D A R V A S A N D O R tanszékvezető főiskolai ta nár
AZ ÁLTALÁNOS ISKOLAI
FIZIKAI TÁBLAI RAJZ TECHNIKÁJA
A fizika t an á r n ak feltétle nül kell rendelkeznie olyan rajzkészség- gel, ami szükséges ahhoz, hogy kifogástalan táblai vázl at-rajzokat k é- szítsen.
Ez ne m azt jelenti, hogy raj zművésznek kell lennie, de természete- sen annál jobban meg tud felelni ennek a feladatának, minél magasabb a r a j z k u l t ú r á j a. Jói n du l a tú törekvéssel és türelmes gyakorlással azon- ban mindenk i kifejlesztheti magában a rajzolási készségnek azt a mini - mális fokát, amely a jó táblavázlat készítéséhez szükséges.
Pusztán a gyakorlás még kevés, hozzá tartozik még az is, hogy i smerj e a rajzolásnak, a szakmai r aj z készítésének n é h ány technikai előírását, technikai fogását és bizonyos szabványait, amelyek ismerete ma m ár több mint kívánatos, alkalmazása megkönnyíti mind a tanár, mind a tanuló m u n k á j á t, s ezen kívül országosan valamelyes egységet visz a fizika oktatásának ebbe a részletébe.
A rajzolás t ec hn i k á j á n ak ismerete hozzájárul a rajzok gyo rsabb elkészítéséhez, ami az óra időbeosztása szempontjából igen lényeges.
A táblai vázlatot áttekint hetőbb é teszi a gyerek számára, de ha ezt a rajzolási technikát a tan uló is elsajátítja, saját f ü zet én is könnyebben eligazodik.
A rajz láthatósága. A táblai raj z iránt támasztott követelmények sorában a legelső a láthatóság kérdése. Alapvető kívánság, hogy az osz- tályban a legutolsó padb an ülő gyerekek is, közepes minőségű megvil á- gítási körülmények között, szemük megerőltetése nélkül jól láthassák mindazt, amit a t anár a táblára ír, vagy rajzol.
Ehhez elsősorban a tábla elhelyezésének helyes volta j á r u l h at hczzá. A tanulókkal szemben lévő fal középvonalában lévő táblaelhe- lyezés a szokásos. Ennek előnye kétségtelenül az, hogy a gyereknek a legkevésbé kell a testét függőleges tengely körül elfordítania, viszont a baloldali ablaksorból aránylag kevés fény esik rá. Ezért, ha va n rá lehetőség, a táblát egy felső, vízszintes fénycsővel világítsuk meg, vagy mozdítsuk el és (hacsak nem túlságosan széles az osztályterem) a fal középvonal és a bal teremsarok távolságának közepére helyezzük.
(1. rajz.)
A tábla nagysága rendszerint adott, de ha lehetőségünk va n rá, igyekezzünk minél nagyobb táblára szert tenni. A tábla festése okvet-
lenül mat t legyen, mer t a fényes fel ület a f én yt nem megfelelően szórja, sőt egyes i rány okban „tükröz" a tanulók szemébe, s e tükröző helyeken ne m látható a rajz, az írás. Mind e mellett a tábla festése mennél simább legyen, mer t ez a könn yű letörőlhetőség és tisztán t arthatóság feltétele.
Ma még általában a fekete színű tábla haszná- latos, de folyna k kísérletek különböző színes felületű táblákkal is, amelyeknél a fehér kréta és a tábla erős k on tr asztj a kevésbé fárasztja a szemet, s így a figyelmet.
A táblai rajz alakja. Az iskolai táblák — hacsak n e m „húzós" kettős tábláról van szó — fekvő tégla- lap alakú, míg a tanulók által használt füzet álló téglalap alakú. Ez rendszeri nt azzal jár, hogy a táblavázlat ne m olyan elhelyezésben ke rül a füzetbe, mint ahogyan azt a t anár felrajzolta a táblára. Már pedig mi nd enk ép pen kívánatos, hogy a kettő egyező legyen, m e r t az eltérések lényeges hibák forrásai lehetnek. A meg- oldásnak a t a ná r t ól kell kiindulnia. Ha a tábla eléggé széles, közepén egy függőleges vonallal ketté osztjuk, s először a bal felét í r j uk — r a j - zoljuk tele, a ztán a jobb felét. A tanulók ú gy ra jzo lják ezt a füzetükbe, mintha a job b t áb la fél a baloldali alatt lenne.
Ha a t áb lá nk n e m elég széles, akkor a két szélét v ág j uk le egy-egy vonallal (2. rajz), s csak a középső felületet használjuk, amelyik már álló téglalap alakú. így sajnos, elég nagy táblafelületet vesztünk el.
A láthatóság és félreérthetetl enség fel- tétele az is, hogy mindig tiszta táblára r a j - zoljunk, tehát se maszatos ne legyen, sem pedig régi rajzok, írások nyomai, betűi, vo- nalai ne legyenek r ajta .
Az írás és rajz nagysága. S talán a leg- fontosabb: a r aj z és az írás megfelelő nagy- sága. Ne f el ed j ü k: nemcsak a raj z egészé- nek, hanem a részleteinek is elegendő na - gyoknak kell lenniök! Ezért a rendelkezé- s ün k re álló felületet maximalisan használ- j u k ki: ne zsúfoljunk, ne miniatürizáljunk, a betűzéseket, ma gyarázó szavakkal helyezzük el. Még akkor se kicsi- nyítsünk és z s ú fo l j uk az írni-rajzolni valót, ha az egész órai anyag nem f ér rá a táblára. Ha a tábla megtelt, s a tanuló már lerajzolta, töröljük le a t ábl á nkat bá t ra n, hiszen ami r a j t a volt már úgyis b en n e van a gyerek f üz et é be n. Aztán r ajzo l j un k — í r j uk a folytatást megfelelő nagyságban.
Hogy mi az a „megfelelő nagyság", azt nem lehet általános szabály- ként lerögzíteni, m e r t fü gg a tábla elhelyezésétől, megvilágításától, az osztályterem méreteitől, stb.
Ezért míg néni vag yu nk eléggé gyakorlottak, és míg a rendelkezé- sünkre álló kö r ül m é ny ek et ne m i smerjük jól, (de még aztán is) a r a j -
i rajz
zoló tanulókat ellenőrizve a padok között, pillantsunk olykor a táblára is, ellenőrizve saj át m u n k á nk láthatóságát az osztályterem különböző helyéről.
De nemcsak a rajznak, h an e m a betűzésnek és az írott szövegnek is jól l áthatónak kell lennie.
Er re vonatkozólag tájékoztatást n y ú jt a következő táblázat:
A betűk A jól olvashatóság távolsága (m)
magassága — —
mm sűrű kö?épsűrű ritka
16 4,5 6 7 Markó: Műszaki
20 6 7 9 r a j z a és szerkesz-
25 7,5 9 11 tés c. könyvéből.
32 9,5 12,5 14,5
40 12 14,5 18
12 3,5 4,5 5,5
A táblázatból látható tehát, hogy ha a legutolsó pad a táblától pl.
9 m ét er re van, legalább 2,5—3 cm magas betűkkel kell dolgoznunk.
Ha a bet űk nagyobbak, az természetesen n e m árt, csupán a r aj z és betű- nagyság arányosságára vigyázzunk. Az is kitűnik a fentiekből, hogy jobban, azaz messzebbre látható a ritkább írású szöveg, mint a sűrű. — Ha a világítási viszonyok közepesnél jobbak, kedvezőek, az olvashatóság távolsága kb. 30 százalékkal növekszik .
Végül megjegyzem, hogy a fent i adatok az ún. műszaki tömbírásra (tehát ny o mtato t t betűkkel való írásra) vonatkoznak, a kézírás vala- mivel nehezebben olvasható.
Koncentráció a műszaki ismeretekkel. A fizika oktatáson belül nagyon lényeges a gyakorlati tárggyal, a műszaki- ipari politechnizációs elemi ismeretekkel való koncentráció. Sok min de n egyéb mellett ennek a táblai vázlatnál, így annak technikai kivitelezésénél is meg kell m u - tatkoznia. A műszaki rajzolás, vagy helyesebben a műh el yr ajz elemeit
— ahol lehet, és ahol ésszerű — f e l kell használni a táblai rajzon is. Itt bizonyos egyezményes jelek, jelölések felhasználására gondolhatunk , de főképpen a betűírásnál kívánatos a műszaki szabványírás (MNOSz 5—51) alkalmazására.
A táblai vázlaton írás há ro mfél eképpen szerepel:
1. Jelölésre használt egyes betűk. 2. A rajzok részleteit magya - rázó egyes szavak. Végül 3. összefüggő szöveg: mondatok.
A szavak és mondatok szabványos betűkkel való írása hosszadal- mas lenne, erre a tanítási órán semmiképpen nincs idő, ezért ezeket rendes folyó-írással írjuk, vigyázva természetesen a maximális elolvas- hatóságra.
A jelölésekre használt egyes betűket azonban a szabványírás be- tűivel kell írni, s ezért ezt be kell gyakorolnia a fizika t an ár nak.
Ennek a „szabványos tö mb írá snak" n é h ány elemét ismertetem.
Ké tféle szabványírás van: dőlt és álló. (Az álló írást főleg a magas- építészeti rajzokon használják.) A dőlt írás betűi:
A L
Dőlt betűknél a dőlési szög 75°, amit egy 30°-os és egy 45 -os vonal- zóval könnyen előállíthatunk. (3. rajz.)
A b e t űk alakja a lehető legegyszerűbb. A betűk írá sá nak begyakorlására legjobb először egy vízszintes és 75 -os dőlésű vonalakból álló hálózatot rajzolni. A hálózat vonalsűrűségét a betű vastagságához igazítsuk. A betű vastag- sága a többi méretével van összefüggésben. Ha a kisbetű választott magassága ,,h" milliméter, akkor a b et űt alkotó vonal vastagsága kb. 1 5 h, a n ag yb etű magassága pedig kb. 7 5 h lehet.
(4. rajz.)
A kisbetű szélessége 4 5 része a magassá- guknak, a nagybetűk ötször olyan szélesek, mint a vonaluk vastagsága.
A szabványírás betűit r ajzo lju k , nem „írjuk''".
A betű rajzolása úgy történik, hogy először meghúz- zuk a függőleges (illetve 75° alatt hajló) párhuzamos vona- lakat, aztán a vízszinteseket, illetve a vízszintes irányú ívdarabokat.
A táblai r a j z n ál nagyon lényeges a vonalak megvá- lasztása, mert a fizikai táblara jz ok vonalakból állanak.
Általában négyféle vonalat használ a műszaki rajz, a tel- jes vonalat, szaggatott vonalat, pont-vonalat és a ponto- zott (pontokból álló) vonalat.
Mi ezek közül szinte kizárólagosan a teljes vonalat használjuk, egyrészt, mer t az ezzel készült r aj z a legáttekintőbb, másrészt, mer t a leggyorsabban m eg y a rajzolása. Egyes kivételes esetben szaggatott vonal is használható. Erre vonatkozólag jegyezzük meg, hogy a szagga- tott vonal hézagai kb. a vonalvastagsággal egyenlőek, az egyes vonal- darabkák pedig kb. tízszer hosszabbak a vonalvastagságnál.
A folytonos, teljes vonalat különböző vastagságban lehet húzni, ehhez azonban a kr é t át különbözőképpen kell hegyezni.
Színes kréta használata. Mivel a táblára rajzolt különböző vastag- ságú vonalak nem eléggé szemléletesek, színes- kré tát is kell használ- nunk.
A színes kréta használata nem öncélú, nem esztétikai jelentősége van, kizárólag a jobb megértést, tájékozódást szolgálja. Ezért felesleges sok különböző szín alkalmazása. Két szín (a fehér krét án kívül) általá- ba n elegendő: piros és zöld, vagy élénk sárga. A kék a fekete táblán nem látszik elég jól. A tanuló is csak két színes ceruzát használjon, a nagy tarkaság felesleges.
A színes krétával akkor, és olyan részeket rajzoljunk, amelyeket meg akarunk különböz- tetni a r aj z többi részétől, vagy különösen fel a k a r j u k hívni a figyelmet a kérdéses részletre.
Ha az ilyen rajz mellé magyarázó szavakat is írunk, a szót olyan színű krétával í rj uk, mint amilyennel azt a részletet rajzoltuk, amelyre vonatkozik.
Szövegírás a táblán. A rajzot magyarázó szavakat csak abban az esetben í r j uk bele a rajzba, ha ott bőségesen van hely, és a rajz át- tekinthetőségét nem zavarja. Különben mindig a rajz megfelelő része mellé írjuk, s vékony megtört vonallal jelöljük, hová tartozik (5. rajz), ha a hova-tartozáshoz kétség férhet. A magya- rázó szavakat kivétel nélkül minden esetben vízszintesen írjuk, sose ferdén, vagy függőle- gesen.
A rajznak csak olyan részletéhez írjunk magyarázó szavakat, amelynek megértéséhez kétség fér. Az 5. rajzon pl. a „talp" szó feles- leges, mert az első látásra felismerhető. Didak- tikai szempontból nem helyes az a módszer, hogy számozzuk a raj z részeit és a magyarázó szavakat a raj z alatt „összegyűjtve" közöljük a megfelelő számmal együtt. (6. rajz.)
A raj z és a hozzá tartozó magyarázó szavak egységes és önálló egészet alkossanak. Ha a táblai vázlatban szöveg (törvény stb.) is sze- repel, ezt úgy kell külön írni, hogy a szöveg és a magyarázó szók jól elkülönüljenek, mert a szövegbe olvadó magyarázó szó értelmetlensé- get okoz. Ezért pl. két r ajz közé, vagy közvetlenül egy rajz mellé n e í r j u nk szöveget (mondatokat, felsorolást), hanem lehetőleg a rajzok fölé, vagy alá kerüljenek a mondatok, megfelelő hézaggal. A nagyon lényeges szövegrészt be lehet vonallal keretezni, vagy esetleg aláhúzni. összefoglaló és részletrajzok. Előfordulhat, hogy egy rajz olyan részleteket tartalmaz, ami zsúfoltságánál vagy méreteinél fogva akkor sem eléggé áttekinthető, vagy ne m eléggé látható, ha a r aj z egésze k ü- lönben elegendő nagyságú. Ez esetben az egész táblát betöltő igen nagy
méretű ra j z helyett normális mére tűt rajzolunk, s a kérdéses részletet részrajzként külön, megfelelően felnagyítva lerajzoljuk. Ilyenkor ter - mészetesen megfelelő jelöléssel jelezzük, hogy a részletrajz az át te- kinthető (tehát teljes) á b ra melyik helyére tartozik.
A részletrajzok f e n t említett külön kirajzolása természetesen n ehe- zíti a gyer me k dolgát, nehezíti a mun k af üz et otthoni használhatóságát, ezért csak nagyon indokolt esetben alkalmazzuk.
Gondoskodjunk a rról is, hogy a rajzok elhelyezése a táblán ne ösz- sze-vissza t örté njen. Leghelyesebb, ha a rajzok vízszintes sorokban kö- vetik egymást, s egyik sor betelése után, megfelelő távolságban új
sort kezdünk.
Altalános kívá na lomként jegyezzük meg azt, hogy a táblára olyan elhelyezésben, elrendezésben kerüljön a rajz, ahogyan azt a tanuló a bemutatáskor, a t a n á ri asztalon látta, mert így n e m okoz zavart (tehát pl. a jobb és bal oldal ne legyen felcserélve.) A tanulótól is kí v án j uk meg, hogy füze tébe min d e n úgy kerül jön be, ahogyan mi a táblára rajzoltuk.
A rajzolás gyorsasága. Lényeges kérdés a rajzolás módja is. Ennek a kérdésnek a köréből ki kell emelnünk egy mozzanatot: a táblára való rajzolás sebességét. Az idővel való takarékoskodás azt kívánja, hogv a táblán a vázlat minél gyorsabban készüljön. Ennek a gyorsaságnak két tényező szab határt. Egyik magának a t an á rn ak a rajzkészsége. A r a j z - nak, s az egész tábla képének nemcsak jónak, h an e m szépnek, ren des- nek is kell lennie. E feltételek betartása kötelező, s minél gyakorlottab b és jobb rajzoló a t a nár, annál gyorsabban rajzol. De a leggyakorlottabb ta nárnak is korlátot állít a másik tényező: az osztály tanulóinak r a jz - készsége. Ne f e l e d j ü k: a_tanulónak is le kell rajzolnia, írnia azt, amit mi r ajzol unk és í ru nk. Őneki mindez új, felváltva kénytelen a táblát, maj d a f üz e t et nézni, figyelni is kell, rajzkészsége is kisebb. Egyszóval lassabban rajzol mi n t a tanár. Ezért is, de megfigyelési hibák elkerülése végett is a rajz egy-egy elemi, de jelentéssel bíró egységét r ajzoljuk meg egyszerre a t áblán, s aztán álljunk félre, hogy a tanuló láthassa és lemásolhassa. Tehát pl. egy gyűjtőlencsét ne úgy rajzoljunk, hogy előbb az egyik oldali határoló görbét húzzuk meg, ezt a gyerekekkel lerajzoltatjuk, aztán a másik oldalit, s ezt is lerajzoltatjuk. Ez túlsá- gos felaprózás, s a r a j z n a k az első vonal után még nincs is értelme.
De k e r ül j ük a má sik végletet is, vagyis azt, hogy előbb mi elké- szítjük az egész ábrát, mindenestől, aztán félre állunk, hogy az osztály rajzolhassa. Ez azért nem helyes, mert ilyenkor a tanuló már n e m t udj a követni a ra jzol ás helyes sorrendjét, vagyis a r ajz felépítését, amiről a továbbiakban még lesz szó. Már pedig a raj z helyes so rren dje jelentősen hozzájárul a téma megértéséhez, mint ahogy a fo rdí t ott ja sokszor a meg nem é rtés forrása. Komplikáltabb rajzoknál, ha a tanuló a kész rajzot ké nyt e l en másolni, az is sokszor előfordul, hogy egyes vonalak, részletek, jelölések, vagy magyarázó szavak kimaradnak, vagy rossz hel yre kerülnek, s így a füzet otthon hasznavehetetlenné válik.
Eleinte ne is sürgessük túlságosan a gyereket, mert csúnya vagy rossz lesz a rajz, de fokozatosan hozzá kell szoktatni egy elegendő gyors üt emű munkához. A füzet rendességét, tisztaságát, és főleg át tekint- hetőségét meg kell kívánnunk, de ezen tú lmenő követelményeket ne támasszunk, mer t az már csak a füzet otthoni átdolgozásával valósulhat meg, és ez felesleges munka.
Törlés, javítás a táblán. A táblai vázlat rajzain utólagos törlés, vagy lényeges javítás ne t ört énj en. Ne f el ed j ük el, ugyanis, hogy a táblán könnyű törölgetni, javítgatni, de a tanuló füzet ében ez m ár nehezebb, ott radírozni kell, sőt színes ceruza használata esetén még ezt sem lehet. lázért jól feli kell készülni és pontos táblavázlat-tervet kell készíteni. Ha mégis valami javítás válik szükségessé, akkor mond- j uk meg a tanulónak, hogyan csinálják azt, s a d j u n k is időt a véghez- vitelére.
Rajzeszközök használata. A rajzolás sebességével kapcsolatos egy másik kérdés is, az ti., hogy használjon-e a t an ár a táblai raj z készíté- sekor rajzeszközöket, vagy ne?
Az idővel való takarékosságon kívül pedagógiai szempontok is azt kí vánják, hogy ne használjon. Tan ulj u n k meg szabad kézzel rajzolni, arányokat szemmértékkel megállapítani, stb. Ez elsősorban gyakorlás kérdése és nem tehetségé. A gyakorlás pedig táblán t örténj en, s ne papíron, mert a táblán, függőleges síkon, alátámasztás nélküli kézzel rajzolni nagy méret ű rajzokat — egészen más, mint az asztalon papírra Vc ló rajzolás.
Különösen az egyenes vonalak és körök, ellipszisek rajzolását gya- koroljuk. Ha a rajzon az arányok nagyon fontosak, magunk t ájékoz ta- tására először halványan me gh úz h a t j uk a legfontosabb vonalakat, s csak aztán vastagítunk.
Vannak természetesen esetek, amikor egy-egy vonalat, vagy kört, amelyek teljes szabályossága nagyon fontos, vonalzóval, vagy körzővel rajzolunk meg. A körzőt fontos esetekben távolságok, szakaszok meg- jelölésére is felhasználjuk. Hangsúlyozom azonban, hogy erre csak a legritkább esetben kerítsünk sort, s a tanulókat is szoktassuk a szabad kézzel való rajzoláshoz. Ez fejleszti a
kézügyességet, j avít ja a szemmérté- ket, és erősen növeli a rajzban való kifejezőképességet is.
A rajzeszközök használata t e hát csak egész ritka legyen, mégis je- gyezzünk meg róla egy-két praktikus apróságot. A vonalzó mellett vagy hegyesre, vagy még inkább élesre f a - ragott krétával (7. rajz) húzzuk a vo- nalat. Nem billen el a hosszú vonalzó sem vonalzás közben a táblán, ha alsó (tehát a táblára fekvő) oldalára vékony gumilemezből (futball belső-
bői) 2—3 csíkot ragasztunk, egyet-egyet a két végéhez közel, egyet a közepére. A körző hegyét köszörüljük jó hegyesre, ez esetben nem kell erősen és mélye a táblára nyomni, hogy ne mozduljon el. így a táblába is kisebb lyukat ü t ün k.
Az ábrázolás módja. T é r j ü nk rá a fizikai táblavázlattal kapcsolat- ban az ábrázolás módjá ra. A fizikai rajzok az esetek legnagyobb részé- ben síkbeliek, t e h át nem is a k a r j ák a térbeliség benyomását kelteni.
Az eszközöket, műszereket, összeállításokat általában hosszmetszetben ábrázoljuk, még így is a lehető legnagyobb mértékig leegyszerűsítve. Kevésszámú, csak a legszükségesebb vonallal, a legjellemzőbb módon.
Tudtosan kerülni kell minde n felesleges vonalat, mert az a meg- érthetőséget csökkenti. Az alapelv: csak a leglényegesebbet, a legszem- léletesebb módon rajzoljuk és ír ju k.
Ezért az eszközöknek is csupán azok a részei rajzo- landók, amelyek a tárgyalt fizikai jelenség szempontjából figyelembe veendők. Ugyanazon célt szolgáló alkatrésze- ket pl. talapzatokat, állványokat még akkor is egyformán és legegyszerűbben rajzoljunk, ha azok a valóságban el is t é rn ek egymástól. Leghelyesebb erre a célra egyezményes jelöléseket megbeszélni, pl. olyat, hogy minden eszköz ta la pzat át egy téglalappal, vagy esetleg egy szabályos trapézzal jelöljük. (8. rajz.)
A többféle célra használható, vagy több összeállításban szereplő eszközt fe l t é t l e n ül ugyanolyan módon r ajzoljuk minden esetben (pl.
elektroszkópot.) Kivéve amikor először tanu lu n k róla, ekkor ugyanis valamivel részletesebben ábrázoljuk. A rajzainkba n felhasznált elemek, vagy egyes eszközök ábrázolása legyen összhangban a tankönyv ábrá- zolási módjával, ha ez nem hibás és eléggé korszerű. Ne feledjük, a tankönyv és a táblavázlat egymást kiegészíti, és a táblavázlat az óra gerincét tartalmazza. Ezért a kettőnek összhangban kell lennie az ábrá- zolás módj át illetően is, és n e m szükséges, hogy ugyanaz a dolog mind a kettőben (tankönyvben is és a tanuló füzetében is) szerepeljen. Ez vonatkozik a t an köny vben vastag betűvel szedett t örvé nyekre is. De ezt a megállapodást ne m szabad olyan merev en alkalmazni, hogy a táb- lai vázlat, azaz a mun kafü zeti vázlat összefüggő, érthető voltának a rovására m e n j e n . Ha pl. az óra menetének és logikus sorrend jének kívá nalma képpen valamit le kell rajzolnunk, akkor is lerajzoljuk, ha a ta nkönyvben is benne van.
Kapcsolási rajzok. A táblai vázlatrajzok sorában jelentős szerepet játszanak az elektromosság köréből származók, ezek közt is a kapcso- lási rajzok. Mivel az elektrotechnika a modern ipar „kenyere", már az általános iskolában arra kell törekedni, hogy minél jobban hozzászok- janak a tanulók. így fel tétlenül szükséges, hogy a kapcsolási elemeket a szabványos jelölésekkel raj zol ju k fel. Ezeket a 8. osztályos fizika tankönyv közli, itt csupán né h á ny szükségesnek látszó kiegészítést adunk: (MSz és DIN szabványok)
folyamatosan változtathat ó ellenállás: —1 / I— vagy:
/ - 1 +
Galvánelem, akku mul át or: 1|
Ezt a jelzést úgy tudatosítsuk, hogy ha elmarad a pólusjelölés, akkor is tudják, melyik a ( + ) és melyik a (—).
Egyenirányító: |
Ezeket a jelölési módokat beszéljük meg a tanulókkal, tudatosítsuk bennük, tehát pl. t u d j ák azt, hogy a lj— jel két függő- leges vonala az akkumulátor, vagy galvánelem két elektródját jelképezi, s i. t. A továbbiakban aztán használjuk következetesen ezt a jelölést,
/ x
és pl. a lapos zseblámpa elemet se jelöljük a kontur-rajzával:
A kapcsoló-vezetékeket lehetőleg függőleges és vízszintes vonalak jelezzék, mert így a legáttekinthetőbb a rajz.
A jelölések közé bet űk is tartoznak, ezek közül is a szabvány által előirottakat használjuk. Ahol a szabvány két változatot is megenged, ott a tankönyvben használatos jelet alkalmazzuk. Tudatosítsuk a ta n u- lóban, hogy ha a fizikai egység valamelyik tudósról van elnevezve, (Amperé, Volt, Coulomb, stb.) mint egységet jelentő elnevezést kis kezdőbetűvel í r j uk (ampér, volt, coulumb). viszont a jelét (A, V, Cb), nagy betűvel.
A táblai rajz felépítése. A táblai vázlaton szereplő' rajzok tekinte- tében didaktikailag legjelentősebb mozzanat a rajz felépítése.
A rajz ábrázol és emlékeztet, de ezen kívül magyaráznia és meg- értetnie is kell.
A táblai rajzok legtöbbje a tanár magyarázatát teszi szemléletessé, érthetőbbé. Ez az elsőrendű feladata, s csak másodsorban az, hogy a szereplő kísérletet, kísérleti eszközt rögzítse a táblán s a tanuló f üze- a földelés jele:
Vezetékek keresztezése kötés nélkül lehet egyszerűen: de ha különösen hangsúlyozni kívánjuk,
hogy nincs kötés; akkor így r ajzolj u k : Az ohmos ellenállás jelzése:
tében. Épp en ezért n e m mindegy, hogy hogyan kerül fe l a táblára. Ha a tanár nekilát és az eszközt, vagy kísérletet egyszerre felrajzolja a táblára, s azután félre áll, mondván hogy: „Na, most ezt rajzoljátok le", ezzel nemcsak igen fo nto s oktatási lehetőségtől esett el, de még esetleg rontott is azon az er edmén yen, amit magyarázatával és kísérletével elért. Mert a tanuló ott lát maga előtt egy készrajzot, amelyet készülés közben a t a n ár részben el is takart. A kész rajzról már n e m t u d j a meg- állapítani, melyik része készült előbb, melyik később? Mi ábrázolja pl.
egy f o ly ama t elejét, vagy végét? Milyen a rajzon az összefüggések irányulása, A és B kapcsolatát látj a, de nem biztos, hogy meg t u d j a állapítani, melyiktől in du l a kapcsolat a másik felé. Tehát pusztán a lerajzolás helytelen s o r r en d j e megb on tj a a tanuló tu da t áb an anna k a épít ménynek a r e n d j ét, logikáját, amit a tanár magyarázatával f el - épített. Súlyosbítja a helyzetet még az, hogyha a tanuló már az isko- lában az órán nem t u d j a , mi a r aj z logikus mondanivalója, otthon, esetleg 1—2 na p múl va előszedvén a füzetet, még kevésbé tud vissza- emlékezni a dolgokra.
Előnye a táblai r a j z helyes felépítésének az is, hogy egyes lépé- sekhez f ű z ö tt magy ará zat során a t an ár fe lhí vja a tanuló figyelmét az eszköz vagy jelenség olyan részleteire, amelyek a kísérlet során esetleg elkerülték figyelmét. A r a j z felépítése során a tanuló szinte mégegyszer átéli azt, amit a kísérlet bemut at ása során tapasztalt.
Mindez elsősorban olyan r aj zokr a vonatkozik, amelyek f o l y ama - tot ábrázolnak, de a legtöbb fizikai r aj z ilyen, hiszen maga a fizika tu dománya is a te rmé sz etb en lejátszódó folyamatokat és azok törvényeit kutatja.
A r a j z felépítése azt jelenti, hogy a jelenség, a folyamat ismer te - tése során a raj znak mindig az a részlete kerül fel a táblára, amelyik az ismertetet t jelenség-részlet megértéséhez szükséges.
A r a j z felépítésére, annak magyarázó, folyamatot megértő jel entő- ségére nézzünk egy pél dát: gyűjtőlencse képalkotásának szerkesztését.
A magyarázatot természetesen csak vázlatosan adom, csupán annyit , amennyi a megértéshez kell.
Elsősorban f el r aj zo l ju k a gyűjt őlencsét és a főtengelyt. (9. r aj z a.) Ezek felrajzolási s o r r e n d j e lényegtelen.
Elhelyezünk a lencse egyik oldalán egy tárgyat. Legyen ez egysze- rűség kedvéé rt egy, a főtengelyen álló nyíl. (9. raj z b.) Szerkesszük meg először a nyíl végső (A) p o n t j á n ak a képét. Az A pontból mind e n irányban kiinduló f én y su ga r ak közül megrajzolom azt a kettőt, amely - nek ú t j át a lencsén való megtörés u t án is ismerem, vagyis a főt eng el y- lyel p árh uza mosan f u t ó, s a lencse u t án a gy újtópont on át menő sugarat (9. raj z c.), és a lencse k öz ép pon t ján irányváltozás nélkül áthaladó suga- rat (9. r a j z d.) Ez a két fény sugár a lencse után metszi egymást és itt keletkezik az A pont Á képe. Ugyanígy megszerkeszthetnénk az összes többi pont képét is, de ez jelen esetben felesleges, mert a ten gelyr e merőleges tárgy képe is merőleges lesz a tengelyre, tehát m i n d j á rt
9. rajz.
megrajzolhatom az egész képet (9. rajz e.) Ez a kép fordított, valódi. . . . stb., stb. A- két fén ysugár megrajzolási sorrendje n e m döntő.
De a táblán végül is nem egy ilyen képsorozat lesz, hen em csak egy. a 9/e. Ha a tanuló előtt a t an ár nem így építi fe l a rajzot, minden részlet u t án lerajzoltatva a megfelelő, a továbbjutást jelentő vonalat, han em lerajzolja az egészet egyfolytában, s aztán „ráereszti" a gyere- keket, hogy most raj z ol ják le, me gt örté nhet pl. hogy a tanuló a lencse és a tengely lerajzolása ut án pl. a két nyilat rajzolja, ami biztos jele annak, hogy az egészet nem érti, s így a füzetbeli r aj z m ár otthon sem segít neki.
Ezért a rajzolási sorrend fontosságát — ahol ez ténylegesen f e n n - áll — igen nyomatékosan hangsúlyozzuk.
Ha valami okból a r aj z könnyen félreérthető, a rajzolási sorrendet a vonalak mellé írott számokkal jelöl- h et j ü k. Ilyen esetben fo rdul ha t elő pl. a szem hibáit tárgyaló rajznál, ha
— mint azt a t ankönyv is teszi — az eredeti és a javított f é n y su g á r- me- netet egy ábrán m u t a t j u k be.
Ez esetben ilyen lenne a rajz. 10. rajz
(10. rajz.)
Nyilvánvalóan itt sorrendi szempontból a legfontosabb a két sugár- menet, a szórólencse odahelyezése előtti és utáni. Ezért ezeket kell megszámozni. Ennél az esetnél azonban helyesebb és félr eérth et et le- nebb, ha két rajzot készítünk, (11. r aj z a. és b.) noha ez több időt igényel.
-И.rajz
Az itt hangoztatot t alapelveket szinte raj zró l- raj zra mérlegelni kell, s mindig a legjobbnak mutatkozó módot kell kiválasztani — te r - mészetesen m ár az órára való felkészülés idején.
Mozgás ábrázolása. A táblai rajz egyik legnagyobb problémája, hogy a rajz statikus, főleg állapotokat lehet kifejezni vele, a fizikai jelenségek pedig általában folyamatok, t ehát az esetek egy jó részében folyamatokat, változásokat, mozgásokat kell ábrázolni.
Ezt természetesen csak áthidaló megoldásokkal sikerül, s általában kétféleképpen szokták véghezvinni: a mozgás ké t-három legjellegzete- sebb pillanatát rögzítik egy rajzon, még pedig általában ügy, hogy az alaphelyzetet vagy a legstabilabb helyzetet folytonos vonallal, a többit szaggatott vonallal jelzik. így ábrázolható pl. az ingamozgás, amikor (12. rajz.) is az ingát nyugalmi helyzetében ábrázoljuk folytonos vonal- lal, és két szélső helyzetében szaggatott vonallal.
Hasonló módon ábrázolhat ó pl. az a jelenség, amikor a mérőhenger segítségével térfogatmérést végzünk ügy, hogy a hengerben lévő vízbe m á r t j uk a méren- dő térfogatű testet. A víz eredeti felszínét folytonos, a felemelkedet t meniszkuszt szaggatott vonallal jelöljük.
A mozgás, változás ilyen ábrázolása azonban csak egyszerű, kevés vonalból álló r aj z esetén le- hetséges, amelyek kön nyen áttekinthetők és meg- erthetők maradnak.
Ha a r aj z eleve komplikáltabb, vagy maga a mozgás is komplikáltabb, esetleg olyan, hogy több helyzetet, fázist kell ábrázolni, ez esetben az egyes fázisokat külön rajzokon kell szemlél- tetni. Ilyen pl. a n é gy ü tem ű Otto motor működésének ábrázolása. Itt elkerülhetetlen, hogy mind a négy ütemet ne ábrázoljuk, de ez egy rajzon lehetetlen. Ezért — amen nyir e csak lehet, leegyszerűsítve — négy kis r aj zo t kell készítenünk.
Egyes esetekben, amikor a rajzon a kont úrvonalak nem változnak a mozgás következtében (pl. egy kerék forgása esetén), a mozgás meglé- tét és i rá n yát nyíllal jelöljük. (A vonalas-mozgásokat egyenes, a forgó- mozgásokat körív alakú nyíllal.)
Axonometrikus ábrázolás. A táblai rajzon, egész kivételes esetek- től eltekintve, síkban ábrázolunk. Axonometrikus, tehát térszer ű ábrá- zolás tehát nem is nagyon szükséges, ahol a megértetés kedvéért mégis előnyös, ott ezeken a helyeken a t ank ön yv rendszerint közöl ilyen képet, s ezek kellőképpen útbaigazítják a tanulókat.
Ha elkerülhetetlen, akkor is csak a legegyszerűbb geometriai ala- kokkal dolgozzunk, még az esetben is, hogyha a mi rajzkészségünk magas fokú, és komplikáltabb térbeli, fényképszer ű rajzok készítésére is alkalmas. Mert ne f e l e d j ük el, a gyerekeknek mindent le kell rajzol- niuk a füzetükbe, ami a táblai vázlaton van, az ő rajzkészségük pedig
nem eléggé fej lett ilyen ábrák helyes és gyors lemásolására.
Ar ra pl. vállalkozhatunk, hogy axonometrikusa n ábrázoljuk az egyenes vezető körül koncentrikusan elhelyezkedő, mágneses erővona- luka t jelző vasreszeléket, m er t itt végül is csak egy négyzetalak ú papír- lap, és r a j t a koncentrikus körök vízszintes síkban való ábrázolásáról van szó.
De egy kartonlapon á tf űzö tt szolenoid mágneses t erén ek térbeli ábrázolására már — a tanuló rajzkészsége miatt — ne vállalkozzunk. Ezt a kísérlet bemutatása u t án — ábrázoljuk inkább felülnézetben.
Grafikonok. Végül meg kell emlékeznünk egy olyan ábrázolási mód felhasználásáról, amely általános iskoláinkban még elég ritka, pedig a műszaki (és tudományos) életben egyre nagyobb ter e t hódít.
Ez a grafikonokban való ábrázolás. Kívánatos, hogy a t anul ókat hozzá- szoktassuk a mennyiségek összefüggéseinek grafikus ábrákból való megértéséhez. Ez annál is szükségesebb, mer t az összefüggések mate- matikai megfogalmazása az általános iskolás tanuló részére még nagy- részt megközelíthetetlen.
Grafikonokat főleg akkor alkalmazzunk, ha valamilyen mérőkísér- letet végzünk az osztályban. A mért adatokat felj egy ezt et j ük a tanu- lókkal a f üze t ü k be (egy tanulóval a táblára) s aztán megrajzoljuk a vízszintes és függőleges tengelyt —• vagyis a derékszögű koordináta- rendszert — megválasztjuk a két tengelyen a megfelelő léptéket, aztán felvisszük a mért adatokat a síkra, s végül az így kapott pontsort ösz- szekötjük az értelemszerűen adódó vonallal. Ezután minden esetben példán is illusztráljuk a grafikon felhasználásának módjá t.
Rajzos mozgó szerkezetek. A táblára nemcsak a táblavázlat kerül- het, hane m minden olyan „műfogás" céljára is segítségül v eh e t j ü k, ami az anyag megértését elősegíti.
így egyes esetekben „rajzos mozgó szerkezetek" alkalmazása is segíthet magyarázat közben. Ezek lényegét egy-két példával mutato m be, alkalmazhatóságuk terül eté nek nagysága a fizika tanár fantáz iáját ól függ.
A gőzgép hengerének és elosztóművének működését egy erre a célra készült kísérleti eszközön, egy hosszmetszet-modellen szoktuk bemutatni . Ez azonban meglehetősen kicsiny, az utolsó padokban már nem lehet jól látni. Fel raj zolj uk tehát a henger és elosztómű kereszt- metszetét a táblára elegendő nagyságban, de a dugattyú és a tolattyú nélkül. (13. rajz.)
A rajz méreteihez illő d ug at t yút és tolattyút k e mé ny papírból (triplex, stb.) kivágjuk, és a r aj z szerint úgy e rősí tj ük rajzszegek közt a táblához (szaggatott vonal ábrázolja), hogy a tábla síkján jo bbra-b alra elhúzhatok legyenek. Így kézzel mozgatva, eltolva megfelelő állásba a dugat tyút és a to- l at t yút, a gőzgép hengerének m ű kö d é- sét jól (és láthatóan) megér te t h et j ü k.
Hasonló módon lehet pl. meg - ér t e t ni az egye náramú generátor m ű- ködését. Ennél a t á b l á ra jó nagy m é-
retben felrajzolj uk a mágnest (14.
rajz.) A mágnes pólusai közé korong alakú f ek et e kart on lapo t rajzszegezünk (A), amelyen f e h é r r el fel van rajzolv a a forgó rész, a tekercseléssel és a kom- mut át or szeletekkel. A keféket és el- vezetésüket (B) megfelelő kartonból kivágva úgy e r ő s í t j ük a táblához (C), hogy alat tu k а В korong, vagyis a f or- gó rész, a rotor kézzel forgatható le- gyen. Az áramkör további részét ismét krétával rajzolj uk f e l a táblára. Ezzel
a mozgó ábrával a generátor mű k ö d é- \\ra\z sét és a kommutálás szerepét jól meg
lehet értetni.
Így lehet demonstrálni a négy üt em ű Otto motor működését, ahol is a d u g at t y u t és a k ét szelepet készítjük el mozgathatóan; a k ét ü t e m ű benzinmotort, mozgó dugat tyúval; forgótekercses árammérőt; a köpüs légszivattyút (mozgó dugat tyúval és szelepekkel) stb., stb. __
Ne fe le dj ük azonban, hogy ezek a rajzos mozgó szerkezetek de- monstrációk a táblán, tehát n e m részei a táblai vázlatnak. Epp ezért ezekhez szükséges r a j z megrajzolását és a mozgó részek felerősítését az előző nap i előkészület során elvégezhetjük, de ezek mellett mindazt, amit a tanuló f ü z e t é b en is látni akarunk , a táblai vázlatban mag un k na k is le kell rajzo l nun k . A rajzos mozgó szerkezeteket ne rajzoltassuk a tanulókkal, a r aj z felépítéséről elmondottak al apj án se.
