Министерство Социального развития Саратовской области
Государственное бюджетное учреждение Саратовской области
«Социально-реабилитационный центр для несовершеннолетних» «Возвращение»
«Утверждаю»
Директор филиала
ГБУ СО СРЦ «Возвращение»
Ершова В.М.
от «____» _______ 2012 г.
П Р О Г Р А М М А
ЗАНЯТИЙ ТВОРЧЕСКОГО ОБЪЕДИНЕНИЯ «РАДИОЭЛЕКТРОНИКА»
Руководитель объединения
Инструктор по труду
Аппак Б.Г.
г.Саратов
2013г.
Программа занятий Творческого объединения
«Радиоэлектроника»
Инструктор по труду
Отделения социальной реабилитации
ГБУ СО СРЦН «Возвращение»
Аппак Борис Георгиевич
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
XXI век стал веком глобальных информационных коммуникаций, интенсивного внедрения электроники в нашу жизнь.
Объединение «Радиоэлектроника» дает возможность подросткам не только заполнить свой досуг, но и развить базовые знания и поднять уровень мотивации к обучению. На занятиях находят себе любимое дело талантливые и способные воспитанники, оказавшиеся в трудной жизненной ситуации.
Многим сегодняшним воспитанникам в будущем предстоит не только эксплуатировать, но и принимать активное участие в разработке и изготовлении автоматических устройств различного назначения. Поэтому наряду с психологической подготовкой большое внимание следует уделять практической подготовке, отвечающей требованиям сегодняшнего дня.
Одним из эффективных путей профориентационной и практической подготовки детей являются их занятия в кружках радиоэлектроники.
Кружок комплектуется из воспитанников от 7 до 17 лет, проявляющих интерес к созданию электронных устройств.
Работа в нашем объединении позволит учащимся ознакомиться с основами электротехники, электроники, полупроводниковой схемотехники, устройством и применением источников питания РЭА, работой электронных усилителей различного назначения, применением аналоговых интегральных микросхем.
Данная программа составлена на основе многолетнего опыта работы объединения «Радиоэлектроника». В ней учтены положительные стороны всех профилирующих программ.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ТВОРЧЕСКОГО ОБЪЕДИНЕНИЯ
Занять досуг детей интересующихся радиотехникой и электроникой, радиотехническим конструированием и автоматикой. Помочь закрепить на практике знания, получаемые на занятиях. Приобщить к общественно-полезному труду. Расширить кругозор детей.
Задачи:
Образовательные:
- Способствовать развитию творческого потенциала воспитанников
средствами радиотехнического моделирования;
- Знакомство с современной электронной базой.
Воспитательные:
- Воспитание профессионального интереса к профилю объединения;
- Воспитание современного конструктивно-технического мышления.
Развивающие:
- Расширение информационного поля;
- Формирование активной творческой позиции;
- Развитие самостоятельности, аккуратности и ответственности.
ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОГРАММЫ
Занятия в творческом объединении «Радиоэлектроника» предполагают изучение аппаратуры и работу с ней. Именно состав аппаратуры, которой оснащена мастерская, ее технические характеристики и возможности определяют общий подход к построению программы занятий.
Методической основой занятий по радиоэлектронике следует считать оптимальное чередование групповых занятий с индивидуальной работой. Если теоретические занятия рационально проводить со всей группой, то практические обычно целесообразно проводить индивидуально. Этого напрямую требуют правила техники безопасности и особенности эксплуатации связной аппаратуры.
Приоритетные принципы данной программы:
- Личностная ориентация образовательного процесса;
- Оптимальное сочетание теоретических и практических занятий;
- Закрепление изученного материала повторением на более высоком уровне;
- Широкое использование технических средств обучения при проведении как теоретических, так и практических занятий;
- Привлечение к участию в образовательном процессе родителей, спортсменов, специалистов;
- Чередование групповых занятий с индивидуальными;
- Участие в днях активности, соревнованиях и других массовых мероприятиях с элементами соревновательности;
- Участие в повседневной жизни любителей радиоэлектроники: установление дружественных связей со школьниками и взрослыми радиолюбителями своего города, области, России, ближнего и дальнего зарубежья.
Особенности возрастной группы
Вид детской группы соответствует профилю объединения.
Периодичность
1 – 10 классы – 1 час 4 раза в неделю.
На основе опыта работы объединения «Радиоэлектроника» в программу включены разделы, удовлетворяющие современным интересам и увлечениям воспитанников.
На занятиях объединения используется специальное оборудование, изготовленное для объединений радиоэлектроники.
При реализации программы соблюдаются условия сохранения психического и психологического здоровья детей. В процессе обучения у ребенка формируются:
Уверенность в достижении поставленной цели;
Положительные эмоции в ходе выполнения работы;
Стремление добиться успеха.
Учащимся даются посильные задания, которые дают им возможность поверить в свои силы и снять чувство боязни и страха.
Психологический климат в группе позволяет каждому ребенку раскрыть свои способности, получить удовлетворение от занятий, почувствовать поддержку и помощь товарищей.
Все это дает возможность почувствовать детям свою успешность и поверить в себя, испытывая удовольствие от деятельности и получая положительные эмоциональные переживания.
ПРЕДПОЛАГАЕМЫЙ РЕЗУЛЬТАТ
Получение прочных знаний основ электронной автоматики и радиотехники у детей.
Овладение навыками пользования контрольно-измерительными приборами.
Конструирование своих первых действующих моделей радиоэлектроники и автоматики.
Ожидаемые результаты:
По окончании обучения учащиеся должны уметь:
Обращаться с инструментами;
Комплектовать радиосхемы;
Свободно собирать простую радиосхему;
Научиться трассировке печатных плат простых электронных схем.
Должны знать:
Все радиоэлементы, их обозначения на схеме;
Все физические величины (ток, напряжение, сопротивление и т. д.) и способы их измерения;
Анализировать результаты опытов.
Способы проверки умений и навыков:
Самостоятельная сборка электрических цепей, пайка, трассировка и демонстрация результатов работы группе учащихся;
Защита работ на конференциях и выставках, обсуждение результатов.
Методическое обеспечение программы
Основной формой занятий в объединении является занятие. Подведение итогов по каждой теме проводится в форме зачета.
В организации учебно-воспитательного процесса рекомендуется использовать следующие методы обучения:
- метод наблюдений
- проектные методы
- метод упражнения
- словесный метод
- метод показа
- метод мотивации и стимулирования
4. Условия реализации программы:
Помещение для занятий должно быть сухим, теплым и светлым; стены должны быть окрашены в светлые, теплые тона, коммуникационные трубы и отопительные батареи закрыты электроизолирующими ограждениями. Для объединения необходимо иметь:
Инструменты
Слесарный набор инструментов:
Ножовка по металлу, щлицовка, зубило, слесарный молоток, напильники и надфили разной формы и номеров насечки, ручная дрель, комплект сверл диаметром 1-10мм, пассатижи, ножницы по металлу, кернер, металлическая линейка, металлический угольник, чертилка по металлу, ручные тиски, штангенциркуль, микрометр, резак для пластмасс и листового металла, крейсмессель, гаечные ключи (№4-16).
Столярный комплект состоит из
ножовки по дереву, лобзика с комплектом пилочек, наборов стамесок и долот, рубанка, фуганка (полуфуганка), коловорота с набором перок, деревянного угольника, киянки, струбцин.
Кроме того, необходимо иметь достаточное число сверл малого диаметра (от 0,6 до 1,0 мм), используемых при изготовлении печатных плат.
Контрольно-измерительные приборы.
- тестеры – 8-10 шт.;
- осциллограф
- источники питания
- прибор для измерения параметров транзисторов
- генератор низкочастотный
- генератор высокочастотный
- генератор прямоугольных импульсов
- осциллограф
- осциллограф двухлучевой
- измеритель параметров индуктивностей и емкостей
- мост для измерения величин сопротивлений
- частотомер
- цифровой вольтметр
- универсальный источник питания
- источник питания типа ВС-ЗО
- автотрансформатор типа ЛАТР, РНО
- трансформатор с плавной регулировкой выходного напряжения
Расходуемые материалы.
В объединении желательно иметь:
- стеклотекстолит, текстолит, гетинакс листовой толщиной 0,5-2,5 мм;
- стеклотекстолит, (гетинакс) фольгированный толщиной 1-2,5 мм;
- полистирол листовой разных цветов толщиной 0,5-3 мм;
- органическое стекло листовое толщиной 4 мм;
- прессшпан толщиной 1-2 мм;
- пластилин твердый для макетных работ;
- алюминий листовой толщиной 1-2 мм;
- дюралюминий листовой толщиной 1,5-2,5мм;
- дюралюминиевый профиль (уголок, тавр, двутавр);
- эбонит, полистирол, текстолит, алюминий, дюралюминий, латунь, медь в прутках и болванках диаметром до 60 мм;
- припой ПОС-60 в прутках и проволоке;
- канифоль светлая, спирто-канифольный флюс;
- клеи разные (ПВА, БФ-2, «Уникум», «Момент», «Феникс» и др.);
- лакоткань, трубки ПВХ и ПЭ разных размеров;
- лента изоляционная хлопчатобумажная и ПВХ;
- провода монтажные и обмоточные;
- нитрошпатлевка, нитрокраски, растворители разные, метизы;
- сердечники для силовых трансформаторов мощностью 5-50 Вт,
- кассы резисторов мощностью 0,125-1 Вт, ряд Е-24;
- кассы низкочастотных и высокочастотных конденсаторов, ряд Е-24;
- электролитические конденсаторы 1-4000 мкФ;
- низкочастотные согласующие и выходные трансформаторы типа ТОТ или аналогичные;
- элементы индекации (лампы накаливания, светоизлучающие диоды, цифровые и знаковые индикаторы т. п.);
- полупроводниковые диоды, триоды, интегральные микросхемы, тиристоры;
- электродинамические головки прямого излучения;
- ушные или головные телефоны, капсюли, (ТМ-2, ТМ-4, ВТМ, ТОН и т.д.);
- электромагнитные реле с рабочим напряжением до 48 В;
- измерительные головки магнитоэлектрической системы с силой тока полного отклонения до 1 мА;
- коммутационные изделия;
- круглые и плоские стержни из феррита марок 100 НН - 600 НН;
- кольца из феррита марок 600НН – 2000 НН;
- держатели предохранителей с плавкими вставками;
- электротехническая арматура и т.д.
- ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
Тема | всего | на теоретические занятия | на практические занятия |
1. Вводное занятие | |||
2. Электромонтажные работы | |||
3. Основы электротехники | |||
5. Полупроводниковые приборы | |||
9. Экскурсии | |||
10. Заключительное занятие | |||
Итого: |
ПРОГРАММА
1.Вводное занятие
Электронная автоматика: характеристика, назначение, сферы применения. Краткий обзор развития электронной автоматики.
Правила поведения в лаборатории. Знакомство с материально-технической базой кружка.
Обсуждение плана работы кружка.
2.Электромонтажные работы
Безопасность труда при проведении электромонтажных работ. Виды и технология монтажа электронных схем. Электро- и радио- монтажный инструмент.
Припои и флюсы: назначение, основные характеристики и применение. Технология выполнения различных видов монтажа методом пайки.
П р а к т и ч е с к а я р а б о т а. Изготовление макетно-наладочных плат, демонтаж электронных блоков.
3.Основы электротехники
Строение вещества. Проводники, полупроводники и диэлектрики. Электрический ток. Сила тока. Измерение силы тока. Электрическое напряжение. Единицы измерения электрического напряжения.
Безопасность труда при проведении измерений в электрических цепях.
Последовательная электрическая цепь. Электрическое сопротивление. Единицы измерения электрического сопротивления. Условные графические обозначения резисторов. Резисторы: основные типы, их характеристики и применение.
Закон Ома для участка цепи. Электродвижущая сила. Химические источники тока. Закон Ома для полной цепи.
Последовательное и параллельное соединение проводников. Реостат. Делитель напряжения. Расчет параметров элементов электрической цепи постоянного тока.
Магнитное поле. Проводник в магнитном поле. Магнитное поле катушки. Электромагнит. Электромагнитная индукция.
Переменный электрический ток и его основные характеристики: амплитуда, частота, период, фаза.
Индуктивность. Катушка индуктивности. Условные графические обозначения катушки индуктивности. Единицы измерения индуктивности. Расчет катушек индуктивности. Индуктивное сопротивление. Последовательное и параллельное соединение индуктивностей.
Электрическая емкость. Единицы измерения. Условные графические обозначения. Емкостное сопротивление. Последовательное и параллельное соединение емкостей.
Конденсаторы: основные типы, их характеристики и применение.
Активное и реактивное сопротивление в цепи переменного тока.
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а. Закон Ома для участка цепи. Последовательное и параллельное соединение проводников. Индуктивность и емкость в цепи переменного тока.
П р а к т и ч е с к а я р а б о т а. Изготовление электрифицированных учебно-наглядных пособий. Простейшая светомузыкальная приставка.
4. Электротехнические устройства
Кнопки и переключатели. Условные и графические обозначения. Типы, назначение, характеристики и применение. Электромагнитные реле и шаговые искатели. Условные графические обозначения. Типы, основные характеристики и применение.
Элементы индикации и сигнализации: лампы накаливания, газоразрядные индикаторы, полупроводниковые излучающие приборы, знаковые и цифровые индикаторы, устройства акустической сигнализации. Условные графические обозначения. Назначение, основные характеристики и способы включения в электронных устройствах.
Электрические машины. Условное графическое обозначение. Принцип действия. Микроэлектродвигатели постоянного тока: основные типы и их характеристики.
Трансформаторы. Условное графическое обозначение. Принцип действия. Расчет трансформаторов.
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а. Электромагнитное реле. Микроэлектродвигатель.
П р а к т и ч е с к а я р а б о т а. Сигнализатор перегорания предохранителя, кодовый замок на реле, игровой автомат на реле, устройство защиты на реле, устройство управления скоростью вращения якоря электродвигателя и т.п.
5. Полупроводниковые приборы
Полупроводниковые материалы. Проводимость р- и n- типа, р - n- переход.
Полупроводниковый диод. Условное графическое обозначение. Вольт-амперная характеристика диода. Основные типы, параметры и применение полупроводниковых диодов.
Биполярный транзистор. Принцип действия. Условные графические обозначения. Транзисторы структуры р – n – p и n – p – n. Основные характеристики биополярных транзисторов.
Транзистор – усилитель электрического сигнала. Схемы включения транзистора и их основные характеристики. Классификация биополярных транзисторов.
Полевые транзисторы. Условные графические обозначения. Принцип действия и характерные особенности применения.
Правила монтажа полупроводниковых приборов.
Многослойные полупроводниковые приборы: динистор, тринистор, семистор. Условные графические обозначения. Принцип действия. Основные типы и применение.
Интегральные микросхемы. Технология изготовления. Гибридные ИМС.
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а. Полупроводниковый диод. Биполярный транзистор. Динистор и тринистор.
П р а к т и ч е с к а я р а б о т а. Изготовление несложных электронных устройств с применением полупроводниковых приборов: кодовый замок, охранное устройство, контролер влажности, контролер уровня жидкости, регулятор температуры нагревательных приборов, реле времени и т.д.
6. Электронные измерительные приборы
Назначение и краткая характеристика приборов для контроля параметров и наладки электронных устройств.
Генератор сигналов низкой частоты. Генератор сигналов высокой частоты. Генератор сигналов специальной формы. Осциллограф. Частотомер. Электронные приборы для измерения напряжения, силы тока, сопротивления, емкости, индуктивности.
Безопасность труда при проведении измерений. Правила эксплуатации приборов и методика проведения измерений.
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а. Исследование параметров сигналов генераторов при помощи осциллографа.
7. Источники вторичного электропитания
Выпрямление напряжения переменного тока. Принцип действия одно- и двухполупериодного выпрямителей. Схемы выпрямителей. Пульсации выпрямленного напряжения. Сглаживающие фильтры: основные типы, их характеристики и применение.
Классификация стабилизаторов напряжения постоянного тока. Принцип электронной стабилизации напряжения. Параметрический стабилизатор. Принцип действия, основные характеристики и применение. Расчет параметрических стабилизаторов напряжения.
Стабилизатор напряжения непрерывного действия компенсационного типа. Структура и принцип действия. Стабилизаторы напряжения с последовательным и параллельным включением регулирующего элемента. Принцип действия, характеристики и область применения.
Импульсный стабилизатор напряжения. Принцип действия. Перспективы развития источников вторичного электропитания.
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а. Выпрямитель напряжения переменного тока. Параметрический стабилизатор напряжения. Стабилизатор напряжения компенсационного типа.
П р а к т и ч е с к а я р а б о т а. Изготовление источников вторичного электропитания для нужд кружка, социально-реабилитационного центра.
8. Обработка и генерирование аналоговых сигналов
Усилители аналоговых сигналов в устройствах автоматики. Усилительный каскад на транзисторе. Установка режима работы транзистора по постоянном току. Простейший расчет параметров элементов усилительного каскада на транзисторе. Входные и выходные характеристики каскада.
Усилитель напряжения. Виды связи между каскадами усилителя. Обратная связь в усилителе. Усилитель постоянного тока. Избирательный усилитель. Усилитель мощности.
Генерация гармонических колебаний. LC - и RC-автогенераторы.
Аналоговые интегральные микросхемы. Классификация аналоговых ИМС. ИМС дифференциального усилителя. Условное графическое обозначение. Принцип действия и применение ИМС дифференциального усилителя.
ИМС операционного усилителя. Условное графическое обозначение. Принцип действия и назначение. Основные схемы использования ИМС операционного усилителя.
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а. Усилитель напряжения на биполярных транзисторах RC-автогенератор. Операционный усилитель.
П р а к т и ч е с к а я р а б о т а. Усилитель звуковой частоты, переговорное устройство, имитаторы звуков, электронная сирена, пробники для проверки трактов усилителей, электромузыкальный звонок, электронный замок со звуковым, ультразвуковым или оптическим ключом, селективные устройства управления.
9. Экскурсии
Возможные объекты: выставки детского технического творчества и радиолюбителей.
10. Заключительное занятие
Подведение итогов работы кружка за год. Поощрение наиболее активных кружковцев. Обсуждение плана работы кружка в будущем году.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
- Программа. Творчество учащихся. М.: «Просвещение», 1995.
- Б.Е.Алгинин Кружок электронной автоматики,1991.
- Б.С.Иванов Электроника в самоделках,1995.
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
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.
На прошлой неделе был пост про организацию занятий по электронике в школе. В этом посте, как и обещал, постараюсь изложить свои соображения насчет программы и методики ведения таких занятий.
Нет, эта картинка - не результат трех 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. Второй 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 по-младше, 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.
Я уже завел дневник на LiveJournal, канал на YouTube для будущих роликов и аккаунт в скайпе. Когда на последнем занятии я рассказал про все это и попросил активнее пользоваться, то все почти в один голос сказали, что нужна группа во Вконтакте. Что ж, придется пойти навстречу, и я чуть позже сделаю такую группу. Как я понял из разговоров, ребята гораздо чаще бывают во Вконтакте, чем на любом другом сайте (тут мне в очередной раз хочется сделать едкое замечание, но я не могу, я ж теперь преподаватель =))
В предыдущем посте был вопрос о видеозаписи. Я пытался записать первые два занятия, но делать это обычной видеокамерой оказалось крайне неудобно: узкий угол зрения и неудобно переставлять штатив, чтобы в разные моменты времени снимать то доску, то, например, макетную плату или какие-то эксперименты. В ближайшее время постараюсь разжиться экшн-камерой и вот тогда будет легче. Есть планы выкладывать самое интересное на канал YouTube.
Есть ли у вас план, мистер Фикс?
Теперь главное: что собственно мы собираемся делать и с чего начать? У меня не было четкого ответа до того, как мы начали занятия. Я лишь примерно представлял себе возможные варианты. На сегодняшний день прошло уже 3 занятия, и я более-менее понял уровень подготовки ребят. Мой хитрый план такой:- Самые основы: что такое электрический ток. Попытаться увязать это понятие с обычным трубопроводом, то есть использовать для наглядного и интуитивного обучение гидродинамическую модель (ГДМ).
- Источник питания (батарейка) и провода. Аналогии в ГДМ - насос, резервуар с водой и трубы.
- Устройство макетной платы.
- Простейшая схема на макетке - батарейка, провода и лампочка.
- Резистор и его влияние на лампочку и всю цепь. Аналогии в ГДМ - узкие трубы.
- Несколько резисторов в разных вариантах включения.
- Светодиоды; кнопки. Простые схемы с ними и аналогии в ГДМ (клапан и задвижка).
- Что такое микросхема. Взять простую плату и наглядно показать где тут МС, резисторы, кнопки, проводники и источник питания.
- Аналоговый и цифровой сигнал
- Микросхемы стандартной логики (не буду останавливаться на этом слишком подробно, но все равно это нужно сделать).
- Простейшие счетчики, генераторы, регистры, мультиплексоры, дешифраторы и т.д. Несколько занятий.
- Емкость и индуктивность.
- Arduino: что это и для чего. Что такое микроконтроллер со ссылками на МС стандартной логики.
- Поморгать светодиодом.
- Дальше будет все вперемешку, в зависимости от проекта у конкретного человека: кто-то будет пищать спикером, кто-то крутить сервопривод, выводить циферки на семисегментные индикаторы или обрабатывать массив кнопок.
Вот так. Сначала общие вещи, которые нужны для любой поделки, потом по мере возникновения вопросов и проблем. Понятие емкости и индуктивности я планирую объяснять далеко не в начале, скорее всего когда будут возникать «боевые» задачи. То же самое с переменным током. Где-то в отдаленной перспективе будут радиоволны, еще очень нескоро.
Общий смысл в том, чтобы как можно быстрее получить осязаемый результат. С самого начала я предложил ребятам разделить их работу на две части: у каждого свой небольшой проект + один общий проект, но посложнее. Так же обозначил для них приблизительный срок - до новогодних каникул. Считаю, что надо сразу привыкать к наличию временных рамок, иначе можно аморфно заниматься непонятно чем весь год без видимого результата.
Сейчас все больше склоняюсь к тому, чтобы объединить ребят по 2-3 человека над одним проектом и отказаться от общего проекта вообще. Если слишком долго копаться в теории и ничего не делать руками, то интерес очень быстро пропадет и народ просто разбежится.
Как верно подсказывали в комментариях , везде, где это возможно, я стараюсь объяснить теорию при помощи аналогии электрических цепей и водопровода. Это давно известный и хорошо себя зарекомендовавший метод, школьнику гораздо легче представить насос и заслонку, чем невидимые носители заряда и, например, диод.
Основной акцент будет делаться на цифровой электронике, а аналоговые вещи будут обсуждаться по необходимости. Поэтому постараюсь как можно раньше приступить к работе с Arduino: с ней гораздо проще и быстрее можно получить работающее устройство, и к тому же можно мастерить и программировать дома. Почему я выбрал именно Arduino, я думаю, понятно. Если нет - отвечу в комментариях.
Благодаря нескольким хорошим людям, которые откликнулись на первый пост, удалось насобирать 7 плат Arduino, и некоторым школьникам я их уже раздал. Да, пока они не знают с какой стороны ее взять, но некоторые успеют что-нибудь про это самостоятельно почитать.
Начало
За три занятия пока успели немного, но первое занятие было вводным и исключительно для сбора информации, раздачи анкет и разговоров про нелегкую школьную жизнь. На втором начали с рисования схемы батарейка + лампочка. Почти для всех это оказалось абсолютной китайской грамотой и пришлось говорить о том, как элементы отображаются на схемах. Затем не без труда составили аналогичную цепь, но «в терминах водопровода». А потом я попытался объяснить, что так оставлять нельзя и обязательно надо добавить резистор. Вот тут было напряженный (для меня) момент: половина начала активно зевать, другая половина просто с полным непониманием смотрела на доску. Поэтому было решено немедленно переходить к показательному выступления, и я достал макетку с резисторами и светодиодом. Сначала объяснил, что такое макетная плата и как в ней соединены контакты. Затем при помощи девятиклассников, с подробным обсуждением всего происходящего, собрали схему и подключили блок питания. Но ясно, что этот опыт не из самых зрелищных) И тут удалось привлечь их внимание: я предложил сжечь светодиод, убрав из цепи резистор. При слове «сжечь» в глазах появляются искры, и рты расплываются в улыбке. Так что пошли и прожарили этот несчастный светодиод, и попутно каждый смог убедиться, что он прилично греется. После этого объяснения про ток, резистор и их взаимосвязь пошли гораздо веселее и продуктивнее: теперь хоть понятно о чем я говорил.Третье занятие было похоже на второе, а началось с повторения и разных вопросов с моей стороны. Опять с трудом, но уже почти без моей помощи, смогли нарисовать несложную схему из трех элементов. Опять почти правильно нарисовали ГДМ всего этого. А дальше я рассказал, что резисторы бывают разными и что лампочка будет светить по-разному в зависимости от этого. На макетке все это незамедлительно проверили, повтыкали разные резисторы. А потом кое-как, но все же почти самостоятельно, разобрались что будет, если включить их параллельно. ГДМ тут очень помогает, и что важно - не потребовалось никаких формул. С последовательным включением почему-то возникли сложности. Ну что ж, не все сразу)
Самое главное, что было - начали обсуждать свои будущие проекты. Сначала половина хотела сделать некоего «робота», но после моих наводящих вопросов и разговоров ребята начали понемногу спускаться с небес на землю. Итак, пока вот что они придумали для себя:
- роборука с зажимом
- зарядка для аккумуляторов
- робот, ездящий по полосе
- автоматическая точилка для карандашей
- простая радиоуправляемая машинка
А четвертое занятие не состоялось. Вместо него я предложил поехать на чемпионат России по робо-сумо ! Как мне казалось, это будет для них интересно и сможет мотивировать. Однако в результате поехало всего три человека из примерно десяти, притом что соревнования проходили практически в то же время, что и занятие. Может быть, не пустили родители (для поездки обязательно нужно иметь разрешение со стороны родителей, что те не против), а может просто решили не заморачиваться и остаться дома, я пока этого не знаю. К сожалению, родители тоже не проявили почти никакого интереса, поехала только мама одного шестиклассника.
Соревнования по робо-сумо
Возможно, кому-то будет интересно как мы съездили на эти соревнования. Еще за несколько дней до этого я договорился встретиться там с несколькими людьми, которые хотели познакомиться и обменяться опытом. Добрались до МИЭМ, ребята сели в зале и стали наблюдать за рингом при помощи двух проекторов (роботы-сумоисты довольно маленькие, и даже на близком расстоянии сложно рассмотреть все что там творится). Конечно, очень здорово, что есть такие мероприятия, на которые можно вот так запросто прийти и посмотреть на работу таких увлеченных людей и их роботов. Я познакомился с Владимиром, который предложил помощь в ведении кружка. Так же познакомился с Алексеем, который уже второй год проводит аналогичные занятия, но только на базе библиотеки. Так же было интересно послушать про то, как у него все начиналось и какая была программа занятий.Когда был небольшой перерыв в конкурсной программе, я заметил, что на дальних столах что-то активно мигает всеми цветами. Пригласил ребят посмотреть - оказалось, что это были стенды, собранные на макетных платах. Вместо тысячи слов - ссылка на форум . Когда летом я лазил по сети и изучал все по теме кружков, то надолго завис на этом форуме. Это именно то, что надо для начинающих! Подробное описание самой макетной платы, способов подключения питания, изготовления и прокладки проводов, сделанных из дешевого кабеля, и самое главное - подробно разжеванные задания на использование микросхем стандартной логики. Кроме этого на форуме есть много чего полезного, и летом я все это прочитал. Вот так на соревнованиях по робо-сумо я познакомился с замечательным человеком, руководителем занятий электроникой на базе студенческого конструкторского исследовательского бюро МИФИ, Василием Васильевичем Зуйковым. Полностью увлеченный своей работой человек, с которым можно проговорить не один час. Там же он подарил нашему кружку набор для занятий по его программе: макетная плата, провода, батарейный блок, набор логики 155 серии и даже свою необычную и функциональную визитку . Фотография в заголовке поста сделана как раз у этого стенда. Между делом я старался рассказать ребятам кое-что про устройство этих схем и компоненты, используемые для их построения, но внимание слушателей все время переключалось на роботов, которые разъезжали по сцене) Ничего, скоро они сами будут собирать нечто похожее.
О самих соревнованиях.
Благодарность
Хочу отдельно рассказать о том, насколько бурной и позитивной была реакция на первый пост. Мне написало огромное количество народу, и я прошу прощения, если не всем успел вовремя ответить. Несколько человек из других школ попросились на занятия (к сожалению, на данный момент это невозможно).Пообщался по скайпу с таким же начинающим преподавателем из Астаны, а так же еще одним человеком, у которого за плечами 10 лет практики в подобных делах.
Написал Руслан, который затем подошел к школе и передал целый пакет с полезными железками: паяльник, несколько ЖК-индикаторов, светодиоды, моторчики, блоки питания, платы Ардуино и даже целых 2 набора LaunchPad от TI. Написал uSasha , с которым я так же встретился и который передал ребятам полный комплект аппаратуры радиоуправления, а так же замечательную плату Meggy Jr RGB и кабель программирования. Написал Анатолий, который отправил GSM-модем и эвалюэйшен-плату FPGA.
Владимир, про которого я уже упоминал, вообще предложил свою помощь в ведении занятий! Надеюсь, что все получится.
Написал Дмитрий, который организовал кружок «Радиотехника» в с. Мильково Камчатского края. Он тоже много чего интересного рассказал про свои приключения: очень непросто организовать такую штуку, когда до областного центра 300 км, да и там нет специализированных магазинов. Было бы великолепно, если бы он поделился своим опытом со всеми.
Познакомился с Ильей и Олегом, организаторами проекта РоботКласс - тоже классное начинание! Встретился с Виталием, у которого приличный опыт преподавания программирования школьникам.
Несколько человек предложили финансовую помощь, за что им большое спасибо.
А еще меня очень порадовало, что темой интересуется не только сильная половина человечества, но также и прекрасная. Алена, тебе привет)
И наконец, только что я вернулся со встречи с Алексеем, Кириллом и Александром, которые уже несколько лет ведут занятия по робототехнике и с которыми я познакомился на робо-сумо. У ребят полно идей, они уже хорошо представляют что нужно детям и как это до них донести (это и программирование, и электроника, и конструирование). Узнал много нового. Очень надеюсь, что такие встречи по обмену опытом у нас теперь будет проходить на постоянной основе.
Вот сколько людей за эти две недели! Сложилось впечатление, что темой дополнительного образования озабочено очень приличное количество народу, по крайней мере в Москве. Это общительное, крайне дружелюбное и молодое сообщество, члены которого друг другу помогают. Ура!
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!