Адаптированная дополнительная общеобразовательная программа «Радиоэлектроника»

Адаптированная дополнительная

общеобразовательная программа «Радиоэлектроника»

(техническая направленность)

Срок реализации – 1 год

Возраст обучающихся – 13-18 лет

Автор-составитель – Третьяченко Н.И.

1. П О Я С Н И Т Е Л Ь Н А Я З А П И С К А

Настоящий период характеризуется высокими темпами роста технического прогресса. Сейчас практически невозможно найти сферу деятельности, где бы не применялись радиотехника и электроника. Трудно представить какую-либо отрасль промышленности, строительства, транспорта, а также торговлю и сферу обслуживания без надежной связи как проводной телефонной, так и беспроводной радиосвязи, без компьютерной техники и различных средств радиоэлектронной техники и автоматики, без радиотехнической охраны.

Радиоэлектроника и радиотехника окружает нас повсюду и в быту. Это не только всевозможные аудио и видео системы, но также холодильники с электронным управлением, швейные и стиральные машины с программным управлением, электронные средства защиты и сигнализации.

Столь плотное окружение электроникой требует знаний потребительских качеств используемой радиотехнической аппаратуры и электронного оборудования. А также даёт возможность понять и изучить принцип действия различных радиоэлектронных устройств. И как следствие открывает перспективу найти себе место либо как специалиста - эксплуатационника всевозможных радиотехнических средств, либо как специалиста - разработчика радиоэлектронной аппаратуры, либо как специалиста осуществляющего сервисное обслуживание и восстановление радиоэлектронной техники.

Предлагаемая программа подготовки в области радиоэлектроники направлена на получение учащимися теоретических знаний, первоначальных профессиональных навыков в монтаже и наладке электронных схем, навыков по ремонту бытовой радиотехнической аппаратуры, а также развития их творческих способностей радиотехнического конструирования.

Занятия в объединении радиотехнического конструирования является одним из самых сложных видов технического творчества учащихся. Они требуют от учащихся не только глубоких знаний в области физики и математики при занятиях схематехникой, экспериментальной проверки и отработки на макетах различных электронных схем, но также творческих способностей как конструктора - дизайнера при создании законченных конструкций различных электронных приборов.

Предлагаемая программа разработана для обучающихся 13-18 лет, рассчитана на 1 год обучения в детском объединении «Радиоэлектроника» ЦДТ г. Калачинска.

Данная программа является модифицированной, разработана на основе типовой программы «Элементы радиоэлектроники», М., Просвещение, 1995 г.

В имеющихся типовых программах радиотехническое конструирование рассматривается, как правило, с точки зрения схематехники, т.е. электрического макетирования. Не уделяется внимание приобретению практических навыков при изготовлении законченных конструкций приборов и радиотехнических устройств, а также вопросам дизайнерской проработки конструкций. Не выделяется индивидуальный подход к каждому учащемуся, что особенно важно на заключительном этапе обучения.

Данная программа , в отличии от типовых , разработана на основе комплексного подхода к радиотехническому конструированию , как с точки зрения схематехники, так и конструкторского дизайна с учетом индивидуального подхода к каждому обучаемому.

Особенностью программы является также углубленное изучение и освоение работы с различными радиотехническими работами

2. Ц Е Л И И З А Д А Ч И О Б У Ч Е Н И Я

Целью курса является дальнейшее развитие познавательных и творческих способностейучащихсяпосредством освоения нового теоретического материала и практических основ электроники и радиотехники, а также закрепление навыков и знаний, полученных в первые два года обучения. Развитие способности к изучению физики и радиотехники.

Реализация поставленной цели предусматривает решение следующих задач:

Обучающих:

- создать условия для самоопределения учащихся в профессиональном выборе;

- научить практическим приемам монтажа, пайки, изготовления корпусов различных радиоэлектронных устройств;

- научить пользоваться контрольно - измерительными приборами при проверке, отладке и ремонте радиоэлектронных устройств;

- развить конструкторские способности.

Развивающие:

- создать условия для развития общих познавательных способностей;

- развить интерес учащихся к выбранному профилю деятельности.

Воспитательных:

- содействовать процессам самопознания и саморазвития личности;

- формировать волевые качества для успешной деятельности, такие как усидчивость, настойчивость, эмоциональная уравновешенность;

- создать мотивацию к участию в общественно-полезной деятельности коллектива.

Пути достижения поставленных задач:

- обучение по "спирали", дает возможность с каждым годом обучения все глубже знакомится с теми разделами программы, которые изучил вначале; - это один из дидактических методов;

-индивидуальный подход к учащимся, подбор заданий необходимо производить с учетом личностных особенностей каждого школьника, его заинтересованности и достигнутого уровня подготовки;

- создание на занятиях атмосферы сотрудничества между педагогом и учеником, с целью раскрытия творческого потенциала личности каждого воспитанника.

Результат освоения программы - специальные занятия по радиоэлектронике, владение практическими навыками и умениями по радиоконструированию, разработка собственных программ по решению технических задач.

Для реализации программы применяются следующие образовательные технологии:

- технология технического творчества (ТРИЗ);

- личностно – ориентированная технология;

- технология индивидуального обучения;

- технология проектной деятельности.

3. С О Д Е Р Ж А Н И Е К У Р С А

Учебно –тематический план занятий

Содержание программы

1. Вводное занятие

Знакомство с планом работы на год, разбор индивидуальных годовых заданий. Распределение индивидуальных заданий в соответствии с уровнем подготовки, способностей и наклонности каждого учащегося.

РЕЗУЛЬТАТ: Распределение индивидуальных заданий.

2. Вопросы техники безопасности

Правила безопасности работы с электропаяльником, с измерительными сетевыми приборами. Правила безопасности работы на сверлильном и заточном станках. Проверка заземления, проверка низковольтных электропаяльников.

РЕЗУЛЬТАТ: Закрепление знаний техники безопасности и проведение профилактических работ по технике безопасности.

3. Проверка, ремонт и восстановление парка контрольно-измерительных приборов

Проверка работоспособности приборов, проверка режимов измерения по документации на приборы, проведение ремонта при необходимости, проверка и ремонт стрелочных амперметров, вольтметров, омметров, источников питания и генераторов звуковых частот.

РЕЗУЛЬТАТ: Углубление знаний по радиоизмерительным приборам. Исправность приборного парка лаборатории.

4. Постоянный электрический ток и его основные законы

Физическая сущность электрического тока. Ток, напряжение,

сопротивление, мощность, единицы их измерения. Закон Ома, законы Кирхгоффа.

РЕЗУЛЬТАТ: Закрепление знаний о постоянном электрическом токе.

5. Переменный электрический ток и его основные законы

Физическая сущность переменного тока. Амплитуда, период, частота и фаза переменного тока. Действующее значение напряжения и тока, мощность, понятие о трехфазной сети. Трех- и четырех- проводные сети. Фазное и линейное напряжения. Мощность в трехфазной сети. Заземление и зануление.

РЕЗУЛЬТАТ: Закрепление знаний об однофазном переменном электрическом токе. Понятие о трехфазном токе.

6. Элементы электро и радиотехники; резисторы, конденсаторы, индуктивности

Физическая сущность резисторов, конденсаторов и индуктивности. Параллельное и последовательное соединения. Особенности работы в цепях постоянного тока и в цепях переменного тока. Реактивное сопротивление, постоянная составляющая времени. Графики тока и напряжения в реактивных цепях. Снятие осциллограмм.

РЕЗУЛЬТАТ: Углубление знаний о работе резисторов, конденсаторов и индуктивности в цепях постоянного и переменного тока.

7. Полупроводниковые приборы, диод

Проводимости р- и n- типа , p-n-переход . Особенности различных полупроводниковых материалов .Физическая сущность полупроводникового диода, p-n-переход с точки зрения электронно - дырочной теории. Свето- и фотодиоды, варикапы и стабилитроны, их параметры.

РЕЗУЛЬТАТ: Углубление значений о полупроводниковых диодах.

8. Транзистор. Виды транзисторов. Принцип действия транзистора

Для третьего года обучения принцип действия транзистора с точки зрения электронно- дырочной теории. Основные параметры транзисторов. Разновидности структур р-п-р, п-р-п . Полевые транзисторы. Проверка параметров по приборам .

РЕЗУЛЬТАТ: Углубление знаний о транзисторах.

9.Усилительные каскады на транзисторах

Предварительные каскады усиления, НЧ-эмитерный повторитель, его особенности. Однотактный усилитель мощности, двухтактный усилитель. Отрицательная обратная связь. Транзисторные ключи. Выходной каскад по мостовой схеме. Проверка параметров усилителей на макетах.

РЕЗУЛЬТАТ: Начальные знания о транзисторных усилителях.

10. Микросхемы аналоговые и цифровые, их применение

Операционные усилители. Предварительные и окончательные усилители мощности на микросхемах серии 174. Их особенности, основные параметры и схемы включения. Стабилизаторы напряжения серии К142. Логические элементы НЕ, И, ИЛИ и их комбинации.

Триггеры, их разновидности, счетчики и дешифраторы. Интегральные микросхемы ТТЛ и КМОП структуры, их основные особенности. Проверка параметров на макетах.

РЕЗУЛЬТАТ: Начальные знания о микросхемах.

11. Радиоприемные устройства

Понятие о распространении радиоволны, длины волны. Структурная схема радиовещательного тракта. Модуляция и детектирование.

Колебательный контур, антенна как колебательный контур. Избирательность приемника, структурная схема. Измерение параметров приемника по приборам.

РЕЗУЛЬТАТ: Первичные знания о радиоприеме и радиоприемниках.

12. Радиопередающие устройства

Структурная схема радиопередатчика, согласование каскадов, согласование с антенной. Понятие о КБВ и КСВ. Работа автогенератора, назначение кварца. Работа модулятора амплитудного и частотного. Измерение параметров портативных передатчиков.

РЕЗУЛЬТАТ: Начальные знания о радиопередаче и радиопередатчиках.

13. Мощные усилители низкой частоты

Требования, предъявляемые к усилителям, их параметры. Способы построения мощных усилителей на микросхемах, на транзисторах, на операционном усилителе и транзисторном выходном каскаде. Измерение параметров усилителей по приборам.

РЕЗУЛЬТАТ: Начальные знания о мощных усилителях НЧ.

14.Основы ремонта бытовых радиотехнических и электронных приборов

Знакомство с инструкцией по эксплуатации и принципиальной схемой прибора. Знакомство с конструкцией. Проверка параметров по приборам, определение отказавшего узла, печатной платы аналитическим

путем. Поиск неисправного элемента проверкой режимов его работы по постоянному току. Поиск неисправного элемента по амплитуде и по форме сигнала с помощью осциллографа. Технология замены отказавшего элемента. Настройка и проверка параметров по приборам. Проведение самостоятельного ремонта под наблюдением преподавателя.

РЕЗУЛЬТАТ: Освоение ремонта бытовых радиотехнических приборов и электронных устройств.

15. Разработка и изготовление различных приборов и электронных устройств по заказам школ и для выставок

Разработка и изготовление проводится по индивидуальным заданиям ( см. п. 3.3.2. ) Разрабатываться могут следующие приборы и устройства:

- передвижной радиоузел для проведения спортивно - массовых мероприятий; - звуковые имитаторы, радиомаячки, маломощные радиопереговорные устройства и тому подобное.

Подбор принципиальной схемы на разрабатываемый прибор, ее анализ. Аналитическая доработка схемы до требуемых параметров.

Макетирование отдельных узлов и всего прибора в целом, отработка и отладка по приборам действующего макета на требуемые параметры.

Самостоятельная разработка печатной платы устройства. Изготовление печатной платы. Дизайнерская проработка корпуса, внешнего вида и всей конструкции в целом. Изготовление устройства, его настройка.

РЕЗУЛЬТАТ: Умение разработать простейшие электрические схемы, конструк-тивной и дизайнерской разработке с развитием творческой активности учащихся.

16. Заключительное занятие

Подведение годового итога. Разбор ошибок, допущенных учащимися в самостоятельном конструировании. Отбор лучших макетов и законченных конструкций на выставку. Занятие-семинар со специалистами в области радиотехники с целью окончательной профессиональной ориентации.

РЕЗУЛЬТАТ: Профессиональная ориентация выпускников для изучения радиотехники и радиоэлектроники и для поступления в учебные заведения г.Омска.

4. Т Е Х Н О Л О Г И Ч Е С К И Й П Р О Ц Е С С

Учебный процесс в объединении строится таким образом, чтобы экспериментальная и практическая работа преобладала над теоретической подготовкой. С первых же занятий учащиеся третьего года обучения закрепляют навыки работы с измерительной аппаратурой. Знание контрольно - измерительной аппаратуры и умение грамотно ею пользоваться является такой же основой фундамента, как и умение грамотно пользоваться справочной учебной литературой по радиотехнике и электронике. Кроме того грамотное пользование измерительной аппаратурой развивают математические способности учащихся.

Изложение теоретического материала начинается с объяснений физических явлений основ электротехники, что дает учащимся начальные сведения об электричестве, электрическом токе и его основных законах. Затем теоретические знания от электричества и основ электротехники постепенно переходят к основам радиотехники и электроники.

Причем необходимо, чтобы каждое изучаемое явление в электротехнике и радиотехнике сопровождалось наглядной демонстрацией его по осциллографу, что позволяет лучше усваивать пройденный материал. Необходимо также, чтобы каждая пройденная по радиотехнике тема сопровождалась практическими работами - макетированием того или другого устройства, например: выпрямителя, усилительного каскада на микросхеме и т.д.

Вводная теоретическая часть электро- и радиотехники должна длиться не более двух, двух с половиной недель. Дальнейшее прохождение теоретического материала, а именно, элементов электрорадиотехники, полупроводниковых приборов и т.д. должно быть сквозным материалом на весь учебный год. Теоретическое изложение этого материала необходимо давать впервые 10 - 20 минут каждого дня занятий перед практической работой.

В качестве дидактического материала на практических занятиях пользуются такой массовой периодической литературой, как журнал "Радиолюбитель" и "Радио", брошюры "В помощь радиолюбителю" и другие из серии массовой библиотеки радиолюбителя.

На практических занятиях особое внимание следует уделять первому включению собранного радиолюбителем действующего электронного устройства. Для новичков это является особым событием. Яркий всплеск положительных эмоций происходит в случае успешной работы впервые собранной своими руками конструкции. За этим событием всегда внимательно и ревностно наблюдают остальные, у которых это еще предстоит в ближайшем будущем.

Учебный процесс, кроме последовательного изложения учебного материала, может содержать итерационные циклы, когда возникает необходимость вернуться на несколько шагов назад. Чтобы еще раз рассмотреть не усвоенный материал или вернуться к отдельным узлам и деталям, если допустим, уже собранное устройство не работает.

Основной задачей педагога дополнительного образования - руководителя кружка является заинтересовать учащихся занятием радиотехникой и электроникой. Необходимо стремиться, чтобы для многих это занятие вышло за пределы объединения, так чтобы ребята продолжали занятия и дома. Для этого педагогу необходимо сориентировать учащихся на чтение соответствующей технической и образовательной литературы, подбирать и выдавать для домашнего чтения техническую литературу из имеющейся в объединении. Оказывать помощь в подборе схем для домашнего конструирования. Необходимо создать в объединении атмосферу доверия к преподавателю и взаимопомощи, способствующую развитию творческой активности учащихся. Создать атмосферу, в которой учащиеся могли свободно обращаться к педагогу за помощью, за советом в ремонте домашней аппаратуры или конструировании новой, за теоретической помощью в решении каких-либо школьных проблем. При изготовлении радиолюбительских конструкций необходимо стараться привить учащимся не только любовь к радиотехнике, но и к слесарным работам, работе конструктора – дизайнера, без которой невозможно создавать самостоятельно законченные конструкции.

Учебный год для учащихся должен заканчиваться демонстрацией действующего макета, успешным завершением изготовления прибора и выбором лучших конструкций для демонстрации на ежегодной выставке.

Для учащихся третьего года обучения теоретическая часть программы преподается аналогично первому году обучения. С той лишь разницей, что все процессы объясняются более углубленно, разбираются графики их работы и различные характеристики.

Особое внимание уделяется работе учащихся по индивидуальным заданиям, способствующей развитию их творческой активности. Теоретическая подготовка при этом проводится как индивидуально с объяснением принципа работы и возможности переработки конструкции для получения лучших результатов, так и с объяснением всему коллективу учащихся для расширения их кругозора.

Результатом третьего года обучения в радиотехническом объединении является получение знаний по радиотехнике и электронике с их практическим применением в ремонте радиоаппаратуры и электронных устройств, в разработке и изготовлении несложных электронных приборов и устройств. И самое главное - это окончательная ориентация учащихся в выборе будущей профессии.

Способы отслеживания и оценка качества результатов образовательной деятельности

Входной мониторингпроводится на первом занятии. Он позволяет определить первоначальную подготовку детей и внести коррективу в свою программу.

Педагог фиксирует знания и умения, необходимые для начала обучения в объединении. С помощью знаков (+ владеет, не владеет, L - владеет на среднем уровне) составляется таблица

Текущий мониторинг

Для отслеживания теоретических результатов применяются опросные методы и зачетная система оценки результатов.

Для отслеживания результатов практической деятельности применяется метод наблюдения и индивидуального контроля. Оценка результата – зачет или незачет.

При неправильной сборке макета система не будет работать, поэтому задание выполняется снова до тех пор, пока не будут выполнены все условия.

При получении зачета, учащемуся дается новое задание. Количество выполненных заданий фиксируется в журнале учета работы. Наиболее способным ребятам предлагаются более сложные групповые задания. Их оценка проводится на выставках технического творчества, конкурсах мастерства в балльной системе.

Конструкция оценивается по следующим параметрам: правильность сборки, качество изготовления, дизайн.

При невыполнении хотя бы одного из требований конструкция подлежит доработке. Только тогда ставится зачет.

Кроме профессионального роста педагог отслеживает:

- дисциплинированность и аккуратность;

- желание помочь товарищу, способность работать в группе.

Лучшие учащиеся после окончания обучения рекомендуются для поступления в училища и техникумы г. Омска с радиотехническим направлением обучения.

Итоговый мониторинг – наличие и количество изготовленных приборов.

Участие в выставках технического творчества, конкурсах мастерства, где используется балльная система, учащиеся сравнивают свои достижения с лучшими работами учащихся радиотехнических объединений г.Омска и области.

6. О Б Е С П Е Ч Е Н И Е П Р О Г Р А М М Ы

6.1. МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОГРАММЫ

Методическое обеспечение программы включает в себя:

- методические пособия, разрабатываемые преподавателем с учетом конкретных условий лаборатории или, при необходимости, более глубокого изучения какой либо темы;

обширную техническую библиотеку объединения, содержащую как справочный материал, так и учебную техническую литературу;

- периодическую литературу, регулярно получаемую центром это журналы «Радиолюбитель» и «Радио», брошюры «В помощь радиолюбителю»;

- индивидуальные задания. Методическое обеспечение учебного процесса документами включает разработку преподавателем методических пособий, подбор принципиальных электрических схем, топологии печатных плат и справочного материала.

Совершенствованию образовательного процесса также содействует повышение квалификации и педагогического мастерства самим преподавателем на методических семинарах, регулярно проводимых на базе ЦДТ, в результате обмена опытом между преподавателями центра, чьи объединения имеют техническую направленность.

6.2. ДИДАКТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОГРАММЫ

В качестве дидактического материала учащимся предлагаются

электрические схемы различных электронных устройств, которые могут быть использованы как при фронтальном изучении одного устройства всей группой, так и при индивидуальной работе.

Существенную помощь в учебном процессе оказывает дидактический материал, публикуемый в периодических изданиях, особенно в журналах "Радиолюбитель" , «Радио» и " Радиолюбитель КВ и УКВ.

6.3. МАТЕРИАЛЬНО - ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Материально - техническая база объединения представлена

большим набором электроизмерительной аппаратуры в который входят:

- Ампервольтметры

- Осциллографы

- Генераторы звуковой и высокой частоты

- Электронными частотомерами

Лаборатория рассчитана на проведение практических и теоретических занятий. Все рабочие места лаборатории оснащены:

- генераторами звуковой и высокой частоты;

- электронными частотомерами;

- универсальным вольтметром, источником питания и паяльником.

Для более сложных работ имеются дополнительные следующие приборы измерители частотных характеристик, измерители искажений и модуляции, генераторы телевизионных сигналов, т.е. материальное техническое обеспечение позволяет производить любые работы с приёмопередающей и всевозможной цифровой аппаратурой, телевизионной и аудиоаппаратурой. Мастерская оборудована сверлильным и заточным станками, имеется и другое слесарное оборудование, позволяющее выполнять работы по изготовлению корпусов и других конструкций.

6.4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

В лаборатории выполнены все организационно - технические мероприятия по требованию электробезопасности. А именно: ко всем станкам, приборам и оборудованию подведено надежное заземление, каждая электрическая сеть имеет автоматическую защиту отключения, а розетки с напряжением ~ 220 B имеют быстродействующие автоматы отключения УЗО.

Список литературы

Алексеев А.П., Робототехника. Москва, Просвещение, 1993 г.

Альгин Б.Е., Кружок электронной автоматики. Москва, Просвещение, 1990 г.

Балясная Л.К., Воспитание школьников во внеурочное время. Москва, Просвещение, 1980 г.

Батушев В.А., Микросхемы и их применение. Москва, Радио и Связь, 1983 г.

Белевцов А.Т., Монтаж радиоаппаратуры и приборов. изд. Высшая школа, 1983 г.

Белорусова В.В., Педагогика. Москва, Физкультура и спорт, 1986 г.

Бобров Н. В., Радиоприемные устройства. Москва, Энергия, 1976 г.

Борисов В. Г., Программы для кружков детского технического творчества. Москва, Просвещение, 1980 г.

Борисов В. Г., Юный радиолюбитель. Москва, Радио и связь, 1987 г.

Варламов Р. Г. , Компоновка радиоэлектронной аппаратуры, Москва, Сов. Радио, 1983 г.

Горский В.А., Кротов И.В., Программы для внешкольных учреждений и общеобразовательных школ. Москва, Просвещение, 1988 г.

Гутников В.С., Интегральная электроника в измерительных приборах. Ленинград, Энергия, 1984 г.

Ильина Т.В., Ушакова М.В., Шинкевич И.В. ,Педагогическое программирование в учреждениях дополнительного образования". Ярославль, 1996 г.

Мансуров Н.Н., Попов В.С., Теоретическая электротехника. Москва, Наука, 1968 г.

Миль Г., Электронное дистанционное управление моделями. Москва, 1986 г.

Нальвейт Г.С., Источники электропитания. Москва, Радио и связь, 1986 г.

Рычина Т. А. , Электрорадиоэлементы. Москва, Сов. Радио, 1980 г.

Степаненко И.П., Основы теории транзисторов и транзисторных схем. Москва, Энергия, 1983 г.

Столяров Ю. С., Техническое творчество учащихся. Москва, Просвещение, 1989 г.

Уитсон Дж., 500 практических схем на ИС. Москва, Мир, 1992 г.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/252680-adaptirovannaja-dopolnitelnaja-obscheobrazova