно недалеко от работы нашел детский дом (кстати, удивился насколько много детских домов для умственно отсталых детей, а так же коррекционных). Выбрал детский дом, а не школу, потому что мне тогда казалось, что именно им, по идее, надо бы помогать по мере возможностей. Зашел на их сайт, нашел почту и отправил электрописьмо с предложением вести занятия. Прошло несколько дней, а в ответ вообще ничего. Ладно, наверно людям не до этого, или может там вообще e-mail читать просто некому. После работы позвонил, но пообщаться получилось только с охранником, администрация на работе не задерживается. Через пару дней, перед работой, поехал туда сам. На этот раз даже охранника на посту не оказалось, и, погуляв по первому этажу, я прождал его минут 10. Когда он все же появился и позвонил заму по учебной работе, я поднялся на второй этаж и стал опять ждать в коридоре. Еще 20 минут, ребята как раз вернулись из школы, все туда-сюда ходят, но ко мне никто так и не идет. Через полчаса, наконец, встретился с сотрудницей дет. дома, прошли в ее кабинет и я рассказал кто я, кем работаю, чего хочу и что предлагаю организовать. Она, вроде бы, заинтересовалась и проводила меня в старшую группу. Насколько я понял, там парни от 13 до 18 лет. Так же там была их воспитательница. Но на месте было всего трое ребят: один где-то лет 13, второй приблизительно 15 и самому старшему 18 лет. Старшего пригласили специально послушать меня, он особо и не хотел. А средний не отрываясь играл на компьютере в FIFA. Я сел и за 15-20 минут рассказал вкратце о том, что за занятия предлагаю организовать: про ползающих и летающих роботов, программирование, микроконтроллеры, участие в конкурсах, изготовление подарков на Новый год и дни рождения, про рисование печатных плат, паяльники, Arduino и так далее. Естественно, все это в таком виде, чтобы неподготовленный хоть что-то да понял: на примере сотовых телефонов, машин, телевизора, новогодних гирлянд и того же компьютера. Мне кажется, что довольно много ребят, которые интересуются техникой, уже в этом возрасте понимают о чем идет речь, хотя и очень отдаленно. Я был практически уверен, что такие занятия их заинтересуют.
Однако ничего подобного! Парень, которому было 15, отвлекся от компьютера и поинтересовался, смогу ли я научить их торговать на интернет-бирже Forex. Сказал, что у него уже есть на счете какое-то количество денег и было бы здорово их приумножить. На это я ответил, что радио это не экономика, и вообще такие биржи лишь выманивают деньги, и чтобы на этом зарабатывать надо хорошо знать экономику, математику, статистику, но в любом случае это не то чем предполагается заниматься. Зато можем научиться программировать, а программирование ему может помочь и в этой области! Но парень только расстроился и вернулся к FIFA. Я решил поговорить с самым старшим насчет его учебы. Узнал, что он учится в железнодорожном колледже и что все эти моргалки и свистелки ему так же до фонаря. Может, думаю, у них просто в колледже и без того полно всякой электроники с ТАУ преподают? Может автоматика, или связь, или телеметрия - на железной дороге такого очень много. Ничего подобного - он просто учится на машиниста! (да простят меня машинисты за такой тон) Что ж, стал рассказывать насколько интересно разработать что-то для той же ж/д, разобраться с какой-нибудь системой управления, покопаться со связью и т.д. И вообще на ж/д огромный простор для автоматики! Но нет, парень сказал, что и так, в общем-то, все что нужно умеет и особенных плюсов для себя в занятиях не видит. Я, честно говоря, был слегка не готов к такому повороту. Все равно сказал, что позвоню через пару дней и, если ребята решат попробовать, то организуем группу. Мне уже надо было бежать на работу (почти обед), я попрощался и ушел. А через два дня позвонил и воспитательница сказала: «Вы же понимаете, ребята у нас избалованы всякими кружками. Похоже, они к вечеру уже и забыли, что вы приходили. К тому же, самый старший сейчас собирается жениться и ему не до вас. Давайте вы придете и еще раз попробуете поговорить, но уже с другими детьми?»
Выводы такие:
1. Складывается впечатление, что никому, кроме меня самого, это вообще даром не надо. Ни заведующая, ни воспитательница даже не попросили мой телефон (хотя, конечно, все мои контакты я оставил еще в первом письме). Я сам на выходе оставил свою визитку. К ребятам вопросов, конечно, быть не может, все же они дети и еще не понимают что к чему и что на самом деле им нужно. Но в 18 лет уже можно как-то думать о своем будущем. Хотя вполне может быть, что это я неинтересно все рассказывал и не смог их заинтересовать.
2. Обстановка в дет. доме совсем не производит впечатления, что им не хватает на что-то денег. Нормально отремонтированное здание, хорошие большие телевизоры во всех комнатах, у многих ребят телефоны лучше, чем у меня, компьютеры, нормальные мониторы, парты и так далее. Но не понятно, что с ними будет, когда они в 18 лет отсюда уйдут. По-моему, никто не думает о том, как они будут себя обеспечивать после выпуска.
Так в прошлом году у меня пропало всякое желание дальше этим заниматься.
Попытка номер два
Шло время, и зимой я опять стал задумываться об этой идее. К тому моменту уже прочитал все, что мог найти в интернете, про организацию радиокружков и даже нашел несколько специальных книжек еще советских времен. Некоторую полезную информацию почерпнул на РадиоКоте, а так же пообщался с двумя людьми, которые как раз ведут подобные занятия (привет Вадиму и YS). Робкая попытка найти единомышленников на работе результата, к сожалению, не дала, так что предстояло изобразить что-нибудь в гордом одиночестве. Ну и ладно!В начале лета собрался, наконец, с духом и пошел в школу. У меня прямо рядом с домом аж целых 3 школы, стоят почти стена к стене. В первой школе охранник оказался изрядно под градусом и сначала вообще не понял, что я хочу (наверно, сказывается лето). Потом позвонил кому-то, но после объяснения ситуации практически сразу же положил трубку и сообщил мне, что здесь во мне не нуждаются. А я ведь даже никому не успел объяснить, что именно я, собственно, предлагаю! Очень обнадеживающее начало, да… Решил все же еще раз попробовать, раз уж школы все равно рядом. Зашел во вторую. Тут охранник оказался вполне нормальным, но он сообщил, что школа для умственно отсталых детей и все равно в школе летом никого из администрации и канцелярии нет. Что ж, пошел в последнюю школу. Снова охранник, снова я представился и кратко описал что предлагаю. И тут тоже никого не оказалось, но зато «директор вот только что ушла! Иди, догони». И действительно, на ступенях лестницы я догнал женщину и представился, она оказалась директором этой школы. Опять коротко рассказал кто я, откуда взялся и чего хочу. Она узнала, работаю ли я и какое у меня образование. И, кажется, что мое предложение ее заинтересовало. Наконец-то! Мы договорились, что я приду через несколько дней для более подробной беседы.
Я пришел в назначенное время и стал дожидаться своей очереди, чтобы попасть к директору (еще бы, тут выпускные экзамены ведь, у всех понятные проблемы, и к тому же учителя тоже хотят свои проблемы решить). Наконец меня пригласили, и я более подробно описал предполагаемую программу занятий, количество часов в неделю и материальную базу, а так же из скольких человек будет состоять группа. Директора в общих чертах все устроило, к тому же в школе никаких подобных кружков до этого времени не было (я и не очень в этом сомневался, конечно).
Но тут меня ошарашили тем, что надо будет официально устраиваться на должность преподавателя дополнительного образования. Как оказалось, просто так вот прийти в школу и устроить любые (пусть и бесплатные) занятия нельзя. Если честно, до этого момента я как-то не подумал об этом, хотя это конечно правильно и логично: нельзя подпускать к детям кого попало. Я был совершенно не готов к такому повороту, ну да делать нечего. Секретарь начала рассказывать какие справки и документы мне надо будет собрать. Я столько в своей жизни никогда не собирал:
- оформить мед. книжку
- справка МВД об отсутствии судимости
- справки из наркологического и псих. диспансеров
- справку из КВД
- копию трудовой книжки с места работы (я же устраиваюсь по совместительству)
- паспорт, СНИЛС, копию диплома и ИНН
Итак, к началу сентября (ну, где-то ко второй неделе) я смог все же получить все требуемые бумажки. В школе познакомился с женщиной, которая координирует направление доп. образования. Она объяснила, как ребята записываются во всякие кружки, а так же дала требования к программе дополнительного образования. Согласовал с ней количество и продолжительность занятий. Написал заявление о приеме на работу и подписал его у директора. Затем отнес в отдел кадров все документы, заполнил анкету для получения банковской карточки и написал автобиографию, которую пишут все учителя (это тоже довольно интересный момент. Надо кратко перечислить своих родственников, род их занятий, а так же написать о своем образовании, месте работы и своих увлечениях). Хоть я о зарплате вообще ни с кем не говорил, но банковскую карту все равно пришлось оформить, я же теперь не кто-нибудь, а преподаватель…
В итоге с пятницы, 13 сентября, я школьный учитель. Дальше самое главное - набрать группу для занятий. Я составил объявление, которым надеялся привлечь ребят, и расклеил его в школе на самых видных местах. Кроме этого оказалось, что школа представляет собой не одно здание, а целых три. Так что я разместил объявления еще и там. Плюс к этому удалось договориться, чтобы в одном из зданий школы я прошел по классам (с 6 по 10) во время уроков и коротко рассказал ребятам о кружке. Как это ни удивительно, но за 5 дней по объявлению мне никто так и не позвонил. Ни один ученик и ни один родитель. Оставалась надежда на то, что удастся привлечь ребят своим анонсом. Утром пришел в школу, мне в помощницы дали учительницу начальных классов и вместе с ней я обошел 10 классов (по 2 класса в параллели) с двухминутным рассказом о занятиях электроникой и робототехникой. Тут эффект был гораздо сильнее: было видно, что некоторые заинтересовались, некоторые даже стали задавать вопросы. На следующей же перемене на занятия записались 5 или 6 человек, причем самой первой записалась девочка! Я немного удивился, но это ведь даже здорово. На этом моя кампания по привлечению юных техников была окончена, я уехал на работу.
В итоге, через несколько дней, в списке желающих заниматься было 12 человек. В основном это шести- и семиклассники, но есть двое из 9-ого. Как я понимаю, у старшеклассников интересы несколько иные. За время записи мне даже дважды звонили родители одного второклассника и одного третьеклассника, но, на мой взгляд, для них такие занятия будут слишком преждевременны. Так же на прошлой неделе я составил программу, наличие которой требует министерство образования, и разместил в школе объявления о первом занятии.
Заключение
На этом я хотел бы закончить и без того длинный пост. Пока не знаю, получится ли что-то из моей затеи или нет, но как я убедился организовать занятия вполне реально. Очень многое осталось за рамками и мне есть что рассказать:- какая запланирована программа занятий
- какие проекты предстоит реализовать ребятам
- что с материальной базой кружка (всякие паяльники, вытяжки, макетные платы, компьютеры, электронные конструкторы, покупка в китайских магазинах и т.д.)
- как проходило оформление документов и справок
- А еще сегодня состоялось первое занятие!
Неправ тот, кто считает радиотехническое направление несовременным и отжившим свое — дескать, этот вид связи безнадежно устарел, так зачем же в нем разбираться? На самом деле, данное занятие — одно из самых популярных и востребованных и в наши дни. Юных Поповых и Маркони привлекает в радиотехнике многое: возможность создать своими руками сложный прибор, усовершенствовать или отремонтировать существующий, а также просто получить навыки, которые будут полезны каждому человеку.
В лабораториях, домах и центрах творчества юные радиолюбители нашего города получают возможность познакомиться как с основами радиотехники, работой со слесарными и монтажными инструментами, так и со сложными схемами и аппаратурой. Многие школьники, изучая радиодело в кружках, делают важный шаг по пути к будущей специальности и профессии.
В нашем городе нет недостатка в квалифицированных педагогах и мастерах, специализирующихся по радиотехнике. Многие получили профессиональное образование еще в СССР, отдали немало лет ведущим заводам, промышленным предприятиям и готовы передать подрастающему поколению секреты мастерства и свой опыт. Ребята, обучающиеся радиоделу, нередко становятся победителями различных конкурсов, участниками конференций и слетов.
Подготовка к пайке микросхем
Работа с паяльником и микросхемами - обязательный пункт для каждого радиолюбителя. Одним из основных правил для новичков является следующее: берите недорогие схемы и тренируйтесь! Только «набив руку» на простых, можно переходить к более сложным и, соответственно, дорогим. Перед тем как начинать пайку микросхемы, нужно удалить ее избыточный припой с помощью медной оплетки, которую предварительно разогревают паяльником. Помните, что именно благодаря качественной подготовке основания зависит успех всей работы! Это влияет на то, насколько надежным станет будущее соединение с элементами микросхемы. Также от этого зависит и величина сопротивления. Перед работой схема должна быть обезжирена: в этом поможет обычная салфетка, смоченная мыльным раствором. Правда, есть случаи, когда не обойтись без специального состава, который можно приобрести в магазинах радиодеталей. Чистка контактов производится ацетоном или метилгидратом - он наиболее безопасен для здоровья людей.
Безопасность работы с паяльным оборудованием
Занятия детей и подростков в радиотехническом кружке проходят под неусыпным контролем педагогов. В любом случае курс начинается с правил техники безопасности. Преподаватель рассказывает, как правильно обращаться с оборудованием, настраивая, регулируя и эксплуатируя его. Объясняет, как обезопасить себя при работе с антенной. Важнейшая задача устроителей кружка в помещении любительской радиостанции - обеспечить пожарную безопасность. Учитывая, что схемы чаще всего собирают с помощью пайки, остановимся подробнее на основах работы с паяльным оборудованием. Иметь дело приходится с высокими температурами, поэтому следует защитить кожу. От ожогов, конечно, никто не застрахован, но осторожность не помешает. Особенно важно беречь от ожогов глаза, чтобы не потерять зрение. Не нужно поднимать пальник высоко, махать им – инструмент всегда должен находиться на подставке. Во время пайки обязательно следует надевать очки. Даже если вы просто разбираете схему, припой может брызнуть в глаза, и травмы в таком случае не избежать.
Как избежать ошибок при соединении динамиков?
При соединении динамиков важно помнить, что они боятся перегрузки. Если она произойдет, то динамик может выйти из строя. Поэтому важно учитывать, что на него подают мощность не выше номинальной (можно меньше). Перед соединением динамиков обращают внимание на их номинальную мощность (в ваттах) и активное сопротивление звуковой катушки (в омах).
Как проверить, в каком состоянии резистор?
Далеко не каждое устройство работает десятилетиями, не говоря уже об отдельных его элементах и деталях. Нередко выходят из строя конденсаторы, чуть реже, но это встречается - резисторы… Проверить, не приказал ли долго жить резистор, довольно просто - нужно измерить сопротивление. Нормальным показателем считается любой, если он меньше бесконечности и больше нуля. Обращают внимание и на цвет: чёрный резистор, как правило, уже отслужил своё, хотя бывают и исключения. Такой цвет деталь получает вследствие перегрева.
Программа
кружка электроники
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
В настоящее время проблема формирования технических знаний, умений и навыков у подростков приобретает особую значимость и актуальность
Снизилось при отсутствии финансирования и количество кружков технического направления из-за их дорогостоящей материальной базы.
Сократилось число обучающихся в ПТУ, т. к. упал престиж рабочих профессий, в связи с невостребованностью.
Но с постепенным укреплением в стране экономических отношений, роста строительства, возобновлением работы ряда промышленных предприятий вновь становятся востребованными многие рабочие специальности, в которых необходимы знания основ электро и радиотехники.
Программа по изучению основ электро и радиотехники дополняет и расширяет сферу дополнительных образовательных услуг.
Электрическая энергия наиболее универсальна и удобна для использования. Ее можно получить из любого другого вида энергии, легко передавать на большие расстояния, легко «дробить» для обеспечения отдельных потребителей. Энергетика, электро и радиотехника, электроника являются одними из ведущих отраслей экономики. Они развиваются более высокими темпами, чем другие отрасли. Без радиоэлектроники немыслима современная жизнь. Создание новейших материалов и изделий, высокие технологии, связь, обработка информации и управление – все это основывается на электроэнергии и электронике, и, прежде всего на их технологическом использовании.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРОГРАММЫ
Обучающая цель: помощь учащимся в получении первоначальных знаний об электричестве, по электро и радиотехнике, подготовка их к восприятию тем по этим вопросам из школьного курса физики. Профессиональная ориентация, чтобы учащийся выбрал дальнейший путь получения образования по электротехническому , радиотехническому, электронному профилю.
Задачи:
Формирование интереса к электро и радиотехнике, к видам деятельности связанными с ними;
Обучение детей использованию в речи правильной технической терминологии, технических понятий и сведений, чтению и умению пользоваться технической и справочной литературой ;
Подготовка к осознанному, ориентированному на практическое применение восприятию тем школьного курса физики;
Мотивация отношения к обучению как к важному и необходимому для личности и общества делу.
Развивающая цель: развитие трудовых и творческих способностей детей средствами начального моделирования и конструирования.
Задачи:
Развитие умений умственного труда (запоминать, анализировать, оценивать и т. д.);
Развитие умений организации трудовой деятельности;
Развитие творческого мышления, мотивации к творческому поиску.
Воспитывающая цель: воспитание самостоятельной, уверенной в своих силах личности.
Задачи:
Воспитание настойчивости в преодолении трудностей, достижении поставленных задач;
Воспитание аккуратности, дисциплинированности, ответственности за порученное дело;
Создание ситуации успеха;
Приобщение к нормам социальной жизнедеятельности.
ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ
Программа реализуется через деятельность объединения (кружка) на базе средней общеобразовательной школы.
Группа формируется по принципу личной заинтересованности учеников в изучении основ электро и радиотехники.
Возраст занимающихся 13 – 15 лет.
Срок реализации программы 1 год, но при наличии соответствующей материальной базы программа может быть легко переработана путем добавления теоретических тем и практических занятий до 2-3-х летнего срока.
Занятия в группе проходят два раза в неделю. Продолжительность занятия - три урока по 40 минут с перерывом 10 минут.
На занятиях происходит более близкое знакомство педагога и учащихся, выявление лидеров группы, интереса, мотивации к занятиям.
Практические занятия реализуются с помощью электроконструкторов и подручных материалов.
В программе предусмотрены экскурсии в краеведческий музей; в техническую библиотеку.
Групповая форма занятий способствует созданию доверительной, теплой, дружеской атмосферы, индивидуальному подходу педагога к каждому учащемуся, помогает учащимся быстрее освоиться, самовыразиться.
ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ
Для организации учебного процесса используется ряд методов.
· Словесные: рассказ, объяснение, беседа, дискуссия.
· Наглядные: демонстрационный материал, плакаты, приборы, схемы.
· Практические: чтение чертежей и схем, сборка моделей и приборов, изготовление наглядных пособий.
ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ
Из основных форм обучения можно выделить следующие.
· Фронтальная; дает возможность работать со всем коллективом детей на занятии.
· Групповая; создание микрогрупп (2-3 человека) для выполнения определенного задания.
· Коллективная; дети могут сотрудничать друг с другом, работая в микрогруппах.
· Индивидуальная; очень результативная форма обучения, основанная на дифференцированном подходе.
· Игры и тренинги.
· Экскурсии.
· Участие в выставках, конкурсах.
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОБУЧЕНИЯ
Программа строится на следующих принципах обучения:
Принцип добровольности, гуманизма, приоритета общечеловеческих ценностей, свободного развития личности, самоценности ребенка, создание максимально благоприятной атмосферы для личностного и профессионального развития обучаемого («ситуация успеха»; «развивающее обучение»);
Принцип доступности обучения и посильности труда;
Принцип природосообразности: учет возрастных возможностей и задатков детей при включении их в различные виды деятельности;
Принцип индивидуально-личностной ориентации развития творческой инициативы детей;
Принцип дифференцированности и последовательности: чередование различных видов и форм занятий, постепенное усложнение приемов работы, разумное увеличение нагрузки;
Принцип культуросообразности: ориентация на потребности детей, адаптация к современным условиям жизни общества;
Принцип креативности: развитие творческих способностей обучаемых, применение методов формирования умений применять знания в изменившихся условиях;
Принцип научности;
Принцип связи теории и практики, связи обучения с жизнью;
Принцип систематичности и последовательности в обучении;
Принцип сознательности и активности обучаемых.
ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Обучающая цель
По окончании курса ребенок должен знать:
Требования к организации рабочего места;
Чертежные инструменты и специальные трафареты;
Условные обозначения на схемах;
уметь:
Правильно обращаться с чертежными инструментами и специальными трафаретами, вычерчивать простые электросхемы;
Создавать несложные модели, наглядные пособия;
Вносить изменения в конструкцию моделей;
Аккуратность (способность содержать в порядке рабочее место, бережно относится к материалам, инструментам).
Работа с родителями.
Эффективно решать учебно-воспитательные задачи можно только в тесном сотрудничестве с родителями.
В этой связи необходимо:
В начале учебного года познакомиться не только с записавшимися в объединение ребятами, но и их родителями, обсудить учебную программу , материальные условия ее реализации;
Познакомиться с мнением родителей об интересах, увлечениях ребенка, его физических и интеллектуальных возможностях, состоянии здоровья;
Установить с родителями уважительно-доверительные отношения, взаимопонимание по воспитанию, развитию и обучению детей;
Привлекать родителей к подготовке и проведению как групповых, так и Дома детского творчества мероприятий (праздников, экскурсиям, походов, выставок и фестивалей);
Предусмотреть индивидуальные консультации с целью разъяснения конкретных мер помощи ребенку в развитии с учетом его возможностей, а также обсуждение результатов продвижения ребенка в ходе занятий по программе;
Заинтересовать семью совместными формами деятельности с ребенком (например, изготовление новогодних украшений, костюмов, игрушек и подарков к празднику, игротеки или наглядных пособий и т. п.).
Раздел 1. Электричество, электротехника.
Тема 1. Вводное занятие. Беседа об электричестве.
Как дети представляют себе электричество, какими знаниями обладают.
Природное и искусственное электричество.
Краткий экскурс в историю. Древняя Греция, Фалес, Аристотель.
Тема 2. У истоков знания об электричестве.
Как люди познавали электричество, кто стоял у истоков познания. Древние века, новое время. Уильям Гильберт, Отто фон Герике, Вениамин Франклин, Кулон, Гальвани, Вольта и другие.
Тема 3. О том, как устроен атом. Как ученые узнали устройство атома. Строение и свойства атома. Атомы простых веществ (водород , гелий, кислород, углерод).
Как образуются молекулы.
Практическое занятие по моделированию атомов.
Тема 4. Электризация, электрические силы. Понятие об электризации и электрических силах.
Практическое наблюдение электризации и взаимодействия наэлектризованных тел.
Тема 5. «В пустоте» Поведение электрического заряда в физическом вакууме .
Тема 6. «Мыльные пузыри» Свойства электрического поля.
Тема 7. «Портрет» Как измерили электрон.
О том, как был измерен заряд электрона. Как выглядит электрон.
Тема 8. «Турпоход» Как ведет себя электрический заряд в электрическом поле.
Тема 9. Магнетизм. Природные и искусственные магниты. Магнитные линии, как их можно увидеть?
Практическое исследование магнитных полей создаваемых плоским, круглым, кольцевым, подковообразным магнитами. Изготовление металлических опилок. Отображение магнитных линий с помощью металлических опилок.
Опыты с магнитами. Притягивание различных предметов магнитами.
Сортировка магнитных и немагнитных предметов при помощи
Определение силы притяжения подковообразного магнита.
Влияние зазора между якорем и магнитом на силу притяжения.
Тема 10. Магнитное взаимодействие. Взаимодействие магнитов, магнитная стрелка компаса.
Практическое исследование магнитного взаимодействия, изготовление магнитных стрелок из швейных игл, наглядные опыты с ними.
Сборка модели компаса. Обращение с компасом.
Строение магнита. Намагничивание стальной проволоки.
Остаточный магнетизм и размагничивание железа.
Взаимодействие магнитных стрелок. Взаимодействие магнитов с
полюсами стрелок и т. д.
Тема 11. Электромагнетизм. Электромагниты. Магнитное поле, создаваемое электрическим током.
Практические опыты с электромагнитами. Изготовление электромагнита на каркасе из катушки от ниток. Исследование его магнитного поля. Отображение магнитных линий с помощью металлических опилок.
Сборка моделей с применением электромагнитов.
Тема 12. Электромагнитное реле. Виды, устройство, применение.
Знакомство с образцами реле, применяемых в электроизделиях.
Практическое занятие. Сборка моделей с применением реле.
Тема 13. Электроизмерительные приборы. Виды, устройство, применение.
Знакомство с тестером и мультиметром.
Сборка моделей измерительных приборов.
Тема 14. Электромагнитная индукция. «Превратить магнетизм в электричество». Возникновение индукционного тока. Практическое занятие: «Эксперименты Фарадея».
Тема 15. Электрический ток. Что такое электрический ток, как он возникает (условия возникновения), как измеряется. Промышленное получение электроэнергии, виды электростанций. Потребители электроэнергии, бытовые электроприборы.
Практическое измерение силы тока (для наглядного представления).
Сборка модели динамомашины исследование ее работы.
Что такое электрическое напряжение, как оно создается, как измеряется.
Практическое занятие. Химические источники тока гальванический элемент, батарея гальванических элементов, аккумулятор. Сетевой блок питания (выпрямитель). Конденсаторы, накопление ими электроэнергии.
Разборка отработанных батареек, аккумуляторов разных видов, изучение их устройства. Изготовление простейших источников тока, опыты с ними.
Последовательное и параллельное соединение источников тока.
Тема 17. Электрический ток в металлах, жидкостях, газах.
Особенности протекания тока в различных средах.
Практическое занятие. Изготовление электролитов опыты с ними. Изучение устройства неоновой и люминесцентной ламп.
Тема 18. Проводники и диэлектрики. Почему одни тела пропускают ток, а другие нет.
Практическое занятие.
Тема 19. Тепловое действие тока. Способность тока нагревать проводники. Полезное и вредное.
Практическое занятие. Изготовление модели электрообогревателя.
Тема 20. Магнитное действие тока. Действие магнита на ток. (Для закрепления).
Тема 21. Химическое действие тока. Электролиз. Покрытие металлов защитным слоем.
Практическое занятие. Разложение воды на кислород и водород. Омеднение гвоздя.
Тема 22. Основы электробезопасности. В чем опасность электротока для человека. Как действует электрический ток на живой организм. Как обезопасить себя от действия электротока.
Практическое занятие по измерению сопротивления тела и расчет тока.
Тема 23. Электрические цепи.
Состав электрической цепи. Схематическое изображение элементов цепи. Электрические схемы.
Подготовительная работа. Сборка элементов и узлов цепи.
Практическое знакомство с электрической цепью.
Тема 24. Электрическое сопротивление. Зависимость сопротивления проводника от его материала; от его длины и сечения. Переменное проволочное сопротивление, изменение сопротивления, реостаты.
Практическое занятие. Сборка различных моделей реостатов, опыты по изменению сопротивления. Виды промышленных сопротивлений (резисторов), различие по мощности, маркировка. Измерение (проверка) резисторов.
Тема 25. Закон Ома. Зависимость силы тока от сопротивления электрической цепи. Постоянство силы тока во всех участках цепи, зависимость силы тока от напряжения. Практическое занятие. Регулирование силы тока реостатом. Изменение напряжения, подаваемого на лампочку с помощью потенциометра.
Тема 26. Последовательное соединение элементов цепи. Практические исследования.
Тема 27. Параллельное соединение. Практические исследования.
Тема 28. Смешанное соединение. Практические исследования.
Тема 29. Преобразователи электрической энергии в механическую. Классификация электродвигателей. Краткая история электродвигателей. Устройство электродвигателя постоянного тока, правила его включения, реверсивное включение. Понятие об электротранспорте.
Практическое занятие. Сборка модели электродвигателя, модель электровентилятора, модель прибора для синтеза белого цвета. Модель движущейся лебедки, модель электрического подъемного крана. Модель шагового электродвигателя.
Тема 30. Электрическая связь и сигнализация. Телеграф, телеграфная линия, телефон. О радиотелеграфии. Сигнализация акустическая и оптическая.
Практическое занятие. Изучение устройства буквопечатающего старт - стопного телеграфного аппарата типа СТА, телефонного аппарата ТА - 57. Сборка моделей телеграфных аппаратов; модели пожарной и охранной сигнализации.
Тема 31. Краткие сведения о переменном токе. Получение, преобразование, выпрямление. Практическое занятие. Опыты с понижающим трансформатором, сборка модели содового выпрямителя.
Тема 32. Электротехническая игротека. Сборка игровых моделей «Твердость руки», «Кто быстрее?» и др. Соревнования.
Тема 33. Справочная литература. Словари, энциклопедии, справочники. Как ими пользоваться.
УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ
Раздел 1. Электричество. Электротехника.
Часы теоретические | Часы практические | Итого часов |
||
Вводное занятие. Беседа об электричестве. | ||||
У истоков знания об электричестве. | ||||
О том, как устроен атом. Как образуются молекулы. | ||||
Электризация. Электрические силы. | ||||
«В пустоте». | ||||
«Мыльные пузыри». | ||||
«Портрет» Как измерили электрон. | ||||
«Турпоход». | ||||
Магнетизм. | ||||
Магнитное взаимодействие. | ||||
Электромагнетизм. Электромагниты. | ||||
Электромагнитное реле. | ||||
Электроизмерительные приборы. | ||||
Электромагнитная индукция. | ||||
Электрический ток. | ||||
Напряжение. Источники тока. | ||||
Электрический ток в металлах, жидкостях, газах. | ||||
Проводники и диэлектрики. | ||||
Тепловое действие тока. | ||||
Магнитное действие тока. | ||||
Химическое действие тока. | ||||
Основы электробезопасности. | ||||
Электрические цепи. | ||||
Электрическое сопротивление. | ||||
Закон Ома. | ||||
Последовательное соединение. | ||||
Параллельное соединение. | ||||
Смешанное соединение. | ||||
Преобразователи электрической энергии в механическую. | ||||
Электрическая связь и сигнализация. | ||||
Переменный ток. | ||||
Электротехническая игротека | ||||
Справочная литература |
Раздел 2. Основные сведения по электронике.
Общее количество часов - 244
