Дякуємо за підписку!
Ми надішлемо вам оновлення сайту листом
Чому масмаркети з матеріалами невідомої якості не можуть бути мірилом для нашого набору для вивчення фізики EdPro Amperia.
У цій статті ми проаналізуємо, чому масмаркети з матеріалами невідомої якості не можуть бути мірилом для нашого набору для вивчення фізики EdPro Amperia, розглянемо історію створення, складність та відмінність від інших аналогів. Пригадуєте, як цьогоріч у соцмережах активно обговорювали вартість бандури й чому цей інструмент не може бути дешевим?
Будь-яка інженерна розробка має компроміси, тому завжди викликає критику. Почитавши та послухавши відгуки про набір EdPro Amperia, який команда розробників створювала більше ніж три роки, консультант з фізики, провідний інженер ІФКС та викладач УКУ Олег Фаренюк вирішив розповісти, чому цей комплект є саме таким й показати, які компроміси було зроблено і чому. Хтось наголошуватиме на потребі зменшити ціну, комусь не вистачатиме діапазону чутливості приладів... Але команда EdPro вважає наше рішення оптимальним для школи.
Мрія створити сучасне обладнання для викладання фізики
Я став фізиком-теоретиком, тому що мені цікаво: як функціонує наш світ, які зв’язки між його частинами. Хоча мене завжди більше цікавили фундаментальні теорії, але фізика — наука про реальність. Хотілося мати можливість взаємодіяти із нею ближче — відтворити класичні експерименти, зробити крок ліворуч-праворуч, щоб побачити — що станеться? Адже якщо не спробуєш, не будеш нормально розуміти написаного в книгах.
Фізичний факультет в тому плані став жахливим розчаруванням. У нас були хороші викладачі та досить збалансована програма. Але дослідів у нас не було! Як виглядала лабораторна? З двох пар ти пів години розбираєшся із теорією: що міряється і для чого. Це нормально. Далі, мало не під дулом пістолета натискаєш на установці пару кнопок або повертаєш важелі, або ще щось таке. Записуєш жменю цифр. І наступних кілька годин рахуєш якісь величини, похибки, придумуєш висновки. Так, похибки потрібні — це критичний елемент аналізу експерименту, однак шанси зрозуміти, навіщо всі ці проблеми, довга і нудна метушня з похибками, були практично нульовими. Осягалося вже потім, в процесі практичної діяльності. Замість дослідження реальності виходило нудне і довге виконання загадкових ритуалів.
Чому так? Апаратури було мало, вона була зношена, грошей на заміну не було і не передбачалося. Програму виконувати потрібно, більшість студентів не особливо готові сприймати, не зацікавлені або й зовсім байдужі. Але це неправильно. Відтоді думав: як щось змінити? Нечіткі думки так би й залишилися фантазіями, якби не Андрій Табачин із його командою. Завдяки EdPro маю можливість безпосередньо докластися до покращення ситуації.
Насправді ми лише розпочали — готовим є комплект для електрики та електродинаміки, який протягом трьох років під час розробки активно тестувався вчителями та учнями. А зараз працюємо над іншими розділами фізики: термодинаміка, оптика, механіка.
Як команда EdPro працювала й обирала саме такі рішення
Уявімо, що я хочу проводити зі школярами експерименти з фізики. Нехай умови практично ідеальні — кошти та можливість купляти обладнання є. Діти у нас як у будь-якій школі — геніїв електроніки та вундеркінді мало, увага дітей обмежена за тривалістю, читати томи інструкцій, терпляче паяти схеми вони не готові. Та й сама спроба змусити їх це робити — ризикова, адже діти швидше повірять в магію та абсолютну відірваність закону Ома від реальності, ніж слухатимуть розмови про акуратність, контакти що відійшли, похибки і т.д.
Яке обладнання для таких експериментів можна купити? З нашого досвіду, найбільш точним, хоча формально й помилковим, буде твердження — ніяке. Заради економії часу та сил, не буду відтворювати тут посилання на кращі результати кількох років пошуку в Інтернеті. Їх легко повторити, почавши з Aliexpress, Alibaba, спеціалізованих на освіті eiscolabs.com, sciencelabsupplies.com та десятків дрібніших постачальників. Якщо є бажання заперечити, будь ласка, зразу діліться конкретними покликаннями на ресурси, де можна купити відповідне обладнання. Ми купували сотні приладів у десятках місць. Німецьке чи куплене в США відрізнялося від придбаного на Aliexpress лише ціною. Ті ж тендітні, громіздкі та ненадійні прилади. Керовані блоки живлення знайти можна, але вони дорогі, громіздкі, лише із постійним струмом, і взагалі обмеженим функціоналом. З вимірювальними приладами трохи краще. Але є свої труднощі. Розглянемо їх детальніше.
Вимірювальний прилад
Електромеханічні (“стрілкові”) прилади важливі, завдяки своїй простоті, а з погляду чутливості, за певних обставин можуть змагатися з електронними аналогами та випереджати їх. Саме тому в комплекті є один гальванометр — мікроамперметр, проградуйований умовними одиницями. (Все одно, електромеханічні мікроамперметри доволі швидко втрачають свою точність в шкільних умовах). З ним можна познайомитися із вимірюваннями без магії — лише прості електродинамічні процеси, сила Ампера, акуратний баланс механіки, все таке. Однак, для масованих експериментів такі прилади незручні. Обмежений діапазон, по одному різновиду виміру на прилад, легкість виходу з ладу. Крім того, точність таких приладів, зазвичай невисока або її досягнення вимагає професіоналізму оператора і хорошої історії попередньої експлуатації.
Нагадаємо — учням і так важко. Нові ідеї, незвичне обладнання, багато факторів, що відволікають. Чим менша кількість додаткових речей навантажуватиме учнів, тим краще. Поширені в побуті недорогі цифрові мультиметри потребують перемикання діапазонів та правильного вибору роз’ємів для щупів під час конкретних вимірів. Для багатьох із них, особливо дешевих, щупи доводиться перемикати, переходячи від виміру струму до виміру напруги. Це зроблено для здешевлення приладу без помітної втрати точності. Але це незручно, а для частини дітей, ще й в умовах шкільного уроку — майже нездоланний бар’єр.
Дорожчі, професійні вимірювальні прилади, особливо стаціонарні, зазвичай з діапазонами не заморочуються. Вибирають їх автоматично. Хоча, необхідність перемикати щупи трапляється навіть частіше через бажання досягти вищої точності, відділивши різні канали вимірювання. Однак, у них суттєвий недолік — завжди висока ціна й доволі часто — великі розміри.