Методика применения электронного учебника на занятиях по электротехнике 'Трёхфазные цепи'

Методика применения электронного учебника на занятиях по электротехнике 'Трёхфазные цепи'

МИНИСТЕРСТВО образования и науки РФ

ФГОБУ ВПО «Шадринский государственный педагогический институт»

Факультет технологии и предпринимательства

Кафедра профессионально-технологического образования

Тема:

Методика применения электронного учебника на занятиях по электротехнике «трёхфазные цепи»

Курсовая работа

по методике профессионального образования

Выполнил студент 643 группы

Овечкин Сергей Вячеславович

Руководитель

старший преподаватель

Скипина Елена Сергеевна

Шадринск 2011

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

.    ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМЬПЬЮТЕРНЫХ ОБУЧАЮЩИХ ПРОГРАММ В вузЕ

1.1 Основные проблемы, связанные с компьютерным обучением

.2 Общие требования к компьютерным обучающим программам

.3 Основные аспекты разработки компьютерных обучающих программ

2.  МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЙ ПО ТЕМЕ «ТРЁХФАЗНЫЕ ЦЕПИ» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНИКА

2.1 Тематическое планирование занятий

.2 Фрагмент календарно-тематического плана занятий

.3 Планы-конспекты занятий

.3.1План- конспект занятия №1

.3.2 План- конспект занятия №2

.3.3 План- конспект занятия №3

.4 Методический анализ разработанного занятия

Заключение

список использованных источников

введение

Разработка проблем компьютерного обучения обусловлена, во-первых, общими задачами информатизации современного общества. Овладение студентом новыми способами получения и обработки информации с помощью электронных средств становится обязательным требованием к конкурентоспособной личности в условиях рынка.

Актуальность данной темы связана и с общими задачами модернизации российского образования на основе развивающих технологий, обеспечивающих максимальную реализацию познавательного потенциала личности студента.

В дидактике в основном уже заложены теоретические основы компьютерного обучения. В методике обучения проблема компьютерной поддержки учебного процесса преимущественно разрабатывалась на практическом уровне, имеется определенный опыт использования электронных материалов на занятиях по электротехнике, однако специальных исследований по проблемам создания и применения компьютерных обучающих программ по предмету не проводилось, что придает теме исследования особую актуальность.

Актуальность названной проблемы обусловлена и потребностями в обеспечении процесса обучения компьютерными средствами, отвечающими современным подходам в образовании. Вместе с тем, анализ существующих компьютерных программ и практики их использования в обучении электротехнике выявил существенные противоречия:

• между задачами построения учебного процесса на основе деятельностного подхода, развивающих технологий, с одной стороны, и информативным, характером издаваемых электронных средств обучения, с другой;

• между потребностью создания учебных компьютерных программ, адресно предназначенных для занятий по электротехнике, и фактическим существованием электронных продуктов, не ориентированных на учебные программы и типовое планирование;

• между огромным образовательным, развивающим и воспитательным потенциалом компьютерных средств в обучении и практическим использованием только их информационных возможностей.

Таким образом, актуальность темы исследования обусловлена:

• социальным заказом общества в информатизации образования и компьютеризации обучения;

• логикой развития педагогической и методической наук;

• потребностями практики современного обучения.

В настоящем исследовании будет рассматриваться один из важных, ключевых вопросов использования электронных средств в преподавании - проблема создания учебных компьютерных обучающих программ по предмету.

Под компьютерной обучающей программой (КОП) будет пониматься электронное средство обучения, управляющее в диалоговом режиме процессом активной, индивидуализированной, познавательной деятельности учащихся по освоению учебного содержания предмета.

Цель курсовой работы: выявить методические основы применения электронного учебника на занятиях по электротехнике.

Анализ научной литературы, результаты изучения современной практики обучения на основе применения электронных продуктов, позволили сформулировать рабочую гипотезу исследования: использование электронного учебника по электротехнике будет обеспечивать:

• стимулирование положительной мотивации к изучению учебного материала;

• повышение прочности и осознанности усвоения учебных курсов;

• совершенствование процесса освоения студентами умений познавательной деятельности, приобретение ими опыта самостоятельного овладения учебным содержанием;

• индивидуализацию учебного процесса;

• оптимизацию труда преподавателя.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

. Проанализировать основные проблемы, связанные с компьютерным обучением.

. Обозначить основные требования к компьютерным обучающим программам.

. Описать основные аспекты разработки компьютерных обучающих программ.

. Рассмотреть психолого-педагогические проблемы при разработке компьютерных обучающих программ.

. Разработать планы-конспекты занятий по электротехнике с применением электронного учебника.

1.      ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМЬПЬЮТЕРНЫХ ОБУЧАЮЩИХ ПРОГРАММ В вузЕ

.1 Основные проблемы, связанные с компьютерным обучением

Бурное развитие компьютерных технологий за последние несколько лет, а также интенсивное их использование в учебном процессе привели к кардинальным изменениям в системе образования. Эти изменения затронули структуру системы образования, методологию и технологию процесса обучения во всех звеньях.

К средствам обучения относят наглядные пособия, технические средства обучения, дидактические материалы и т.п. В последнее время средства обучения существенно изменились. В связи с появлением персональных компьютеров возник новый вид процесса проблемного обучения - проблемно-компьютерное обучение. Появление нового элемента (компьютера) в педагогической системе во многом может изменить ее функции и позволяет достичь нового педагогического эффекта.

Как и при внедрении всякого другого средства обучения, возникает ряд проблем, связанных с психолого-педагогическими условиями применения компьютера в процессе обучения. В то же время компьютер дает такие возможности информационного обеспечения учебного процесса, которых до сих пор никогда не было. Возникает серьезная многоаспектная проблема выбора стратегии внедрения компьютера в обучение, которая позволила бы использовать все его преимущества и избежать потерь, влияющих на качество педагогического процесса и затрагивающих развитие основных сфер деятельности человека. Поэтому прежде чем приступить к проектированию учебного процесса с использованием ЭВМ, преподаватель должен знать методику обучения с применением компьютера. Следовательно, правомерно ставить вопрос о новой технологии обучения, которая давала бы преимущества, компенсирующие затраты на приобретение ЭВМ и на овладение навыками работы с ней. Для этого нужен поиск принципиально новых перспективных решений использования компьютера как эффективного средства обучения. [2,6,8]

Анализ научного знания позволяет систематизировать и выделить следующие функции компьютера в обучении:

технико-педагогические (обучающие и управляющие программы, диагностирующие, моделирующие, экспертные, диалоговые, консультирующие, расчетно-логические);

дидактические (компьютер как тренажер, как репетитор, как ассистент, как устройство, моделирующее определенные ситуации);

компьютер как средство интенсификации учебной деятельности, оптимизации деятельности преподавателя;

компьютер как средство, выполняющее функции оперативного обновления учебной информации, получения оперативной информации об индивидуальных особенностях обучающихся;

компьютер как средство корректировки, контроля и оценки деятельности учащихся, ее активизации и стимулирования). [13,15,21]

Задача педагогики в этой связи состоит в том, чтобы определить и обеспечить те условия, при которых обозначенные функции действительно достигаются. На практике же эти условия или не выявлены, или не используются, поэтому и функции компьютера реализуются зачастую на примитивном (в педагогическом аспекте) уровне.

Выделим следующие:

взаимосвязь применения компьютера и целей, содержания, форм и методов обучения;

сочетание слова преподавателя и применения компьютера;

дидактическая структура компьютерного занятия;

мотивационное обеспечение компьютерного занятия;

сочетание компьютера и других ТСО.

Вычленение названных условий необходимо для того, чтобы найти разумное, дидактически обоснованное соответствие между логикой работы ЭВМ и логикой развертывания учебной деятельности. В настоящее время вторая логика приносится в жертву первой, поэтому компьютеризация обучения не дает должного педагогического эффекта. Установка в школьном классе или вузовской аудитории ЭВМ есть не окончание компьютеризации, а начало компьютерного обучения. Рассмотрим подробнее его условия. [6,12]

Здесь важно вскрыть целесообразность применения компьютера и его сочетаемость с содержанием, формами и методами обучения. На сегодняшнем этапе применения компьютерного обучения выделены следующие цели:

по временному фактору: выигрыш во времени при контроле учащихся и их диагностировании, выигрыш в тиражировании и предъявлении контрольных и самостоятельных работ учащихся, обработка результатов и их оперативное доведение до каждого обучающегося и т.п.;

по степени "охвата" учащихся в учебном процессе: возможность массового обучения на этапе актуализации опорных знаний и способов действий, на этапе отработки репродуктивных умений и навыков;

по реализации индивидуального подхода к учащимся: каждый работает с компьютером с учетом своего темпа и возможностей;

по степени "механизации" педагогических операций: интенсификация работы учащегося при подготовке лабораторных и практических работ, работа компьютера в режиме тренажера, репетитора, работа с компьютером над лекционным материалом, на лабораторно-практических занятиях. [15,16,17]

Из представленного перечня целей видно, что используется только одна сторона компьютерного обучения - программированное обучение, но только на более совершенной технике. Практика использования систем программирования подтверждает правомерность такого набора целей при решении задачи формирования практических умений и навыков. Но технологии программированного обучения, по существу, дублируют традиционные методы обучения: оптимизируя операционные и регуляторные компоненты управления деятельностью учащегося, они существенно обедняют и даже разрушают другие ее компоненты (интеллектуальный, мотивационный, эмоциональный). Поэтому использование целей программированного обучения необходимо, но недостаточно в ситуациях развития основных сфер деятельности человека.

Приведенная выше номенклатура целей предполагает значительное облегчение труда преподавателя, но не направлена на развитие учащегося как субъекта деятельности, ибо в этом случае остается вне поля анализа проблема организации учебной деятельности. С учетом этого основной стратегической линией психолого-педагогического обеспечения компьютерного обучения становится обоснование целостных систем учебной деятельности, сохраняющих и при использовании компьютера все возможности формирования и развития основных сфер деятельности человека. Иначе говоря, необходима номенклатура целей, учитывающая новые педагогические концепции личностно ориентированного обучения и индивидуально-деятельностный подход. Отсюда следует, что вышеприведенную номенклатуру целей необходимо дополнить следующим образом:

развитие интеллектуальной сферы: развитие мышления (познавательного, творческого), памяти, внимания, качеств ума (сообразительность, гибкость, экономичность, самостоятельность), мыслительных навыков (вычленение, сличение, анализ и пр.), познавательных умений (видеть противоречие, проблему, ставить вопросы, выдвигать гипотезы и пр.), умений учиться, формирование предметных знаний, умений, навыков;

развитие мотивационной сферы: формирование потребностей (интеллектуальной, в знаниях, в познании природы, общества, человека, закономерностей мышления и познания; потребности в овладении способами познания и преобразовательной деятельности), воспитание мотивов учения (познавательные интересы, смысл изучения предмета и пр.), мотивов достижения и др.;

развитие эмоциональной сферы: формирование необходимых навыков управления своими чувствами и эмоциональными состояниями, преодоление излишней тревожности, воспитание адекватной самооценки;

развитие волевой сферы: формирование целеустремленности, умения преодолевать мышечное и нервное напряжение, развитие инициативы, уверенности в своих силах, развитие умений владеть собой, обучение знаниям (как действовать, как планировать деятельность, как ее осуществлять и вести контроль без посторонней помощи);

формирование учебной деятельности в целом и основных ее компонентов: управление вниманием обучающихся, разъяснение им смысла предстоящей деятельности, актуализация необходимых потребностно-мотивационных состояний, стимулирование целеполагания, создание условий для успешного выполнения учащимися системы исполнительских действий, помощь и коррекция деятельности, оценивание процесса и результата учебной деятельности обучаемых. [3,8,15]

Рассмотрим сочетаемость компьютера с содержанием, формами и методами обучения. Опыт отечественной высшей и средней школы, как и опыт зарубежной школы, показывает, что для применения компьютера в любом предмете практически нет ограничений. Но содержание компьютерного занятия должно обязательно включать данные о способах анализа условия задачи, о поисках способа ее решения, о способах контроля за правильностью решения. То есть в содержание необходимо включать данные о всех типах рефлексии - интеллектуальной, личностной и межличностной: учитывать, как учащиеся понимают логику компьютерного обучения, смысл требований и пр.

Применение компьютера должно учитывать сложившиеся формы обучения. Современные формы обучения независимо от типа школы имеют следующую инвариантную структуру этапов:

актуализация опорных знаний и способов действий;

формирование новых понятий и способов действий;

применение знаний, формирование умений.

Таким образом, модель компьютерного занятия должна быть многогранной, или полифункциональной: формировать не только знания, но и развивать обучаемых, вовлекать их в сферу разносторонней психической деятельности. На этой основе происходит развитие интеллекта, мотивации, воли и пр. Поэтому модель компьютерного занятия должна быть также процессуальной. Процесс - это не только изменение, но и ряд преемственных стадий развития, соответствующих этапам компьютерного обучения. Модель должна также отвечать критериям противоречивости и проблемности, вариативности и гибкости.

Как уже отмечалось, компьютерное занятие не предполагает стопроцентного использования времени на работу с компьютером. Поэтому необходимо рассмотреть проблему сочетания слова преподавателя и использования компьютера. Можно выделить несколько форм такого сочетания:

) преподаватель руководит работой обучаемых с компьютером, знания об объекте изучения они извлекают сами;

) знания об объекте изучения обучаемый получает от преподавателя, а компьютер служит подтверждением или конкретизацией вербальных сообщений;

) на основании работы с компьютером, осуществленной учащимися, преподаватель решает совместно с ними учебную проблему;

) опираясь на информацию, заложенную в компьютер, педагог сам решает проблему (и показывает ее решение) монологическим методом. [1,3,6]

В зависимости от рассмотренных форм сочетания компьютерное занятие может быть проведено с использованием различных методов обучения:

алгоритмический и исследовательский методы при первой форме сочетания;

монологический и диалогический методы - при второй форме;

при третьей форме сочетания действий преподавателя и применения ЭВМ доминирующими методами будут диалогический и эвристический;

четвертая форма сочетания предопределяет применение монологического метода обучения. [1,3,6]

Эффективность проведения занятия с компьютерным сопровождением зависит от многих факторов. К ним, как известно, относятся:

содержание учебного материала (его противоречивость, насыщенность математическим аппаратом или гуманитарным содержанием, возможность его программирования, создания проблемных ситуаций и др.);

форма проведения занятий (лекция, практическое занятие, коллоквиум, консультация и др.);

выбранная преподавателем форма сочетания компьютера с применяемыми им методами обучения;

актуальный уровень развития у учащихся интеллектуальной, мотивационной и других сфер;

уровень методического мастерства преподавателя и его умение отбирать и применять программные педагогические средства (ППС). [11,12,13]

Таким образом, модель компьютерного занятия как дидактическая система включает номенклатуру целей обучения знаниям и умениям, целей развития основных сфер деятельности человека, целей формирования учебной деятельности; характеристику содержания учебного материала, критерии его отбора для создания программных педагогических средств, связи программного материала с остальным содержанием занятия; характеристику дидактической структуры занятия; его мотивационное обеспечение; указания на формы связи деятельности преподавателя и применения компьютера и связанное с ними сочетание методов обучения. Педагогическая эффективность компьютерного занятия зависит от ряда вышеназванных факторов и от того, насколько реализован замысел, представленный в его модели.

1.2 Общие требования к компьютерным обучающим программам

На сегодняшний день мы стали свидетелями появления огромного количества обучающих программ психологически и дидактически отстраненных от предмета обучения. Поэтому разработка дидактических требований к компьютерным обучающим программам продолжает являться одной из наиболее актуальных проблем компьютеризации обучения. От успешности ее решения зависит качество создаваемых программ и, следовательно, качество процесса обучения.

В настоящее время существуют разные подходы к разработке таких требований к компьютерным обучающим программам, чаще всего, сформированные создателями программных средств в момент их написания.

При этом если исходить из понимания дидактических принципов как общих положений, адекватных любой педагогической ситуации, то попытки пересмотра всей их системы с точки зрения компьютерного, а не традиционного обучения, следует признать малоубедительными и неправомерными.

Компьютер является лишь средством осуществления учебной деятельности, логика функционирования которого определяется теми же дидактическими задачами, которые ставятся и при использовании более традиционных технических средств, при безмашинном обучении. Компьютер наряду с другими средствами обучения, а также методами и формами обучения является одним из способов реализации дидактических принципов, следовательно, последние должны задавать направление в решении вопросов использования компьютеров, а не наоборот. [1,20]

Основной показатель высокого качества обучающей программы - эффективность обучения. Богатейшие демонстрационные возможности и высокая степень интерактивности системы сами по себе не могут служить основанием для того, чтобы считать обучающую программу полезной. Эффективность программы целиком и полностью определяется тем, насколько она обеспечивает предусмотренные цели обучения, как ближайшие, так и отдаленные. При решении любого вопроса, начиная с использования графики и кончая индивидуализацией обучения, во главу угла должны быть поставлены учебные цели. Богатейшие возможности компьютера должны быть проанализированы с точки зрения психологии и дидактики и использованы тогда, когда это необходимо с педагогической точки зрения. Не следует гнаться за внешним эффектом, обучающая система должна быть не эффектной, а эффективной.

Вопрос о том, насколько эффективна обучающая программа, может быть решен только после ее апробации. Тем не менее можно наметить ряд психолого-педагогических требований, которым должна удовлетворять обучающая программа.

Обучающая система должна:

Позволять строить содержание учебной деятельности с учетом основных принципов педагогической психологии и дидактики.

Допускать реализацию любого способа управления учебной деятельностью, выбор которого обусловлен, с одной стороны, теоретическими воззрениями разработчиков обучающей программы, а с другой - целями обучения.

Стимулировать все виды познавательной активности учащихся, включая, естественно и продуктивную, которые необходимы для достижения основных учебных целей - как ближайших, так и отдаленных;

Учитывать в содержании учебного материала и ученых задач уже приобретенные знания, умения и навыки учащихся.

Стимулировать высокую мотивацию учащихся к учению, причем оно не должно идти за счет интереса к самому компьютеру. Необходимо обеспечить учебные мотивы, интересы учащихся к познанию. [18]

Обеспечивать диалог как внешний, так и внутренний, причем диалог должен выполнять следующие функции:

активизировать познавательную деятельность учащихся путем включения их в процесс рассуждения;

моделировать совместную (субъект-субъектную) деятельность;

способствовать пониманию текста;

содержание учебного предмета и трудность учебных задач должны соответствовать возрастным возможностям и строиться с учетом индивидуальных особенностей учащихся;

обратная связь должна быть педагогически оправданной, информировать о допущенных ошибках, содержать информацию, достаточную для и устранения;

диагностировать учащегося с целью индивидуализации обучения, а также оказания требуемой помощи;

не требовать специальных знаний и усилий для ввода ответа, свести к минимуму рутинные операции по вводу ответа. [25]

Оказывать содействие при решении учебных задач обеспечивая педагогически обоснованную помощь, достаточную для того, чтобы решить задачу и усвоить способ ее решения.

Оказывать помощь учащемуся с учетом характера затруднения и модели обучаемого.

Информировать обучаемого о цели обучения, сообщат ему, насколько он продвинулся в ее достижении, его основные недочеты, характер повторяющихся ошибок.

Проявлять дружелюбие, особенно при оказании учащимся помощи.

Допускать индивидуализацию обучения, позволят учащемуся принимать решение о стратегии обучения, характере помощи и т.п.

Адекватно использовать все способы предъявления информации в виде текста, графики, изображения, в том числе движущиеся, а также звук и цвет. Не навязывать темп предъявления информации.

Вести диалог, управляемый не только компьютером, но и обучаемым, позволить последнему задавать вопросы.

Позволить учащемуся вход и выход из программы в любой ее точке, обеспечить доступ к ранее пройденному учебному материалу.

Допускать модификацию, внесение изменений в способы управления учебной деятельностью. [20,25]

При формировании дидактических требований к обучающим программам следует, прежде всего, ориентироваться на принципы обучения, содержание которых базируется на современных теоретических достижениях в области педагогики и психологии, что и позволяет использовать их в качестве системы дидактических требований.

.Принцип научности формулирует целый ряд требований к обучающим программам:

обучающие программы целесообразно наполнять таким содержанием, которое наиболее эффективно может быть усвоено только с помощью компьютера;

содержание программ должно соответствовать современному состоянию научного знания;

способы усвоения учебного материала, предусмотренные программой, должны быть адекватны современным научным методам познания и динамично меняться, обеспечивая быстрое перенастраивание программного продукта в соответствии с изменяющимися требованиями.

. Традиционная трактовка принципа наглядности сводится к тому, чтобы создать у учащихся чувственное представление об изучаемом объекте. Содержание этого принципа, применительно к компьютерным технологиям, уточняется введением дополнительного требования, суть которого заключается в следующем: необходимо точное указание тех действий, которые необходимо выполнить с объектами предъявления, чтобы, с одной стороны, выявить содержание будущего понятия, а с другой - представить это содержание в виде знаковых моделей. На основании данного принципа можно сформулировать следующие требования к обучающим программам:

в них при отражении чувственного объекта не следует увлекаться натурализмом: в программе должна быть представлена не любая модель, а только та, которая способствует реализации дидактических целей данной обучающей программы;

модель, содержащуюся в программе, следует предъявлять в форме, позволяющей наиболее четко раскрыть существенные связи и отношения объекта;

существенные признаки, связи и отношения модели должны быть в программе адекватно зафиксированы цветом, миганием, звуком и т. д.

. Наиболее важное требование, основывающееся на современном понимании принципа наглядности, состоит в том, что с помощью обучающих программ необходимо не только предъявлять объект изучения, но и организовывать деятельность учащихся по его преобразованию.

. На основе деятельностного подхода следует пересмотреть принцип систематичности и последовательности. Поэтому в состав методологических знаний целесообразно включать системные методы познания. Эти методы могут быть наиболее оптимально реализованы с помощью обучающих программ следующим образом:

в объектах или явлениях, представляемых с помощью компьютерных программ, должны быть выделены основные структурные элементы и существенные связи между ними, позволяющие представлять этот объект или языковое явление в виде целостного образования;

наряду с этим, алгоритм, в соответствии, с которым строится деятельность обучаемого по усвоению материала, должен отражать логику его системного анализа.

Принцип активности декларирует, что содержание деятельности, организуемой с помощью контрольно-обучающей программы, должно соответствовать усваиваемым знаниям.

. Поскольку активность обусловлена сознательностью, при разработке обучающих программ необходимо ориентироваться на следующие требования: целесообразно в структуру программы вводить ориентировочный компонент, который должен включать два вида знаний - знание о деятельности, реализуемой с помощью программы (цель деятельности, ее предмет, средства и основные этапы осуществления), и предметные знания, необходимые для успешной работы с программой (правила, справочно-информационные данные и т.д.). [9,28]

В данном разделе перечислены лишь некоторые требования, предъявляемые к обучающим программным средствам. В целом решение указанной задачи требует дальнейшего исследования проблемы дидактических принципов и уточнения содержания каждого из них, применительно к компьютерным технологиям.

1.3 Основные аспекты разработки компьютерных обучающих программ

С целью направленного использования огромного потенциала и опыта в создании ПО учебного и образовательного назначения, а также координации работ, ведущихся в системе образования по активному использованию информационных технологий, необходимо возродить практику отбора на конкурсной основе лучшего ПО учебного и образовательного назначения, прошедшего апробацию в учебном процессе образовательных учреждений с целью распространения его в системе образования. Для объективной оценки качества разрабатываемого ПО учебного назначения существуют определенные показатели и критерии.

Рассмотрим некоторые аспекты разработки компьютерных обучающих программ. Целесообразно выделить следующие: методологический; эргономический; информационный; технологический.

Методологический аспект разработки компьютерных обучающих программ

Создание и развитие компьютерной образовательной среды предполагает решение определенных задач. Во-первых, необходимо переосмысление методики преподавания в школах и вузах. Традиционная методика обучения и методика обучения с использованием компьютера значительно отличаются. Назрела существенная необходимость разработки структурированных учебных материалов для использования их в компьютерных обучающих программах (КОП), разработки методики их подачи и осуществления контроля знаний в КОП. Подобные методики могут быть разработаны только на основе эксплуатации КОП в реальном учебном процессе и обобщения опыта и пожеланий пользователей (преподавателей и учащихся). Для создания качественной обучающей программы необходимо привлечение методистов в предметной области (математика, физика, химия и т.д.), дизайнера и программистов.

Существует также необходимость в разработке общих подходов и принципов для объединения КОП в единую учебно-информационную среду. Прежде всего, большое внимание должно быть уделено вопросам навигации как от фрагмента к фрагменту в рамках отдельного компьютеризированного курса, так и от курса к курсу. Механизм навигации для различных типов КОП зависит от назначения программного продукта (для информационно-справочной системы можно ограничиться большим гипертекстовым справочником, для обучающего курса требуется система с иллюстративным материалом и выдачей всевозможных подсказок, для задачников - развитая система формирования заданий и контроля знаний). В то же время КОП одного типа (учебник, задачник, справочник) для разных областей знаний (математика, физика, география и т.д.) должны строиться на основе единых подходов.

Унификация принципов навигации, разработка общих подходов и, возможно, инструментальных средств для создания различных типов КОП вне зависимости от разделов знаний должны строиться на основе того, что компьютерная технология обучения - это образовательный процесс, основанный на едином средстве обучения - компьютере, и взаимодействие пользователя с новой обучающей программой должно строиться на основе привычных ему навыков. [18,19]

Эргономический аспект разработки компьютерных обучающих программ

Пользователь КОП может проводить за компьютером достаточно длительное время (особенно если пользователь работает в режиме самообразования). При этом ему часто требуется повторять большое число однотипных манипуляций (выбор режима работы, ввод исходных данных и т.п.). Отсюда следует, что при разработке пользовательского и графического интерфейса КОП необходимо ориентироваться на требования инженерной психологии и эргономики. К характерной ошибке создания пользовательского интерфейса можно отнести следующее:

Большинство КОП требуют предварительного ознакомления с правилами работы. Это приводит к снижению внимания к восприятию собственно учебного материала и быстрой утомляемости пользователя. Здесь можно перенять опыт у разработчиков компьютерных игр, которые предоставляют пользователю лишь небольшое число меню и манипуляцию 6 - 8 кнопками, а для ознакомления с игрой достаточно начать играть. [14]

Информационный аспект разработки компьютерных обучающих программ

Информационное наполнение КОП состоит из различных компонент, реализующих её определенные функциональные свойства. Обычно выделяют три основные компонента информационного наполнения обучающих программ: текстовую; вычислительную; имитационную.

Текстовая компонента. Любая обучающая программа немыслима без использования в большей или меньшей мере текстового материала (от изложения теоретической части курса и до надписей на нестандартных кнопках). При разработке программ следует стремиться к тому, чтобы весь текстовый материал курса размещался вне вычислительной и имитационной компоненты. Выполнение этого требования позволяет осуществлять модификацию КОП, а также, при необходимости, создавать иноязычные варианты обучающей программы.

Вычислительная компонента. Во многих КОП используется сложный и уникальный математический аппарат для поддержки процедуры обучения, визуализации полученных результатов, построения оценочной части контролирующего или тестирующего раздела обучающей программы и решения других задач. Создание подобных программ трудоемкий процесс. При создании комплекса обучающих программ по поддержке традиционных и больших по объему курсов, следует стремиться к необходимости создания библиотеки стандартных вычислительных компонент (аналогично библиотеке стандартных программ ВЦ АН СССР, содержащих программы вычисления стандартных функций, решения систем линейных уравнений и т.п.).

Имитационная или моделирующая компонента. Необходимость использования моделей в процессе обучения обусловлена следующими причинами:

моделирование позволяет снизить затраты на использование в учебном процессе дорогостоящих реактивов, материалов и оборудования (физика, химия, биология);

моделирование позволяет за время одного занятия рассмотреть и проанализировать процессы, которые в реальной жизни занимают дни, недели, месяцы и годы (физика, биология, строительство, экология и т.д.);

многие процессы микро- или макромира практически недоступны восприятию человека (строение атомного ядра, взаимодействие молекул, развитие галактик, трафики потоков информации в вычислительных сетях и т.п.), а использование моделей позволяет сформировать адекватное представление об исследуемом процессе. [28]

Технологический аспект разработки компьютерных обучающих программ

Данный аспект связан с кодированием, сопровождением и развитием во времени КОП как программного продукта.

Кодирование обучающих программ следует осуществлять на основе стандартных инструментальных средств, используя принципы построения открытых систем и выделением информационных компонент в отдельные программные блоки. Такой подход, с одной стороны, дисциплинирует разработчиков и позволяет с минимальными затратами устранять замечания пользователей, полученные в ходе опытной эксплуатации программного продукта, и, с другой стороны, делает возможным расширение функционального потенциала каждой из компонент в отдельности.

Разработчик должен помнить о необходимости сопровождения своего программного продукта, а также прогнозировать временные рамки его использования. Базовые курсы общеобразовательных дисциплин не подвержены существенным изменениям с точки зрения информационного наполнения и обучающие программы, созданные десять и более лет назад могли бы и сейчас использоваться в процессе обучения. Однако диктат производителей компьютеров, системного и прикладного программного обеспечения заставляет постоянно модифицировать, а зачастую и переделывать разработанные КОП под новые возможности компьютеров.

Соблюдение технологической дисциплины, использование лицензионно-чистого программного обеспечения, обеспечивает необходимые предпосылки того, что разработанные КОП будут иметь большой жизненный цикл и сопровождаться с наименьшими затратами. Кроме того, такой подход гарантирует создание информационно-учебной среды комплексной компьютерной поддержки курсов и дисциплин не только в рамках одного учебного заведения, но и всей системы образования.     

В настоящее время созданием ПО учебного назначения занимаются две группы разработчиков. Первая это энтузиасты-преподаватели, сумевшие «выбить» некоторые финансовые ресурсы и сплотившие вокруг себя команду единомышленников. В результате создаются не очень совершенные, с точки зрения использования изобразительных возможностей компьютера, но содержательные по информационно-методическому наполнению программные продукты. Они ориентированы на компьютерную поддержку конкретного вида учебных занятий в рамках определенного курса. Вторая - фирмы с большими материальными возможностями, но не имеющие опыта работы по организации и методическому сопровождению процесса обучения. В результате получаются развлекательные и красивые, но практически не несущие функции обучения программы, без четкой ориентации на конкретный курс и дисциплину.

В заключении необходимо отметить факторы, сдерживающие эффективное использование обучающих программ в учебном процессе:

·              отсутствие заинтересованности преподавателей в использовании компьютерных обучающих программ;

·              недостаточная информированность преподавателей о компьютерной технологии обучения и компьютере, как средстве обучения.

Необходима существенная перестройка отношения преподавателей к методике использования компьютерных технологий в образовательном процессе, инициирование заинтересованности и создание соответствующей инфоструктуры в учебных заведениях. [18]

Таким образом в результате изучения проблемы психолого-педагогических особенностей использования компьютерных обучающих программ в ВУЗе мы пришли к следующим выводам:

1.  Модель компьютерного занятия как дидактическая система включает:

 -номенклатуру целей обучения знаниям и умениям, целей развития основных сфер деятельности человека, целей формирования учебной деятельности;

характеристику содержания учебного материала, критерии его отбора для создания программных педагогических средств, связи программного материала с остальным содержанием занятия;

характеристику дидактической структуры занятия;

его мотивационное обеспечение;

указания на формы связи деятельности преподавателя и применения компьютера, и связанное с ними сочетание методов обучения.

Педагогическая эффективность компьютерного занятия зависит от ряда вышеназванных факторов и от того, насколько реализован замысел, представленный в его модели.

. Основной показатель высокого качества обучающей программы - эффективность обучения. Эффективность программы целиком и полностью определяется тем, насколько она обеспечивает предусмотренные цели обучения, как ближайшие, так и отдаленные. При формировании требований к обучающим программам следует, прежде всего, ориентироваться на принципы обучения, содержание которых базируется на современных теоретических достижениях в области педагогики и психологии, что и позволяет использовать их в качестве системы дидактических требований.

. Традиционная методика обучения и методика обучения с использованием компьютера значительно отличаются. Назрела существенная необходимость разработки структурированных учебных материалов для использования их в компьютерных обучающих программах (КОП), разработки методики их подачи и осуществления контроля знаний в КОП. Подобные методики могут быть разработаны только на основе эксплуатации КОП в реальном учебном процессе и обобщения опыта и пожеланий пользователей (преподавателей и учащихся). Для создания качественной обучающей программы необходимо привлечение методистов в предметной области (математика, физика, химия и т.д.), дизайнера и программистов.

2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЙ ПО ТЕМЕ «ТРЁХФАЗНЫЕ ЦЕПИ» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНИКА

.1 Тематическое планирование занятий

Целью курса является базовая общеинженерная подготовка.

Дисциплина «электротехника, электроника и электрооборудование» преподает широкий круг сведений по различным областям современной электроники и электротехнике, необходимых данной специальности в работе по целенаправленному формированию материалов и изделий электронной техники с заранее заданными свойствами. При этом основной акцент делается на достижении понимания студентами взаимосвязей между физическими закономерностями электронных процессов в твердых телах, вакууме и газе с конечными эксплуатационными свойствами электронных приборов. В процессе изучения дисциплины студенты приобретают знания, умения и навыки по выбору материалов, расчету характеристик и применению электронных устройств различного назначения.

Для достижения этой цели решаются следующие задачи:

Задачи лекционной части курса:

Изучение основ электротехники, электроники и электрооборудования. Изучение физических процессов в материалах и изделиях полупроводниковой электроники. Ознакомление с принципами работы и методами расчета эксплуатационных характеристик полупроводниковых приборов и изделий микроэлектроники. Изучение параметров и свойств материалов и изделий, определяющих возможность их применения в радиоэлектронной аппаратуре различного назначения. Ознакомление с физическими основами работы и устройством изделий квантовой электроники.

Задачи лабораторного практикума:

Приобретение практических навыков расчета радио и электрических цепей, электрофизических характеристик материалов и решения задачи выбора параметров материалов для достижения определенных эксплуатационных свойств изделий электроники различного назначения. Приобретение практических навыков экспериментального исследования электрофизических характеристик материалов электронной техники и обработки полученных результатов. Развитие навыков использования стандартного оборудования для генерации, измерения и регистрации электрических сигналов. Формирование навыков расчета, построения и наладки простейших электрических схем.

Таблица 1

Сводный тематический план

изучения дисциплины «Б 2» «Электротехника» для направления подготовки 050100.07- «Профессиональное обучение» профиль «Транспорт» направленность - «Обеспечение безопасности дорожного движения», «Эксплуатация и ремонт автомобилей», «Организация перевозок».

2.2 Фрагмент календарно-тематического плана

Таблица 2

Фрагмент календарно-тематического плана занятий по теме «Трехфазные цепи» для студентов направления подготовки 050100.07- «Профессиональное обучение» профиль «Транспорт» направленность - «Обеспечение безопасности дорожного движения», «Эксплуатация и ремонт автомобилей», «Организация перевозок».

2.3 Планы-конспекты занятий

.3.1 План- конспект занятия №1

Тема: «Трёхфазные электрические цепи, основные понятия и определения. Соединение фаз генератора и приемника звездой, треугольником. Мощность трёхфазной цепи, её расчёт и измерение»

Занятие: Лекция.

Цель занятия: Сформировать знания о трёхфазных электрических цепях, способах соединения фаз генератора и приемника электрической энергии.

Задачи:

Обучающая: Дать общие понятия о трёхфазных электрических цепях. Сформировать представления о способах соединения фаз генератора и приёмника.

Развивающая: Развивать у студентов логическое и техническое мышление, интерес к изучаемому предмету.

Воспитывающая: Способствовать воспитанию целеустремлённости, инициативы, самостоятельно высказывать и отстаивать свою точку зрения.

Обеспечение занятия:

МТО: Персональный компьютер, интерактивная доска, мультимедийный                   проектор.

ДО: Электронный учебник «Электротехника»

МО: Электротехника. Учебное пособие для ВУЗов. Развёрнутый план-    

конспект.

Структура занятия

1.      Организационный момент            3-5 мин.

2.      Актуализация опорных знаний              5 - 10 мин.

.        Изложение нового материала                65-70 мин.

.        Подведение итогов                                  3-5 мин.

Итого:                                                      90 мин

Ход занятия:

1.      Организационный момент

Преподаватель приветствует студентов, проверяет посещаемость занятия.

Тема сегодняшнего занятия «Трёхфазные электрические цепи, основные понятия и определения. Соединение фаз генератора и приемника звездой, треугольником. Мощность трёхфазной цепи, её расчёт и измерение»

В течение занятия мы ознакомимся с основными понятиями и определениями трёхфазных электрических цепей, рассмотрим соединение фаз генератора и приемника звездой и треугольником.

В целях повышения качества усвоения учебного материала на занятии будет использоваться электронный учебник.

2.      Актуализация опорных знаний

Чтобы успешно справиться с поставленной задачей, мы должны вспомнить пройденный материал. Для чего проведём устный опрос.

Дать определение периода, частоты, угловой частоты, фазы переменного тока.

Дать определение амплитудного действующего, среднего и мгновенного значения тока, напряжения, ЭДС.

По вашим ответам можно сделать вывод, что Вы готовы к работе. Итак, начнем.

3.      Изложение нового материала

Откройте на своих персональных компьютерах электронный учебник, раздел «Трёхфазные цепи».

На занятии рассмотрим следующие вопросы:

1. Основные понятия и определения.

. Соединение фаз генератора и приемника звездой.

. Соединение фаз генератора и приемника треугольником.

. Мощность трехфазной цепи, ее расчет и измерение.

 Запишем первый вопрос.

Основные понятия и определения

Преподаватель излагает учебный материал. Студенты записывают основные моменты (материал под запись выделен подчёркиванием).

Трехфазные цепи - наиболее распространенные в современной электроэнергетике. Это объясняется рядом их преимуществ по сравнению как с однофазными, так и с другими многофазными цепями:

·              Трехфазная цепь состоит из трех основных элементов: трехфазного генератора, в котором механическая энергия преобразуется в электрическую с трехфазной системой ЭДС; линии передачи со всем необходимым оборудованием; приемников (потребителей), которые могут быть как трехфазными (например, трехфазные асинхронные двигатели), так и однофазными (например, лампы накаливания).    

Трехфазный генератор представляет собой синхронную машину двух типов: турбогенератор и гидрогенератор. Модель трехфазного генератора схематически изображена на рис. 3.1 (рисунок проецируется на экране)

На схеме обмотку (или фазу) источника питания изображают как показано на рис. 3.2. (рисунок проецируется на экране)

Графики мгновенных значений трехфазной симметричной системы ЭДС показаны на рис. 3.3. ( графики проецируется на экране)

Если ЭДС одной фазы (например, фазы А) принять за исходную и считать её начальную фазу равной нулю, то выражения мгновенных значений ЭДС можно записать в виде

= Em sin ωt,                                                                                   (3.1)= Em sin (ωt - 120°),= Em sin (ωt - 240°) = Em sin (ωt + 120°).

Из графика мгновенных значений (рис 3.3) следует

+ eB + eC = 0                                                                                 (3.2)

Комплексные действующие ЭДС будут иметь выражения:

ĖA = Em ej0° = Em (1 + j0),                                                                   (3.3)

ĖB = Em e-j120° = Em (-1/2 - j√3/2),

ĖC = Em e+j120° = Em (-1/2 + j√3/2).

Векторная диаграмма трехфазной симметричной системы ЭДС показана на рис 3.4а.  (рисунок проецируется на экране)

Из векторных диаграмм рис 3.4 следует, что для симметричной трехфазной системы геометрическая сумма векторов ЭДС всех фаз равна нулю:

ĖA + ĖB + ĖC = 0.                                                               (3.4)

Соединение фаз генератора и приемника звездой

При соединение фаз обмотки генератора (или трансформатора) звездой их концы X, Y и Z соединяют в одну общую точку N, называемую нейтральной точкой (или нейтралью) (рис. 3.6). (рисунок проецируется на экране) Концы фаз приемников (Za, Zb, Zc) также соединяют в одну точку n. Такое соединение называется соединение звезда.

Провода A-a, B-b и C-c, соединяющие начала фаз генератора и приемника, называются линейными, провод N-n, соединяющий точку N генератора с точкой n приемника, - нейтральным.

Трехфазная цепь с нейтральным проводом будет четырехпроводной, без нейтрального провода - трехпроводной.

В трехфазных цепях различают фазные и линейные напряжения.

Фазное напряжение UФ - напряжение между началом и концом фазы или между линейным проводом и нейтралью (UA, UB, UC у источника; Ua, Ub, Uc у приемника).Если сопротивлением проводов можно пренебречь, то фазное напряжение в приемнике считают таким же, как и в источнике. (UA = Ua, UB = Ub, UC = Uc). За условно положительные направления фазных напряжений принимают направления от начала к концу фаз.

Линейное напряжение (UЛ) - напряжение между линейными проводами или между одноименными выводами разных фаз (UAB, UBC, UCA). Условно положительные направления линейных напряжений приняты от точек, соответствующих первому индексу, к точкам соответствующим второму индексу (рис. 3.6) (рисунок проецируется на экране)

По аналогии с фазными и линейными напряжениями различают также фазные и линейные токи:

·              Фазные (IФ) - это токи в фазах генератора и приемников.

·              Линейные (IЛ) - токи в линейных проводах.

При соединении в звезду фазные и линейные токи равны

Ф = IЛ.                                                                                          (3.5)

Ток, протекающий в нейтральном проводе, обозначают IN.    

По первому закону Кирхгофа для нейтральной точки n(N) имеем в комплексной форме

İN = İA + İB + İC.                                                                          (3.6)

В соответствии с выбранными условными положительными направлениями фазных и линейных напряжений можно записать уравнения по второму закону Кирхгофа.

ÚAB = ÚA - ÚB; ÚBC = ÚB - ÚC; ÚCA = ÚC - ÚA.                            (3.7)

Действующие значения линейных напряжений можно определить графически по векторной диаграмме или по формуле (3.8), которая следует из треугольника, образованного векторами двух фазных и одного линейного напряжений:

Л = 2 UФ cos 30°

Или

UЛ = √3UФ.                                             (3.8)

Классификация приемников в трехфазной цепи

Приемники, включаемые в трехфазную цепь, могут быть либо однофазными, либо трехфазными. К однофазным приемникам относятся электрические лампы накаливания и другие осветительные приборы, различные бытовые приборы, однофазные двигатели и т.д. К трехфазным приемникам относятся трехфазные асинхронные двигатели и индукционные печи.

Обычно комплексные сопротивления фаз трехфазных приемников равны между собой:

Za = Zb = Zc = Zejφ.                                                             (3,9)

Такие приемники называют симметричными. Если это условие не выполняется, то приемники называют несимметричными. При этом, если Za = Zb = Zc, то трехфазный приемник называют равномерным, если φa = φb = φc, то однородным.

Запишем следующий вопрос.       

Соединение фаз генератора и приемника треугольником

При соединении источника питания треугольником (рис. 3.12) (рисунок проецируется на экране) конец X одной фазы соединяется с началом В второй фазы, конец Y второй фазы - с началом С третьей фазы, конец третьей фазы Z - c началом первой фазы А. Начала А, В и С фаз подключаются с помощью трех проводов к приемникам.

Соединение фаз источника в замкнутый треугольник возможно при симметричной системе ЭДС, так как

ĖA + ĖB + ĖC = 0.                                                              (3.17)

Если соединение обмоток треугольником выполнено неправильно, т.е. в одну точку соединены концы или начала двух фаз, то суммарная ЭДС в контуре треугольника отличается от нуля и по обмоткам протекает большой ток. Это аварийный режим для источников питания, и поэтому недопустим. 

Напряжение между концом и началом фазы при соединении треугольником - это напряжение между линейными проводами. Поэтому при соединении треугольником линейное напряжение равно фазному напряжению.

Л = UФ.                                                                                (3.18)

В отличие от соединения звездой при соединении треугольником фазные токи не равны линейным. Токи в фазах приемника определяются по формулам

İab = Úab / Zab; İbc = Úbc / Zbc; İca = Úca / Zca.                         (3.19)        

Линейные токи можно определить по фазным, составив уравнения по первому закону Кирхгофа для узлов a, b и c (рис 3.12)

İA = İab - İca;

İB = İbc - İab;

İC = İca - İbc.                                  (3.20)

Сложив левые и правые части системы уравнений, (3.20), получим

İA + İB + İC = 0,                                                                                     (3.21)

т.е. сумма комплексов линейных токов равна нулю как при симметричной, так и при несимметричной нагрузке.

Запишем следующий вопрос.       

Мощность трехфазной цепи, ее расчет и измерение

В трехфазных цепях, так же как и в однофазных, пользуются понятиями активной, реактивной и полной мощностей.

Измерение активной мощности в трехфазных цепях

Измерение активной мощности в трехфазных цепях производят с помощью трех, двух или одного ваттметров, используя различные схемы их включения. Схема включения ваттметров для измерения активной мощности определяется схемой сети (трех- или четырехпроводная), схемой соединения фаз приемника (звезда или треугольник), характером нагрузки (симметричная или несимметричная), доступностью нейтральной точки.

При несимметричной нагрузке в четырехпроводной цепи активную мощность измеряют тремя ваттметрами (рис. 3.18) (рисунок проецируется на экране), каждый из которых измеряет мощность одной фазы - фазную мощность.

Активная мощность приемника определяют по сумме показаний трех ваттметров

= P1 + P2 + P3,                                                                    (3.42)

где

= UA IA cos φA;= UB IB cos φB;= UC IC cos φC.

Измерение мощности тремя ваттметрами возможно при любых условиях.

При симметричном приемнике и доступной нейтральной точке активную мощность приемника определяют с помощью одного ваттметра, измеряя активную мощность одной фазы PФ по схеме рис. 3.19. (рисунок проецируется на экране) Активная мощность всего трехфазного приемника равна при этом утроенному показанию ваттметра:

= 3 PФ

Измерение активной мощности симметричного приемника в трехфазной цепи одним ваттметром применяют только при полной гарантии симметричности трехфазной системы.

Измерение активной мощности двумя ваттметрами

В трехпроводных трехфазных цепях при симметричной и несимметричной нагрузках и любом способе соединения приемников широко распространена схема измерения активной мощности приемника двумя ваттметрами (рис. 3.21) (рисунок проецируется на экране). Показания двух ваттметров при определенной схеме их включения позволяют определить активную мощность трехфазного приемника, включенного в цепь с симметричным напряжением источника питания.

На рис. 3.21 показана одна из возможных схем включения ваттметров: здесь токовые катушки включены в линейные провода с токами IA и IB, а катушки напряжения - соответственно на линейные напряжения UAC и UBC.

Сумма показаний двух ваттметров равна активной мощности Р трехфазного приемника.

При симметричной нагрузке

компьютерный обучение программа электротехника

IA = IB = IЛ, UAC = UBC = UЛ.

В рассматриваемом случае показания ваттметров можно выразить формулами

P1 = UЛ IЛ cos(φ - 30°),                                                                          (3.49)

P2 = UЛ IЛ cos(φ + 30°).                                                               (3.50)

Сумма показаний ваттметров

+ P2 = UЛ IЛ [cos(φ - 30°) + cos(φ + 30°)] = √3UЛ IЛ cos φ.      (3.51)

Ввиду того, что косинусы углов в полученной формуле могут быть как положительными, так и отрицательными, в общем случае активная мощность приемника, измеренная по методу двух ваттметров, равна алгебраической сумме показаний.       

При симметричном приемнике показания ваттметров Р1 и Р2 будут равны только при φ = 0°. Если φ > 60°, то показания второго ваттметра Р2 будет отрицательным. [30,31,33,34]      

Подведение итогов

Подведение итогов занятия, анализ усвоения учебного материала методом устного опроса

Назовите основные элементы трёхфазной электрической цепи.

Дать определение фазного напряжения.

Дать определение линейного напряжения.

Домашнее задание: Изучить пройденный материал, ответить на вопросы для подготовки к практическому занятию в разделе «ПРАКТИКУМ». Для самоконтроля рекомендую выполнить тестовые задания в разделе «КОЛЛОКВИУМ».

2.3.2 План-конспект №2

Тема: «Расчет трехфазных цепей при соединении потребителей звездой и треугольником»

Занятие: Практическое.

Цель занятия: Сформировать навыки расчёта трёхфазных цепей.

Задачи:

Обучающая: Формировать умения, навыки решения задач по расчёту трёхфазных цепей

Развивающая: Развивать у студентов умение применять приёмы расчётов трёхфазных цепей в решении задач.

Воспитывающая: Формирование умений осуществлять самоконтроль хода и результатов своего труда, показ важности и практической значимости творческого подхода к решению поставленных задач.

Обеспечение занятия:

МТО: Персональный компьютер, интерактивная доска, мультимедийный проектор.

ДО: Электронный учебник «Электротехника»

МО: Электротехника. Учебное пособие для ВУЗов. Развёрнутый план-конспект.

Структура занятия

1.      Организационный момент                      3-5 мин.

2.      Актуализация опорных знаний              3-5 мин.

.        Примеры расчёта трёхфазных цепей     30-35 мин.

.        Самостоятельная работа                         30-40 мин.

.        Подведение итогов                                  3-5 мин.

Итого:                                                      90 мин.

Ход занятия:

1.      Организационный момент

Преподаватель приветствует студентов, проверяет посещаемость занятия.

Тема сегодняшнего занятия «Расчет трехфазных цепей при соединении потребителей звездой и треугольником»       

В течение занятия мы рассмотрим примеры расчёта трёхфазных цепей и в конце занятия выполним самостоятельную работу.

В целях повышения качества усвоения учебного материала на занятии будет использоваться электронный учебник.

2.      Актуализация опорных знаний

Чтобы успешно справиться с поставленной задачей, мы должны вспомнить пройденный материал. Для чего проведём устный опрос.

Дать определение фазных и линейных токов. Каково соотношение между этими токами при соединении приемника по схеме звезда?

Какая нагрузка называется симметричной?

Как вычислить ток в нейтральном проводе?

Что такое симметричная трехфазная система напряжений?

По вашим ответам можно сделать вывод, что Вы готовы к работе. Итак, начнем.

3.      Примеры расчёта трёхфазных цепей

Откройте на своих персональных компьютерах электронный учебник, раздел «Практикум, цепи трёхфазного тока»

Рассмотрим пример решения задачи при соединении источников и потребителей «звездой».

Преподаватель излагает учебный материал. Студенты записывают основные моменты (материал под запись выделен подчёркиванием).

Запишем условия задачи.

Задача 1.

Освещение здания питается от четырехпроводной трехфазной сети с линейным напряжением UЛ = 380 В. Первый этаж питается от фазы "А" и потребляет мощность 1760 Вт, второй - от фазы "В" и потребляет мощность 2200 Вт, третий - от фазы "С", его мощность 2640 Вт. Составить электрическую схему цепи, рассчитать токи, потребляемые каждой фазой, и ток в нейтральном проводе, вычислить активную мощность всей нагрузки. Построить векторную диаграмму.

Анализ и решение задачи 1

Схема цепи показана на рис. 6.26. (рисунок проецируется на экране)

Лампы освещения соединяются по схеме звезда с нейтральным проводом.

Расчет фазных напряжений и токов.

При соединении звездой UЛ = √3UФ, отсюда UФ = UЛ / √3 = 380 / √3 = 220 В. Осветительная нагрузка имеет коэффициент мощности cos φ = 1, поэтому PФ = UФ · IФ и фазные токи будут равны:

А = PА / UФ = 1760 / 220 = 8 А; = PB / UФ = 2200 / 220 = 10 А; = PC / UФ = 2640 / 220 = 12 А.

Построение векторной диаграммы и определение тока в нейтральном проводе.

Векторная диаграмма показана на рис. 6.27 (рисунок проецируется на экране). Ее построение начинаем с равностороннего треугольника линейных напряжений ÚAB, ÚBC, ÚCA, и симметричной звезды фазных напряжений Úa, Úb, Úc. При таком построении напряжение между любыми точками схемы можно найти как вектор, соединяющий соответствующие точки диаграммы, поэтому диаграмму называют топографической.

Токи фаз ÍA, ÍB, ÍC связаны каждый со своим напряжением; в нашем случае по условию φ = 0, и токи совпадают по фазе с напряжениями. Ток в нейтральном проводе ÍN = ÍA + ÍB + ÍC. По построению (в масштабе) по величине ÍN = 2,5 А.

Вычисление активной мощности в цепи.

Активная мощность цепи равна сумме мощностей ее фаз:

= PA + PB + PC = 1760 + 2200 + 2640 = 6600 Вт.

Дополнительные вопросы к задаче 1

. Может ли ток в нейтральном проводе быть равным нулю?

Ток в нейтральном проводе равен нулю при симметричной нагрузке, в этом случае для нормальной работы цепи нейтральный провод не нужен, т.е. питание нагрузки возможно по трехпроводной схеме.

. Как изменится режим работы цепи, если в одну из фаз вместо освещения включить двигатель?

Ток в этой фазе будет определяться включенной в нее нагрузкой, токи во остальных фазах не изменятся, изменится ток в нейтральном проводе (как по величине так и по фазе).

. Какие токи изменятся, если в одной из фаз произойдет обрыв?

Токи в оставшихся фазах не изменятся, т.к. при наличии нейтрального провода напряжения на фазах всегда равны напряжениям источника. Изменится ток в нейтральном проводе.

. Как изменится режим работы цепи при обрыве нейтрального провода?

При несимметричной нагрузке при обрыве нейтрали между точками "N" источника и "n" нагрузки появляется напряжение смещения нейтрали ÚnN, и искажается звезда фазных напряжений на нагрузке, т.е. на каких-то фазах нагрузки напряжение будет больше номинального, а на каких-то меньше, что является для нее аварийным режимом. Т.к. нейтрального провода нет, сумма фазных токов равна нулю.

Рассмотрим пример решения задач при соединении источников и потребителей «треугольником». Запишем условия задачи.

Задача 2

В трехфазную сеть с UЛ = 380 В включен соединенный треугольником трехфазный асинхронный двигатель мощностью P = 5 кВт, КПД двигателя равен ηН = 90%, коэффициент мощности cos φН = 0,8. Определить фазные и линейные токи двигателя, параметры его схемы замещения RФ, XФ, построить векторную диаграмму. Включить ваттметры для измерения активной мощности и найти их показания.

Анализ и решение задачи 2

Расчетная схема

Двигатель является активно-индуктивным потребителем энергии, его схема замещения приведена на рис. 6.28. (рисунок проецируется на экране)

Расчет активной мощности и токов, потребляемых двигателем из сети.

В паспорте двигателя указывается механическая мощность на валу; потребляемая активная мощности двигателя

= PН / η = 500 / 0.9 = 5560 Вт.

Для симметричной нагрузки, какой является двигатель,

= 3 UФ IФ cos φ и IФ = P / (3 UФ cos φ).Ф = 5560 / (3 · 380 · 0,8) = 6,09 А.Л = √3IФ = √3 · 6,09 = 10,54 А.

Расчет параметров схемы замещения двигателя.

Ф = UФ / IФ = 380 / 6,09 = 62,4 Ом; RФ = ZФ cos φ = 62,4 · 0,8 = 49,9 Ом;Ф = ZФ sin φФ = 62,4 · 0,6 = 37,4 Ом; cos φФ = cos φН = 0,8.

Построение векторной диаграммы.

Линейные напряжения строятся в виде симметричной звезды, они же являются в данном случае фазными напряжениями. Фазные токи отстают от напряжений на угол φФ, линейные токи строятся по фазным на основании уравнений, составленных по первому закону Кирхгофа:

ÍA = Íab - Íca; ÍB = Íbc - Íab; ÍC = Íca - Íbc.

Векторная диаграмма показана на рис. 6.29. (рисунок проецируется на экране)

Схема включения ваттметров.

В трехпроводных сетях часто для измерения активной мощности применяется схема двух ваттметров, один из вариантов которой показан на рис. 6.30. (рисунок проецируется на экране)  Показания ваттметра определяются произведением напряжения, приложенного к его катушке напряжения, на ток в токовой катушке и косинус угла между ними:

P1 = UAB IA cos (ÚAB ^ ÍA) = 380 · 10,54 · cos (φФ + 30°) = 1573 Вт;

P2 = UCB IC cos (ÚCB ^ ÍC) = 380 · 10,54 · cos (φФ - 30°) = 3976 Вт.

Активная мощность трехфазной цепи равна алгебраической сумме показаний приборов:

= P1 + P2 = 1573 + 3976 = 5549 Вт.

Дополнительные вопросы к задаче 2

. Можно ли этот двигатель включать в сеть с UЛ = 660 В?

Если при соединении треугольником двигатель имеет UЛ = 380 В, его можно использовать при Uсети = 660 В, соединив фазы звездой, т.к. при этом напряжение на его фазах UФ = 380 В.

. Можно ли данный двигатель использовать в сети с UЛ = 380 В при соединении его обмоток звездой?

Можно, но напряжения на его фазах снижаются в раз против номинального, что снижает допустимую мощность на валу; при номинальной нагрузке токи в обмотках двигателя будут больше номинальных.

3. Как еще можно включить ваттметры для измерения активной мощности, потребляемой двигателем?

Запишем условия следующей задачи.

Задача 3

К источнику с UЛ = 220 В подключена соединенная треугольником осветительная сеть. Распределение нагрузки по фазам: PAB = 2200 Вт, PBC = 3300 Вт, PCA = 4400 Вт. Вычислить активную мощность, потребляемую схемой из сети, фазные и линейные токи приемников.

Анализ и решение задачи 3

Активная мощность всей нагрузки равна сумме мощностей фаз:

= PAB + PBC + PCA = 2200 + 3300 + 4400 = 9900 Вт.

Расчет фазных токов. Т.к. осветительная сеть имеет cos φ = 1, для любой фазы IФ = PФ / UФ, поэтому:

= PAB / UAB = 2200 / 220 =10 А; = PBC / UBC = 3300 / 220 =15 А;= PCA / UCA = 4400 / 220 =20 А.

Аналитический расчет линейных токов выполняется комплексным методом на основании 1-го закона Кирхгофа; определим их графически, построив векторную диаграмму (рис. 6.33, а) (рисунок проецируется на экране)

Из диаграммы следует: IA = 27,6 А; IB = 22,8 А; IC = 26,6 А.

Дополнительные вопросы к задаче 3

. Какие токи изменятся при перегорании ламп в фазе "AB"?

Ток IAB станет равен нулю; токи в фазах "BC" и "CA" останутся прежними, т.к. фазные напряжения не изменятся. Линейный ток IC, обусловленный токами IBC и ICA, также останется прежним, токи IA и IB будут равны по величине соответствующими фазными токами, т.к. по 1-му закону Кирхгофа теперь ÍA = -ÍCA, ÍB = -ÍBC (рис. 6.33, б). (рисунок проецируется на экране)

. Как изменятся токи в схеме при обрыве линейного провода "A"?

Режим работы фазы "BC" не изменяется, т.к. напряжение на ее зажимах остается номинальным. При обрыве линии "A" IA = 0; сопротивление фаз "AB" и "BC" соединены последовательно и включены на напряжение UBC, т.е. IAB = ICA = UBC / (RAB + RCA); напряжение UBC распределяется между ними пропорционально величинам сопротивлений.

. Самостоятельная работа студентов

Преподаватель делит группу на шесть вариантов и предлагает самостоятельно решить каждому студенту по две задачи.

В процессе выполнения самостоятельной работы студент должен решить нижеприведенные задачи, используя лекционный материал. Примеры расчета и анализа рассмотрены выше.

Задача1

Трехфазный асинхронный двигатель, соединенный звездой, включен в сеть с UЛ = 380 В. Сопротивление каждой фазы двигателя равно ZФ = 5 + j5 Ом. Привести схему включения двигателя, определить потребляемую им активную мощность и построить векторную диаграмму.

Ответ: 14440 Вт.

Задача 2

В трехфазную сеть с UЛ = 380 В включен соединенный звездой трехфазный асинхронный двигатель с PН = 3 кВт, IН = 10 А, ηН = 90 %. Начертить схему включения двигателя, вычислить параметры его схемы замещения RФ, XФ. Построить векторную диаграмму.

Ответ: RФ = 11,16 Ом, XФ = 18,96 Ом

Задача 3

Три одинаковых резистора RA = RB = RC = 10 Ом соединены звездой и подключены к источнику с UЛ = 220 В. Найти токи в схеме в исходном режиме и при обрыве провода "A" при работе с нейтральным проводом и без него. Построить векторные диаграммы.

Ответ: Исходный режим - IA = IB = IC = 12,7 В; обрыв фазы "A" при наличии нейтрали - IA = 0; IB = IC = IN = 12,7 А; обрыв фазы при отсутствии нейтрали - IA = 0; IB = IC = 11 А.

Задача 4

В трехфазную сеть с UЛ = 380 В включен по схеме треугольник асинхронный двигатель, имеющий ZФ = 19 Ом, cos φФ = 0,8. Найти линейные токи и активную мощность, потребляемую двигателем из сети. Построить векторную диаграмму.

Ответ: 34,6 А; 18,2 кВт.

Задача 5

В сеть с UЛ = 380 В включен соединенный треугольником симметричный приемник ZФ = (6 + j8) Ом. Найти линейные токи, активную и реактивную мощности цепи.

Ответ: 66А; 26кВт; 34,7 квар.

Задача 6

Трехфазная печь включена в сеть с UЛ = 380 В по схеме треугольник. Найти линейный ток и мощность печи, если RФ = 10 Ом. Как изменятся линейный ток и мощность печи, если ее включить в ту же сеть по схеме звезда?

Ответ: 65,7 А; 43,2 кВт; 21,9 А; 14,4 кВт.

4.      Подведение итогов

Подведение итогов занятия, анализ усвоения учебного материала методом проверки самостоятельных работ студентов.

Домашнее задание: Изучить пройденный материал, выполнить контрольное задание № 3 «Расчет трехфазных цепей переменного тока» в разделе «КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ, ЦЕПИ ТРЁХФАЗНОГО ТОКА».

Для самоконтроля рекомендую выполнить тестовые задания в разделе «КОЛЛОКВИУМ».

2.3.3           План- конспект занятия №3

Тема: «Трехфазная цепь при соединении потребителей звездой»

Занятие: Лабораторная работа.

Цель занятия: Проанализировать режимы работы симметричного и несимметричного потребителей электрической энергии в трехфазной цепи при соединении "звездой" при наличии и отсутствии нейтрального провода. Научиться строить векторные диаграммы напряжений и токов трехфазной цепи.

Задачи:

Обучающая: Закрепить и систематизировать знания о режимах работы симметричного и несимметричного потребителей электрической энергии в трехфазной цепи при соединении "звездой" при наличии и отсутствии нейтрального провода. Формировать умения построения векторных диаграмм напряжений и токов трехфазной цепи.

Развивающая: Развивать у студентов умение анализировать режимы работы симметричного и несимметричного потребителей электрической энергии в трехфазной цепи при соединении "звездой" при наличии и отсутствии нейтрального провода. Содействовать развитию познавательного интереса к предмету посредством обучения переносить знания в практическую деятельность.

Воспитывающая: Способствовать формированию и развитию технологической культуры, аккуратности, бережного отношения к оборудованию. Воспитывать инициативу и самостоятельность в трудовой деятельности, желание рационализировать технологический процесс.

Обеспечение занятия:

МТО: Персональный компьютер, интерактивная доска, мультимедийный проектор.

ДО: Электронный учебник «Электротехника», виртуальная лабораторная установка.

МО: Электротехника. Учебное пособие для ВУЗов. Развёрнутый план-конспект.

Структура занятия

1.      Организационный момент                               3-5 мин.

2.      Актуализация опорных знаний                                 3-5 мин.

.        Описание виртуальной лабораторной установки    10-15 мин.

.        Расчетное задание                                                      10-15 мин.

.        Экспериментальная часть                                          15-20 мин.

.        Обработка результатов эксперимента                      20-25 мин.

.        Подведение итогов                                                     3-5 мин.

Итого:                                                                         90 мин.

Ход занятия:

1.      Организационный момент

Начнём занятие с проверки наличия студентов.

Тема сегодняшнего занятия «Трехфазная цепь при соединении потребителей звездой»

В течение занятия мы проанализируем режимы работы симметричного и несимметричного потребителей электрической энергии в трехфазной цепи при соединении "звездой" при наличии и отсутствии нейтрального провода. Научимся строить векторные диаграммы напряжений и токов трехфазной цепи.

В целях повышения качества усвоения учебного материала на занятии будет использоваться электронный учебник.

Все записи результатов измерений, расчётов и выводы заносим в методическое пособие по выполнению лабораторной работы.

2.      Актуализация опорных знаний

Чтобы успешно справиться с поставленной задачей, мы должны вспомнить пройденный материал. Для чего проведём устный опрос.

Как выполнить соединение приемников электрической энергии звездой?

Что понимается под линейными фазными токами и напряжениями?

Какие соотношения связывают линейные и фазные токи, линейные и фазные напряжения при симметричной и несимметричной нагрузке, соединенной звездой?

Каковы особенности режима при обрыве одного из линейных проводов?

По вашим ответам можно сделать вывод, что Вы готовы к работе. Итак, начнем.

. Описание виртуальной лабораторной установки

Откройте на своих персональных компьютерах электронный учебник, раздел «Лабораторные работы, трёхфазная звезда»

Лабораторная работа связана с изучением симметричной и несимметричной нагрузок, соединенных звездой, с нейтральным проводом и без него (8 опытов). Схема электрическая принципиальная приведена ниже. (схема проецируется на экран) Для измерения мощности, напряжения и тока в фазах, используется комплект измерительных приборов PW1, PV1, PA1, который необходимо переключать между фазами вручную. Соответствующий переключатель имеется в приведенной рядом со схемой форме. Та же форма используется для программирования наличия или отсутствия нейтрального провода в схеме. Для подобных опытов автоматически реконфигурируется "Панель измерительных приборов" (отображается либо амперметр PA2, либо вольтметр PV2).        

. Расчетное задание

Произвести расчет напряжений, токов и мощностей трехфазной цепи при соединении потребителей звездой для следующих режимов:

а) симметричный режим с нейтральным проводом и без него;

б) обрыв фазы при симметричном режиме с нейтральным проводом;

в) обрыв фазы при симметричном режиме без нейтрального провода;     

г) несимметричный режим с неоднородной нагрузкой и нейтральным проводом;

д) несимметричный режим с неоднородной нагрузкой без нейтрального провода;

е) обрыв фазы несимметричного режима с нейтральным проводом;

ж) обрыв фазы несимметричного режима без нейтрального провода.

Варианты исходных данных приведены в табл. 1. Сценарий расчетов - ниже. Линейные напряжения сети 220 В.

Составить расчетную схему замещения трехфазного потребителя, соединенного звездой, в соответствии с вариантами исходных данных (табл. 1).     - Записать соотношения между линейными и фазными напряжениями; определить напряжения фаз потребителя (Ua , Ub, Uc) в каждом расчетном режиме.

Рассчитать токи в фазах для указанных выше режимов. При расчете токов в фазах для режимов "г, д, е, ж" предварительно необходимо рассчитать величину сопротивления в фазе с емкостной нагрузкой и сдвиг по фазе между током и напряжением.

По результатам расчетов построить векторные диаграммы напряжений и токов для всех рассчитанных режимов цепи.        

Записать уравнения для определения тока в нейтральном проводе. Определить его по векторной диаграмме путем векторного суммирования фазных токов.

. Экспериментальная часть

В соответствии с программой исследований (табл. 2), выполнить восемь серий опытов. Сопротивления фаз нагрузки (Za, Zb, Zc) устанавливать по варианту см. табл. 1. Четырехпроводная цепь будет при наличии нейтрального провода (ключ в схеме замкнут), трехпроводная - при его отсутствии (ключ разомкнут). Неоднородность несимметричной нагрузки обеспечивается добавлением последовательно включаемого конденсатора в одну из фаз нагрузи. Все требуемые настройки программируются в форме, расположенной левее схемы.

Студенты выполняют замеры, данные заносят в таблицу 2.

. Обработка результатов эксперимента

.1. Для всех опытов (по данным измерений, табл. 2) рассчитать коэффициент мощности (cos  фаз потребителя).

.2. По результатам измерений (на четырех листах А4) построить восемь векторных диаграмм напряжений и токов (используя циркуль!). При построении диаграмм для режимов с неоднородной нагрузкой учесть, что в фазе с активно-емкостной нагрузкой ток опережает напряжение на некоторый угол, меньший, чем 90 градусов.

.3. Для каждого опыта записать уравнение по первому закону Кирхгофа для нейтральной точки потребителя, и, путем соответствующих построений (на векторной диаграмме), убедиться в справедливости закона. 6.4. Идентифицировать физические величины соответствующие приведенным осциллограммам. В рассуждениях рекомендуется опираться на эксперименты. Можно манипулировать коммутацией элементов схемы или их параметрами (точки подключения каналов осциллографа неизменны). Допустимо привлекать теоретические положения.

Контрольные вопросы (должны быть отражены в выводах)

Произвести сравнение результатов опытов для симметричной нагрузки и сделать вывод о рациональном подключении ее к сети (трехпроводная или четырехпроводная цепь).

Произвести сравнение результатов опытов для несимметричной нагрузки и обосновать необходимость применения нейтрального провода (обрыв фазы является несимметричной нагрузкой).

Почему в нейтральный провод ни когда не устанавливают предохранители (что произойдет, если одна из фазных нагрузок закоротит и этот предохранитель сгорит)?

. Подведение итогов

Подведение итогов занятия, анализ усвоения учебного материала, сбор методических пособий по выполнению лабораторной работы.

Домашнее задание: Изучить пройденный материал, выполнить для самоконтроля тестовые задания в разделе «КОЛЛОКВИУМ».

2.4    Методический анализ разработанных занятий

Выберем для методического анализа занятие № 1 по теме «Трёхфазные электрические цепи, основные понятия и определения. Соединение фаз генератора и приемника звездой, треугольником. Мощность трёхфазной цепи, её расчёт и измерение». По сводному тематическому планированию данное занятие проводится в изучении раздела «Трёхфазные цепи». Тип занятия был определен как теоретическое занятие, что соответствует методике обучения в ВУЗах, месте темы в курсе, содержанию материала и задачам занятия. При подготовке к занятию были учтены:

§  особенности восприятия теоретического материала при использовании на занятии электронного учебника;

§  особенности внимания и его устойчивость (преподаватель применял различные методы - рассказ, беседу, объяснение, конспектирование, демонстрировал наглядные пособия и целесообразно чередовал их);

§  особенности мышления студентов ВУЗа.

Структура занятия (орг. момент - актуализация знаний - сообщение нового материала - подведение итогов) соответствует типу занятия, его задачам и требованиям.

При изложении материала преподаватель учитывал принципы наглядности, активности, посильности и научности, последовательности изложения. Методы применялись разнообразные, соответствующие задачам, типу занятия, возрастным особенностям учащихся. Содержание учебного материала полностью отражало теорию трёхфазных электрических цепей и способы соединения в них источников и потребителей энергии .

На занятии применялись технические средства обучения (персональный компьютер, интерактивная доска, мультимедийный проектор).

Соблюдались правила техники безопасности при работе с ТСО.

Поставленные задачи на занятии были решены. Недостатком занятия является слабая реализация межпредметных связей с устройством и эксплуатацией автомобиля.

Общая оценка занятия - 4 (хорошо).

Показатели успешности занятия

Таблица 3

Полученный график позволяет увидеть и оценить качество проектирования занятия, наглядно продемонстрировать успехи и недостатки выполненной разработки.

Средняя

оценка 5

4

3

2

1

1 2 3 4 5 Показатели

Рис. 1 График показателей успешности занятия

Наиболее низкий балл получил показатель «содержание занятия». В частности недостаточную реализацию получил принцип учета межпредметных связей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Современная степень развития коммуникационных ресурсов открыла перед разумным человечеством новые горизонты на поле образовательной деятельности, но при этом поставила и новые задачи. Решение одной из них - суть проделанной работы.

Бурное развитие информационных технологий, медленное, но неуклонное превращение компьютера из сакрального предмета, доступного лишь узкому кругу посвященных, в явление повседневной обыденности, появление Internet и т.д. - все это рано или поздно должно было затронуть и такую традиционно консервативную область, как отечественное образование. В последние годы все мы стали свидетелями появления сначала англоязычных, а затем и отечественных электронных энциклопедий, предоставляющих пользователям принципиально новые "степени свободы" нежели их традиционные, "бумажные" аналоги. Отсюда уже один шаг оставался до попыток создать принципиально новые учебные пособия - электронные учебники. В настоящее время, когда процесс создания таких учебников уже вышел за рамки отдельных частных экспериментов, когда предпринимаются активные попытки внедрить их в учебный процесс, и на этом пути уже накоплен некоторый опыт, можно, наконец, говорить о том, что определение самого термина "электронный учебник" и его концепция, которую первопроходцы-энтузиасты нащупывали практически вслепую, начинает, наконец, проясняться.

Электронные учебники обладают рядом преимуществ:

Первое, это возможность включать в них современные (в том числе мультимедийные) способы представления информации, в виде обучающих программ, использующих в том числе средства анимации.

Второе, возможность включать интерактивные средства контроля знаний для проверки, в том числе и самопроверки,

-И третье, при сегодняшнем сложном состоянии с учебниками, электронную версию легко "сбросить" на любой электронный носитель информации и пользоваться им на домашнем компьютере. Если при этом учебник положить на сервер, то к нему может быть обеспечен неограниченный доступ.

Для достижения цели нашей курсовой работы, а именно выявить методические основы применения электронного учебника на занятиях по электротехнике, мы решали ряд задач:

. Проанализировали основные проблемы, связанные с компьютерным обучением.

. Обозначили основные требования к компьютерным обучающим программам.

. Описали основные аспекты разработки компьютерных обучающих программ.

. Рассмотрели психолого-педагогические проблемы при разработке компьютерных обучающих программ.

. Разработали планы-конспекты занятий по электротехнике с применением электронного учебника.

В результате изучения проблемы мы пришли к следующим выводам:

2.  Модель компьютерного занятия как дидактическая система включает:

 -номенклатуру целей обучения знаниям и умениям, целей развития основных сфер деятельности человека, целей формирования учебной деятельности;

характеристику содержания учебного материала, критерии его отбора для создания программных педагогических средств, связи программного материала с остальным содержанием занятия;

характеристику дидактической структуры занятия;

его мотивационное обеспечение;

указания на формы связи деятельности преподавателя и применения компьютера, и связанное с ними сочетание методов обучения.

Педагогическая эффективность компьютерного занятия зависит от ряда вышеназванных факторов и от того, насколько реализован замысел, представленный в его модели.

. Основной показатель высокого качества обучающей программы - эффективность обучения. Эффективность программы целиком и полностью определяется тем, насколько она обеспечивает предусмотренные цели обучения, как ближайшие, так и отдаленные. При формировании требований к обучающим программам следует, прежде всего, ориентироваться на принципы обучения, содержание которых базируется на современных теоретических достижениях в области педагогики и психологии, что и позволяет использовать их в качестве системы дидактических требований.

. Традиционная методика обучения и методика обучения с использованием компьютера значительно отличаются. Назрела существенная необходимость разработки структурированных учебных материалов для использования их в компьютерных обучающих программах (КОП), разработки методики их подачи и осуществления контроля знаний в КОП. Подобные методики могут быть разработаны только на основе эксплуатации КОП в реальном учебном процессе и обобщения опыта и пожеланий пользователей (преподавателей и учащихся). Для создания качественной обучающей программы необходимо привлечение методистов в предметной области (математика, физика, химия и т.д.), дизайнера и программистов.

Нами был разработан фрагмент календарно-тематического плана учебных занятий по разделу «Трёхфазные цепи» , 3 плана-конспекта занятий. При создании этих материалов особое внимание уделялось созданию методики применения электронного учебника по предмету для более качественного усвоения учебного материала.

Таким образом, применение этой педагогической технологии позволяет значительно расширить рамки учебного процесса, сделать его более интересным, эффективным и оптимальным, увеличить мотивацию обучающихся. Поэтому цель нашей работы мы считаем достигнутой.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.    Морев, И. А. Образовательные информационные технологии. Часть 1[Текст] : учеб. пособие/ И. А. Морев - Владивосток: Изд-во Дальневосточного университета, 2004.

2.      Ежова, Н.М. Некоторые проблемы компьютеризации школы [Текст]/ Н.М.Ежова - Спб.: ЦПО, Изд-во «Информатизация образования», 2004.

.        Полат, Е. С. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования [Текст]: учеб. пособие для студ. пед. вузов и системы повыш. квалиф. пед. кадров / Е.С.Полат, М.Ю.Бухаркина, М.В. Моисеева, А.Е. Петров; - М.: Технологии обучения Издательский центр «Академия», 2001.

.        Образцов, П.И. Психолого-педагогические аспекты разработки и применения в вузе информационных технологий обучения [Текст]/ П.И.Образцов - Орел ГТУ, 2000.

.        Бабаева, Ю.Д. Психологические последствия информатизации [Текст] / Ю.Д.Бабаева, А.Е. Войскунский // Психологический журнал. - 1998. - №1.

.        Беспалько, В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения [Текст]/ В.П.Беспалько В.П. - М.,1995.

.        Васильева, И.А. Психологические аспекты применения информационных технологий [Текст] / И.А.Васильева, Е.М.Осипова, Н.Н. Петрова// Вопросы психологии. - 2002. - №3.

.        Гершунский, Б.С. Компьютеризация в сфере обучения: проблемы и перспективы [Текст] / Б.С. Гершунский - М.: Педагогика, 1987.

.        Иванов, В.Л. Электронный учебник: системы контроля знаний [Текст] / В.Л. Иванов // Информатика и образование. - 2002.- №1.

.        Калягин, И. Новые информационные технологии и учебная техника [Текст] / И.Калягин, Г.Михайлов // Высшее образование в России. - 1996. - №1.

.        Концепция информатизации образования [Текст] // Информатика и образование. - 1990. - №1.

.        Монахов, В.М. Концепция создания и внедрения новой информационной технологии обучения [Текст] / В.М. Монахов // Проектирование новых информационных технологий обучения. - М.,1991.

.        Молоков, Ю.Г. Актуальные вопросы информатизации образования [Текст] / Ю.Г.Молоков, А.В.Молокова // Образовательные технологии: Сборник научных трудов. - Новосибирск, ИПСО РАО, 1997.

.        Педагогико-эргономические условия безопасного и эффективного использования средств вычислительной техники, информатизации и коммуникации в сфере общего среднего образования [Текст] // Информатика и образование. - 2002. - №1.

.        Андреев, Г.П. Компьютеризация процесса обучения в ВУЗе: проблемы, тенденции, перспективы [Текст] / Г.П.Андреев - М.: ВПА, 1990.

.        Андреев, Г.П. Некоторые проблемы компьютеризации учебного процесса в ВУЗах [Текст] / Г.П.Андреев // Военная мысль. - 1995. -№ 9.

.        Беспалько, В.П. Слагаемые педагогической технологии [Текст] / В.П. Беспалько - М.: Педагогика, 1989. - 192 с.

.        Булгаков, М.В. Технологические аспекты создания компьютерных обучающих программ [Текст] / М.В.Булгаков, А.Е.Пушкин, С.С.Фокин -М.: Изд. МГУ, 1994. - С. 147-152.

.        Гершунский, Б.С. Компьютеризация в сфере образования : Проблемы и перспективы [Текст] / Б.С. Гершунский - М.: Педагогика, 1987. - 265 с.

.        Гусев, В.В. Информационные технологии в образовательном процессе ВУЗа [Текст] / В.В.Гусев, П.И.Образцов, В.М. Щекотихин - Орел: ВИПС, 1997.

.        Использование ЭВМ в высшей школе // Сб. научн.труд. НИИ проблем ВШ. - М.: НИИ ВШ, 1986.

.        Кимайкин, С.И. Условия подготовки преподавателей технического ВУЗа к комплексному применению средств обучения [Текст] / С.И. Кимайкин: Автореферат дис. канд. пед. наук. - Челябинск: ЧГУ, 1987.- 23 с.

.        Козлова, Г.А. Дидактическая эффективность компьютеризации обучения (по материалам зарубежных публикаций) [Текст] / Г.А. Козлова Автореф. дис. ...канд. пед. наук. - М.: МПУ, 1992.

.        Тихонов, А.Н. Компьютерные технологии в высшем образовании [Текст] / ред.кол.: А.Н.Тихонов, В.А.Садовничий и др. - М.: Изд.МГУ, 1994.

.        Ляудис, В.Я. Психологические принципы конструирования диалоговых обучающих программ в ситуации компьютерного обучения [Текст] / В.Я. Ляудис // Психолого-педагогические и психофизиологические проблемы компьютерного обучения. - М.: Педагогика , 1985. - С. 85-94.

.        Машбиц, Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения [Текст] / Машбиц Е.И. - М.: Педагогика, 1988.

.        Разумовский, В.Г. Новые информационные технологии образования : экспериментальная проверка педагогической эффективности [Текст] / - Новосибирск: НИИИВТ, 1991.

.        Образцов, П.И. Дидактические аспекты эффективного применения компьютерных средств обучения в ВУЗе [Текст] / П.И. Образцов // Сб.научн.трудов ученых Орловской области. Выпуск № 2. - Орел: Орел ГТУ, 1996. - 468-475 с.

.        Савельев, Н.А. Проблема методики оценки дидактической эффективности применения компьютеризированных учебников [Текст] / Н.А.Савельев, П.И.Образцов, М.Г. Приходько // Сб.научн.трудов ВИПС. - Орел: ВИПС, - 1995. -№ 2.

.        Каминский, Е. А. Звезда и треугольник [Текст] / Е.А. Каминский, М. - 1961 г.

.        Пантюшин В. С. Теоретические основы электротехники [Текст] / под ред. В. С. Пантюшина, т. 1, М., 1972.

.        Зевеке, Г.В. Основы теории цепей [Текст]: учеб. для вузов / Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил, С.В.Страхов. 5-е изд., перераб. -М.: Энергоатомиздат, 1989.

.        Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи [Текст] : учеб. для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей ВУЗов/ Л.А. Бессонов -7-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. шк., 1978.- 528 с.