Методическая разработка лабораторного занятия по дисциплине «Основы электротехники» на тему: «Исследование неразветвленной цепи постоянного тока»

Министерство образования Саратовской области

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Саратовской области

«Балашовский техникум механизации сельского хозяйства»

Методическая разработка лабораторного занятия

по дисциплине «Основы электротехники»

на тему: «Исследование неразветвленной цепи постоянного тока»

Авторы:преподаватель Черкасова Ия Евгеньевна

Зав. лабораторией Жданов Денис Алексеевич

Балашов 2024

АННОТАЦИЯ

на методическую разработку лабораторного занятияна тему: «Исследование неразветвленной цепи постоянного тока»

Авторы: преподаватель электротехнических дисциплин и модулей Черкасова И.Е., зав лабораторией электротехнических дисциплин и модулей Жданов Д.А.

Учебное заведение: ГАПОУ СО «Балашовский техникум механизации сельского хозяйства».

СОДЕРЖАНИЕ

Объём 18 листов.

Работа посвящена разработке методики проведения лабораторного занятия.

Лабораторный практикум – один из основных элементов учебного процесса, в ходе которого студенты сталкиваются с самостоятельной практической деятельностью в конкретной области. Лабораторные занятия, как и другие виды практических занятий, являются связующим звеном между углубленной теоретической работой студентов на лекциях и применением знаний на практике. Эти занятия удачно сочетают элементы теоретического исследования и практической работы

Методическая разработка предназначена для преподавателей электротехнических дисциплин.

Содержание

Предисловие

Электротехника сегодня основана на высоких современных технологиях. От надежности и функциональности электротехнического оборудования напрямую зависит эффективная и безопасная работа многих производственных комплексов и обеспечение жизнедеятельности объектов разного назначения. И как никогда практика должна идти в тесном ходе с теорией, и даже где- то опережая ее.

В процессе формирования профессиональных компетенций лабораторные занятия занимают промежуточное положение между теоретическим и производственным обучением и служат одним из важнейших средств осуществления связи теории и практики. Практико-ориентированный компетентностный характер новых ФГОС выдвигает лабораторные занятия в число приоритетных видов учебных занятий в образовательных организациях СПО.

В ФГОС указывается, что, образовательная организация, реализующая основную профессиональную образовательную программу, должна обеспечивать выполнение студентами лабораторных работ, включая их как обязательный компонент практических заданий с использованием персональных компьютеров.

Лабораторная работа - это метод обучения, при котором студенты под руководством преподавателя и по заранее намеченному плану проделывают опыты и выполняют определенные практические задания и в процессе ихвоспринимают и осмысливают новый учебный материал. В ходе таких занятий студенты практически осваивают научно-теоретические положения изучаемого предмета, овладевают инновационными техниками экспериментирования в соответствующей научной сфере, занимаются инструментализацией знаний, полученных на лекциях и из учебных пособий, то есть превращают их в средство для решения сначала учебно-исследовательских, а позже реальных практических и экспериментальных задач. Кроме того, у студентов формируются навыки, имеющие непосредственное отношение к их будущей профессиональной деятельности.

Ключевым принципом данного типа обучения является ориентация на результаты, значимые для сферы труда: «Скажи мне, и я забуду, покажи мне, и я запомню, дай мне действовать самому, и я научусь» (Восточная мудрость).

Главная цель проведения лабораторной работы заключается в выработке у студента практических умений, связанных с обобщением иинтерпретацией тех или иных материалов. Кроме того, ожидается, что результаты лабораторных занятий будут впоследствии использоваться студентами для освоения новых тем.

Основная часть

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА

План проведения занятия

Наименование занятия:«Исследование неразветвленной цепи постоянного тока»

Тип: урокзакрепления умений и навыков

Вид (форма): лабораторная работа

Воспитательные:

- умение работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами,руководством,потребителями (ОК 6);

- способностьбратьнасебяответственностьзаработучленовкоманды(подчиненных),зарезультат выполнениязаданий (ОК 7);

способностьориентироватьсявусловияхчастойсменытехнологийвпрофессиональнойдеятельности(ОК 9).

Развивающие:

-понимание сущности и социальной значимости своей будущей профессии, проявление к ней устойчивого интереса (ОК 1);

- умение организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество (ОК 2);

- способность принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность (ОК 3).

Учебные:

- отработка навыков применения теоретическихзнанийдлясоставления схем последовательного соединения резисторов;

- снятияианализапоказанийприборов;

- определения основных параметров неразветвленной цепи постоянного тока и опытной проверке законов Ома и Кирхгофа.

Задачи:

Образовательные (обучающие):

-научить сборке электрический цепей, используя основные законы электричества;

-уметь производить расчеты основных величин электрической схемы и доказывать законы электричества различными способами;

-способствовать познанию в изучение научных инновационных открытий.

Развивающие:

-создавать рабочие условия к самореализации студента и преодолению его недостатков;

-совершенствовать трудовые умения и навыки;

-способствовать развитию креативного мышления студента.

Воспитательные:

- создание благоприятного психологического фона на уроке;

- использование разнообразных видов деятельности;

- формирование мотивации к коррекции образа жизни студента применением правил по технике безопасности, способностей самооценки, самоконтроля, чувства коллективизма;

- предоставить возможность для творческой самореализации студента.

Учебные задачи:

Личностные: внутренняя позиция студента, самоидентификация, самоуважение и самооценка, учебная и социальная мотивация, границы собственного знания и незнания, ориентация на выполнение морально-нравственных норм, оценка своих поступков.

Метапредметные: освоение заданной темы на базе учебного предмета, решение проблемы в реальных жизненных ситуациях, управление своей деятельностью, контроль и коррекция, инициативность и самостоятельность, речевая деятельность, навыки сотрудничества.

Предметные: освоение знаний, умений и навыков; опыт решения данной проблемы; основы системы научных знаний.

Применяемые методы:репродуктивный,частично-поисковый.

Репродуктивныйметод - формированиеуменийинавыковиспользованияиприменения полученных знаний (II уровень - воспроизведение в знакомой ситуации поалгоритму).

Частично-поисковый метод - подготовка обучаемых к самостоятельной работе порешениюпроблем(IIIуровень – применение уменийвнезнакомойситуации).

Ожидаемые результаты: соблюдая инструктаж по технике безопасности и овладевая новыми умениями и навыками, студенты читают принципиально новые схемы, собирают электрические цепи и рассчитывают основные электрические величины; анализируют и экспериментально доказывают правильность расчетов электрических величин по законам Ома и Кирхгофа различными способами. Рассчитывают баланс мощностей электрической цепи постоянного тока, доказывая преимущества электрической энергии перед другими видами энергии.

Средства обучения: мультимедийный проектор, ноутбуки, наглядные пособия, раздаточный материал.

Междисциплинарная координация:

обеспечивающие: физика, математика

обеспечиваемые: профессиональные модули

Источники:

основные:

1 Лунин, В. П.  Электротехника и электроника в 3 т. Том 1. Электрические и магнитные цепи: учебник и практикум для среднего профессионального образования / Э. В. Кузнецов; под общей редакцией В. П. Лунина. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2021. — 255 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-03752-4. — Текст: электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/472794

2 Потапов, Л. А.  Теоретические основы электротехники. Сборник задач: учебное пособие для вузов / Л. А. Потапов. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2021. — 245 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-08894-6. — Текст: электронный// Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/472044

дополнительные

1 Данилов, И. А.  Электротехника в 2 ч. Часть 1: учебное пособие для среднего профессионального образования / И. А. Данилов. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2021. — 426 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-09567-8. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/474699

2 Миленина, С. А.  Электротехника: учебник и практикум для среднего профессионального образования / С. А. Миленина ; под редакцией Н. К. Миленина. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2021. — 263 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-05793-5. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/472057

3 Новожилов, О. П.  Электротехника (теория электрических цепей) в 2 ч. Часть 1: учебник для среднего профессионального образования / О. П. Новожилов. — Москва: Издательство Юрайт, 2020. — 403 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-10677-0. —

Текст: электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/456797

4 Новожилов, О. П.  Электротехника (теория электрических цепей) в 2 ч. Часть 1.: учебник для вузов / О. П. Новожилов. — Москва: Издательство Юрайт, 2020. — 403 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-04038-8. — Текст: электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/451960

5 Новости электротехники. Ежемесячный отраслевой информационно - справочный журнал. Учредитель и издатель ЗАО «Новости электротехники».

ЭнергоЭксперт. Ежемесячный информационно - аналитический журнал. Основан 2007 году. Издательский дом «Вся электротехника».

Примерный алгоритм проведения лабораторного занятия:

-выделение проблемы;

-панель;

-объединение в группы для решения проблемы;

-работа с материалом;

-представление результатов работы;

-обсуждение и корректировка результатов работы

Преподаватель: _______________/Черкасова И.Е./

Зав лабораторией: ______________ /Жданов Д.А./

Технологическая карта лабораторного занятия

Заключение

С введением ФГОС изменился и подход к занятию. Особенность ФГОС нового поколения - деятельностный характер обучения и достижение главной задачи - развитие личности студента.

Требования нового стандарта не являются чем-то абсолютно новым для практикующих преподавателей. Современное занятие должно отражать владение классической структурой на фоне активного применения собственных творческих наработок, как в смысле его построения, так и в подборе содержания учебного материала, технологии его подачи и тренинга. Оригинальные действия взаимосвязаны между собой и обеспечивают эффективное решение учебно-воспитательных задач.

Лабораторные работы – как один из видов самостоятельных практических работ активизируют учебный процесс, облегчают восприятие электротехнических понятий, которые в дальнейшем постоянно применяются при решении профессиональных задач.

В условиях грамотной организации занятия студенты постепенно не только овладевают приемами учебной работы, но и полностью осознают цель и особенности их использования. В дальнейшем студенты применяют их самостоятельно для открытия новых знаний, что является одним из основных критериев продвижения личности в умственном развитии.

Лабораторная работа является ценным средством воспитания умственной активности студентов, она активизирует психические процессы, вызывает живой интерес к процессу познания. В ней студенты охотно преодолевают значительные трудности, тренируют свои силы, развивают способности и умения. Она помогает сделать любой учебный материал увлекательным, облегчает процесс усвоения знаний.

Лабораторные работы играют роль не только в достижении образовательных целей, но и в достижении воспитательных и развивающих целей. Благодаря практической деятельности, каждый студент учится применять полученные знания, самостоятельно выполнять необходимые задания, нести ответственность за проделанную работу, усваивает отдельные аспекты изучаемой темы.

Приложения

Приложение 1

Тест для проверки знаний

1 По какому признаку можно сразу определить, последовательно или нет соединены резисторы?

1) по одинаковости силы тока во всех проводниках

2) по тому, как соединены между собой все проводники

3) по прекращению работы всей цепи при выключении какого-либо одного резистора

4) по зависимости напряжений на проводниках от их сопротивлений

2 Чему равно общее сопротивление R цепи с последовательно соединенными резисторами?

1) R = R₂ − R₁

2) R = R₁ − R₂

3) R = R₁ + R₂

4) R = R₁ ⋅ R₂

3 Чему равно общее напряжение на последовательно соединенных участках цепи?

1) U = U₁ = U₂

2) U = U₁ + U₂

3) U = U₁ − U₂

4) U = U₁⋅ U₂

4 В электрическую цепь последовательно включены 4 резистора, имеющие равные

сопротивления (по 10 Ом). Сила тока в одном из них 1,5 А. Каково общее напряжение в этой цепи?

1) 15 В

2) 60 В

3) 30 В

4) решить нельзя, нет значений силы тока в других приборах

5 Каково должно быть показание вольтметра, если в цепи, схема которой приведена на рисунке, лампа имеет сопротивление 25 Ом, резистор 35 Ом, а амперметр регистрирует силу тока 0,5 А?

1) 12,5 Ом

2) 17,5 Ом

3) 20 В

4) 30 В

6 Два резистора соединены последовательно. У первого сопротивление больше, чем у второго в два раза. Что можно сказать о силе тока, проходящего через них?

1) через первый резистор проходит ток больший по величине, чем через второй

2) через второй резистор проходит ток больший по величине, чем через первый

3) через оба резистора проходит одинаковый ток

4) среди ответов нет правильного

7Три одинаковых резистора соединены последовательно и включены в цепь с напряжением U. Напряжение на каждом резисторе:

1)U/ 3

2) U

3) 3·U

4) определить невозможно, так как неизвестно сопротивление резисторов

8 При последовательном соединение на каком резисторе напряжение будет наибольшим?

1) На резисторе с наибольшим сопротивлением

2) На резисторе с наименьшим сопротивлением

3) На резисторе с единичным сопротивлением

4) определить невозможно, так как недостаточно данных

9Напряжение цепи, изображенной на рисунке U_общ = 1,5 В, а сила тока I_общ = 30 мА. Сопротивления резисторов R₂ = 10 Ом, R₃ = 12 Ом. Найти сопротивление первого резистора. (28 Ом)

R₁ =?

10В цепи, изображенной на рисунке, напряжение на клеммах источника питания составляет 34 Вольта, а сопротивления R₁ = 1Ом, R₂ = 3Ом, R₃ = 4Ом. Вычислить напряжение на втором резисторе. (12,75 В)

U₂ = ?

Ключ к тесту

Приложение 2

Министерство образования Саратовской области

ГАПОУ СО «Балашовский техникум механизации сельского хозяйства»

Инструкционная карта лабораторной работы №4.

Дисциплина: «Основы электротехники».

Специальность: 35.02.08 Электротехнические системы в агропромышленном комплексе (АПК)

Курс: 2

Тема: «Электрическое поле. Электрические цепи постоянного тока».

Наименование работы: «Изучение последовательного соединения резисторов».

Цель работы: проверить на опыте особенности последовательного соединения резисторов.

Приобретаемые умения и навыки: научиться включать в электрическую цепь измерительные приборы, резисторы (последовательно), измерять ток и напряжение.

Формируемые компетенции: ОК1-9, ПК1.1.-1.3., ПК2.1.-2.3, ПК3.1-3.4, ПК4.1-4.2.

Техника безопасности: включение электроустановки после сборки схемы производить только в присутствии преподавателя; категорически запрещается касаться руками неизолированных проводов и зажимов, когда цепь находится под напряжением. Любые переключения производить только в отключенном состоянии цепи.

Время работы: 2 часа.

Средства обучения:

1) Оборудование и материалы: лабораторный стенд, ИТК.

2)Используемая литература: 1 Лунин, В. П.  Электротехника и электроника в 3 т. Том 1. Электрические и магнитные цепи: учебник и практикум для среднего профессионального образования / Э. В. Кузнецов; под общей редакцией В. П. Лунина. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2021. — 255 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-03752-4. — Текст: электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/472794

2 Потапов, Л. А.  Теоретические основы электротехники. Сборник задач: учебное пособие для вузов / Л. А. Потапов. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2021. — 245 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-08894-6. — Текст: электронный// Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/472044

3) Технические средства обучения (ТСО): мультимедийная программа ElectroM 3D,

Микрокалькулятор, мультимедийный проектор.

Задание №1 Ознакомление с измерительными приборами.

Задание №2 Сборка цепи с последовательным соединением резисторов. Снятие показаний приборов, выполнение необходимых расчетов.

Методические указания по выполнению заданий.

Задание №1 Ознакомиться с измерительными приборами и записать их паспортные данные в таблицу №1.

табл.№1

Задание №2. Собрать цепь с последовательным соединением резисторов. Снять показания приборов. Результаты записать в таблицу№2, выполнить необходимые расчеты.

табл.№2

Методика выполнения.

1. Ознакомиться с элементами цепи и измерительными приборами, и заполнить таблицу №1

2. Изобразить схему последовательного соединения трех резисторов с измерительными приборами. Зарисовать таблицы для занесения результатов.

3. Собрать цепи из последовательного соединения резисторов. Показать ее преподавателю для проверки.

4. Снять показания приборов и записать их в таблицу №2.

5. Сделать необходимые расчеты.

Задание для отчета.

1. По лабораторной работе сделать выводы относительно:

1.1 распределения напряжения на резисторах;

1.2 подтверждения законов Ома и Кирхгофа;

1.3 причине неполного совпадения расчетных и опытных данных.

Контрольные вопросы:

1. Какое соединение резисторов называют последовательным?

2. Какие законы используют для расчета цепей с последовательным соединением резисторов?

3. Запишите формулы для расчета эквивалентного сопротивления при последовательном соединении.

4. На каком из двух последовательно соединенных резисторов будет больше падение напряжения?

5. Как изменится эквивалентное сопротивление цепи, если отключить один резистор?

6. Как изменится напряжение на первом резисторе, если уменьшить его сопротивление до нуля?

7. Сколько узлов и ветвей имеет цепь из последовательного соединения резисторов?

8. По каким формулам можно определить мощность потребителя?

Преподаватель: ______________/Черкасова И.Е./

Приложение 3

Оценочный лист

Фамилия, имя____________________________________________________________ _______________________________________________