Обучающихся по изучению дисциплины
А.Б. Палицын, М.Н. Байбаков ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА Методические рекомендации по изучению дисциплины для ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 280104.65 «ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ» СМК-УМК-4.4.2-36-12 Санкт-Петербург – 2012 |
Рецензенты:
Г.К. Ивахнюк
доктор химических наук, профессор
(СПб Государственный технологический институт);
А.П. Корольков
кандидат технических наук, профессор
(Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России)
Палицын А.Б., Байбаков М.Н.
Электротехника и электроника.
Методические рекомендации по изучению дисциплины обучающихся по специальности 280104.65 «Пожарная безопасность» / Под ред. В.С. Артамонова - СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2012.- 81 с.
Настоящие методические рекомендации разработаны на основе учебной программы курса «Электротехника и электроника» по специальности 280104.65 «Пожарная безопасность» и предназначены для самостоятельной работы обучающихся.
Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2012
ВВЕДЕНИЕ
Учеба - это упорный систематический труд, требующий значительных усилий и высокой целеустремлённости в течение длительного времени. "В науке нет широкой столбовой дороги, и только тот может достигнуть ее сияющих вершин, кто, не страшась усталости, карабкается по ее каменистым тропам". Вся учебная работа обучающихся над дисциплиной осуществляется или во время плановых занятий под непосредственным руководством преподавателя (лекции, практические, групповые и лабораторные занятия, самостоятельная работа под руководством преподавателя) или вo время самоподготовки.
В связи с этим различают два вида управления процессом обучения:
- внешнее, при котором познавательная деятельность обучаемого направляется и корректируется преподавателем;
- внутреннее, при котором обучаемый самостоятельно управляет своей деятельностью, руководствуясь предъявленными к ней требованиями.
Преподаватель - главная фигура в процессе обучения. Он организует учебный процесс и в ходе его управляет познавательной деятельностью курсантов, побуждает у них интерес к учебе, потребность в изучении дисциплины.
Однако для достижения поставленных целей обучения одной активности преподавателя явно недостаточно.
Преподаватель не может и не должен дать в полном объеме ту информацию, которая потребуется обучающемуся в его будущей практической деятельности. Его главная задача - раскрыть значимость и основы научных знания, научить обучающегося самостоятельно углублять, закреплять и пополнять их. Недаром говорят: "Плохой учитель преподносит истину, хороший - учит находить ее".
Активная самостоятельная работа - важнейшее условие прочного и глубокого овладения дисциплиной, средство развития мышления, основа формирования умений самостоятельного освоения новых достижений науки и техники.
Основоположник отечественной педагогики К.Д. Ушинский так говорил о роли самостоятельной работы в обучении: "Не уметь выражать свои мысли - недостаток, но не иметь своих самостоятельных мыслей - еще больший; самостоятельные мысли вытекают из самостоятельно приобретённых знаний".
Самостоятельность - замечательная черта личности обучаемого. Она развивается и совершенствуется всю жизнь. Обучающегося, приучившего себя к упорному самостоятельному труду в учебе, к принятию соответствующих решений без расчета на помощь товарищей никогда не остановят трудности в будущей практической работе.
Активная самостоятельная работа обучающихся под руководством преподавателя в ходе изучения дисциплины направлена на восприятие и запоминание учебного материала, на умение пользоваться рекомендованной литературой, осмысленное конструктирование изучаемых вопросов, решение практических задач.
Учебная дисциплина "Электротехника и электроника " относится к группе общепрофессиональных дисциплин. В результате изучения дисциплины обучающиеся должны:
знать:
- физическую сущность процессов и явлений, происходящих в электрических цепях, устройство, принцип действия и основные характеристики электрических машин и электроизмерительных приборов;
- основные принципы работы элементов электронных приборов и устройств;
- основные параметры, характеристики и системы обозначения электронных приборов и устройств;
уметь:
- проводить расчеты линейных электрических цепей, основных параметров электроустановок;
- выполнять измерения в электрических цепях;
- анализировать электрические схемы типовых электронных устройств.
иметь представление:
- об основных технологических процессах при монтаже электрооборудования;
- о принципах работы цифровых измерительных устройств.
По очной форме обучения предусматривается:
60 часов аудиторных занятий (лекций – 4 часа, групповых занятий - 28 часов, практических занятий – 4 часа, лабораторных занятий – 24 часа) и 59 часов самостоятельной работы.
Форма итогового контроля по дисциплине - экзамен.
ГЛАВА 1.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ РАБОТЫ
ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
«ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА»
1.1. Работа обучающихся на лекции.
Лекция – это логически стройное, систематизированное и последовательное изложение предусмотренного программой вопроса, построенное на диалектико - материалистической основе. В системе учебной работы лекции принадлежит ведущая роль. Она позволяет раскрыть методологию учебной дисциплины, учить мыслить обучающихся, формирует основы научных знаний.
Относительная сложность, теоретичность и практичность учебной дисциплины обуславливает высокий научный уровень лекций, базирующийся на обобщенном критерии научности: «От живого созерцания к абстрактному мышлению, и от него к практике – таков диалектический путь познания истины, познания объективной реальности».
Важную роль в воспитании у обучающихся строгого научного и абстрактного мышления на лекциях играют формулировки законов, на которых базируются методы расчета и анализа электрических схем, принципов работы электрооборудования и электронных устройств. Точное определение какого - либо понятия исключает неправильное толкование его и позволяет усвоить основные методы анализа и синтеза систем управления.
В лекциях широко используется математический аппарат, позволяющий производить достаточно сложные расчеты, но строгость математического анализа – не самоцель, а лишь средство для выработки у обучающихся «инженерного мышления». Для того, чтобы аналитические соотношения, способы и методы анализа систем не заслоняли основную цель исследований – физическую сущность явлений, обучающийся должен глубоко понимать эти физические процессы, т.е. динамику происходящих в системе процессов, твердо владеть математическим аппаратом.
Знания, полученные на лекции, становятся достоянием обучающихся лишь тогда, когда они восприняты. Процесс активного восприятия программного материала предполагает твердые знания материала предыдущих лекций, неразрывную связь между лекциями; очередная лекция не может быть качественно усвоена без полного усвоения предыдущих лекций.
Уметь «слушать лекцию» - значит уметь правильно работать на лекции. Это не простое дело – а напряженный труд. Практика показывает, что во время чтения лекций многим обучающимся все кажется понятным. При самостоятельной же отработке лекции, если она некачественно законспектирована, появляется много непонятного в содержании отдельных вопросов, которые на лекции казались простыми. Конспект лекций должен содержать зарисовки схем, графики, аналитические выводы, формулы и сокращенную запись излагаемого материала, дающую возможность восстановить содержание лекции.
В конспект надо записывать сокращенные мысли, высказанные лектором. Дословно следует записывать лишь формулировки законов, методов, критериев, определения и выводы. Необходимо тщательно следить за интонацией лектора, за изменением темпа его речи.
Для конспектирования лекций необходимо иметь тетради большого объема. В тетради надо оставлять поля, писать не очень сжато, записи разделять заголовками, а главные мысли, выводы и обобщения подчеркивать, выделять.
Рекомендуется применять сокращения и условные символы, заменяющие отдельные слова и фразы. Не стоит часто использовать линейку при вычерчивании функциональных и структурных схем. При всех условиях обучающийся, не успевший вычертить схему и график, должен отдавать предпочтение слушанию и записи лекции, так как схемы и графики можно всегда восстановить по другому конспекту или по рекомендованной учебной литературе.
В конце лекции необходимо кратко записать методические указания лектора по проработке материала лекции, рекомендованную литературу и задание на самоподготовку.
Первостепенное значение имеет умение обучающихся качественно и своевременно отрабатывать текущий материал лекции. Работу над лекцией следует начинать с отработки конспекта лекции в день прочтения ее. Для этого необходимо:
дополнить конспект лекции теми мыслями, которые еще свежи в памяти, но не записаны в конспект во время лекции;
закончить графики, выделить заголовки, основные положения и выводы, дополнить лекцию материалом из рекомендованной литературы;
записать неясные вопросы и выяснить их на консультации у преподавателя.
В конспекте лекции необходимо отвести несколько страниц для справочного материала, используемого для расчета при решении задач.
1.2. Работа обучающихся на групповом занятии
Групповые занятия – учебная форма связи теории с практикой. Групповое занятие проводится преподавателем отдельно с каждой учебной группой обучающихся. На групповое занятие выносится часть основного материала, изучаемого на лекциях, для освоения которого необходим более тесный, чем на лекциях, контакт преподавателя с аудиторией. Это, как правило, новый материал, тесно связанный с материалом, рассмотренный на предыдущих лекциях.
На групповом занятии вырабатываются у обучающихся:
- способность к абстрактному мышлению;
- умение производить качественный анализ, делать обобщения и выводы;
- самостоятельность и инициативность мышления;
- критичность ума, т.е. умение оценивать и проверять справедливость услышанного или прочитанного утверждения;
- сообразительность и быстрота мысли.
Больше внимание на групповых занятиях уделяется развитию речи обучающихся, обучению их грамотно и логично излагать свои мысли, умение правильно построить свой ответ, кратко, сжато выразить основную суть рассматриваемого вопроса.
На групповых занятиях осуществляется контроль за усвоением обучающимися теоретического материала, полученного на лекциях, проверка выполнений заданий на самоподготовке.
Знание теории обучающимися проверяется путём опроса их с места, с помощью технических средств на ПЭВМ, а также у доски. Для групповых занятий и лекций целесообразно иметь одну тетрадь, т.к. многие вопросы, рассматриваемые на групповых занятиях, являются логическим продолжением материала лекций, а также включают новый, самостоятельный материал.
1.3. Работа обучающихся на практическом занятии
Умение применять теорию на практике проводится решением примеров и задач самостоятельно на рабочих местах под руководством преподавателя у доски.
При опросе конспекты должны быть закрыты и все внимание обучающихся сосредоточено на осмысливании и обдумывании ответа на поставленный вопрос. Отвечать на вопрос надо грамотно, четко, лаконично, последовательно и логично раскрывая его сущность. Если ответ производится у доски, то он должен дополняться необходимыми математическими выкладками, формулами, схемами, графиками. Записи на доске надо делать аккуратно, разборчиво, с соблюдением ГОСТ. При ответе необходимо пользоваться указкой.
При решении примеров, задач необходимо осмыслить и дать правильную оценку результатам, сделать обобщения и практические выводы» вытекающие из результатов решения.
Для того чтобы каждое практическое занятие проходило с максимальной пользой для обучающихся, каждый из них должен качественно готовиться к любому занятию, принимать активное участие в обсуждении всех вопросов и решении задач в ходе занятия. Только при этом условии на занятиях может быть создана атмосфера творческой дискуссии, живого интереса к обсуждаемым вопросам, заставляющая каждого курсанта глубоко задуматься над поставленными вопросами, анализировать ход решения каждой задачи, делать обобщения и выводы.
1.4. Работа обучающихся на лабораторных установках
Лабораторные работы по учебной дисциплине преследует следующие цели:
- закрепить и углубить знания обучающихся по наиболее важным теоретическим положениям дисциплины, полученные на лекциях, групповых, практических занятиях и в процессе самостоятельной работы;
- помочь курсантам глубже осознать физическую сущность исследуемых явлений;
- развить способность самостоятельно разбираться как в теоретических вопросах, так и в вопросах технической реализации некоторых положений;
- привить навыки по проведению необходимых измерений, испытаний и анализу схем;
- ознакомить обучающихся с современными методами и приёмами технического эксперимента, обучить обучающихся методам экспериментального исследования;
- развить у обучающихся навыки самостоятельного исследования явлений, научного анализа полученных результатов эксперимента и грамотного оформления отчёта о проделанной работе;
- привить навыки обучающимся в исследовании работы электрических схем, электрооборудования и электронных устройств на ПЭВМ.
Лабораторные работы по дисциплине отличаются рядом специфических особенностей:
- на лабораторных работах закладывается фундамент представлений о структурных схемах;
- большинство лабораторных работ выполняется не на реальных системах, а с помощью их моделей;
- с физическими процессами, происходящими в моделях систем, обучающиеся встречаются впервые.
Подготовка к лабораторным работам включает в себя:
- ознакомление с описанием лабораторной работы;
- повторение или дополнительное изучение теоретических положений дисциплины по конспектам лекций и учебным пособиям, необходимых для понимания сути проводимого лабораторного исследования;
- изучение лабораторной установки;
- изучение правил техники безопасности при работе на ПЭВМ;
- изучение особых характеристик и методики исследования отдельных пунктов лабораторной работы.
Эффективным методом такой подготовки служат тренажи, которые проводятся в течение 25-30 минут в лаборатории накануне проведения лабораторной работы под руководством преподавателя (начальника кабинета). В результате тренажа обучающийся должен знать цели, задачи, порядок выполнения лабораторной работы, порядок выполнения отчёта по работе, должен уметь применять ПЭВМ и быть ознакомленным с контрольными вопросами по данной лабораторной работе.
Для выполнения лабораторной работы учебная группа разбивается на бригады с таким расчётом, чтобы в каждой бригаде было не более 3-х человек.
Перед началом выполнения лабораторией работы в течение 15-20 минут проводится коллоквиум, который позволяет выявить готовность каждого обучающегося к выполнению работы.
Коллоквиум проводится с помощью автоматизированной обучающей системы на базе ПЭВМ или путем письменного опроса.
Контрольные вопросы должны быть связаны с темой лабораторного исследования. Зачёт по лабораторной работе выставляется в журнал учебных занятий как суммарная оценка коллоквиума, контроля проведения работы и контроля представленного отчёта.
Обучающиеся, не выполнившие по определённым причинам лабораторную работу в плановые часы занятий, обязаны выполнить ее в часы самостоятельной подготовки в срок, указанный преподавателем, но не позднее чем через неделю со дня проведения данной лабораторной работы,
1.5. Работа обучающихся на самоподготовке
Самостоятельные занятия являются одним из основных методов глубокого усвоения и прочного закрепления знаний и навыков, определённых учебной программой дисциплины.
Под самостоятельной работой понимается деятельность обучающихся как по заданию, так и по собственному желанию, направленная на закрепление, расширение и углубление полученных знаний, умений, навыков, а также на усвоение нового материала без посторонней помощи.
Организация самостоятельной работы обучающихся преследует цели упорядочить процесс усвоения учебной дисциплины и закрепления знаний, правильно распределить и спланировать работу обучающихся в течение недели.
Самостоятельная работа по учебной дисциплине складывается из следующих основных частей:
1) отработка лекций с привлечением учебника, учебных пособий, конспекта лекций и дополнительной литературы;
2) подготовка к практическим и групповым занятиям;
3) подготовка к лабораторным работам;
4) выполнение индивидуального «домашнего» задания;
5) работа в военно-научном кружке кафедры по дисциплине;
6) подготовка к зачетам и экзаменам.
1.5.1. Отработка текущего учебного материала.
Одного понимания материала на лекции обучающимся ещё недостаточно, чтобы твёрдо усвоить его необходимо самостоятельно (на самоподготовке) отработать лекцию, чтобы все мысли, высказанные на лекции, были восприняты, переработаны и превратились в собственные убеждения курсанта. Работу над лекцией следует начинать с проработки конспекта лекций обязательно в тот день, когда была прочитана лекция.
Это необходимо для того, чтобы:
- дополнить конспект мыслями, которые еще свежи в памяти, но не написаны в конспект во время лекции;
- закончить графики, выделить заголовки, основные мысли, выводы, сделать дополнения из учебника.
Работая с конспектом или с учебником (рекомендованной литературой), обучающийся должен главное внимание уделять пониманию материала, а не запоминанию его. Читать материал по учебнику необходимо несколько раз (по крайней мере, не менее двух) сначала бегло, чтобы видеть объём вопроса, соотношение отдельных составных частей его, их связь и подчинённость, затем углубленно, внимательно с карандашом в руках, записывая своими словами в конспект или рабочую тетрадь основные мысли. При этом надо отмечать все неясные вопросы, которые можно выяснить на консультации.
Задачи, заданные на самоподготовку, необходимо решать в тот же день. Необходимость этого вызвана тем, чтобы при минимальной затрате времени закрепить навыки, полученные на групповом занятии по решению задач данным методом.
Чтобы исключить случаи неподготовленности к занятиям из-за нарядов, праздничных и воскресных дней, обучающимся необходимо:
строго придерживаться рекомендуемой методики отработки текущего материала;
с учётом графика нарядов, расписания занятий составить план распределения времени, отведенного на самоподготовку, план отработки материала пропущенных занятий по дисциплинам за счёт эффективного использования этого времени и строго придерживаться выполнения данного плана, а не откладывать подготовку к занятиям до последнего дня;
переписать материал пропущенных занятий, отработать его и решить задачи, заданные на самоподготовку.
Командиры отделений осуществляют постоянный контроль за работой своих подчинённых по отработке текущего материала дисциплин.
1.5.2. Выполнение индивидуального «домашнего» задания
О предстоящем выполнении индивидуального «домашнего» задания по теме № 1 учебной дисциплины лекторы сообщают обучающимся на первой лекции, данной темы. Подготовку к выполнению индивидуального «домашнего» задания следует начинать сразу же при отработке группового занятия № 1 по этой теме.
При этом обучающимся необходимо:
- производить отработку учебного материала по темам индивидуального «домашнего» задания качественно и глубоко с использованием рекомендованной литературы;
- повторить материал лекций и просмотреть решение задачи по теме контрольной работы непосредственно перед контрольной работой.
I .5.3. Подготовка к экзамену
По дисциплине "Электротехника и электроника" проводится семестровый экзамен.
Экзамен - органическая часть учебного процесса, естественное его завершение, т.к. подготовка к нему в конечном итоге содействует обобщению и закреплению знаний, приведению их в стройную систему, а также устранению возможных пробелов.
Подготовка обучающихся к экзамену по дисциплине должна вестись в течение всего семестра планомерно и систематически. Работа в период подготовки к экзамену должна быть плановой целеустремлённой. При составлении плана и расчета времени необходимо оставить некоторый резерв времени на "шлифовку" материала, на непредвиденные обстоятельства и осложнения. Повторение материала должно протекать равномерно в течение всех дней подготовки к экзамену. Наибольший эффект приносит не пассивное, а активное повторение, когда вопрос рассматривается всесторонне, устанавливается связь между ранее изученными дисциплинами и темами дисциплины "Электротехника и электроника". Материал дисциплины, выносимый на экзамен, необходимо повторить не менее двух раз. Методика повторения материала на первом этапе с конспектом лекций и учебником такая же, как и при отработке текущего материала. На втором этапе повторения материала следует обратить внимание на запоминание отдельных более сложных вопросов, а также на глубину знаний всего материала. Для этого, закрыв конспект лекций, необходимо мысленно воспроизводить содержание каждого вопроса, выводы и физическую сущность процесса.
Экзамен по дисциплине проводятся в соответствии с утверждённой программой. Билет содержат два теоретических вопроса и задачу. По всем вопросам обучающийся готовится у доски, что способствует развитию навыков и умения готовить полные, чёткие и ясные доклады по поставленным в билетах вопросам.
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
по дисциплине “Электротехника и электроника”
для очной формы обучения. Общее количество часов ¾ 119,
аудиторных занятий ¾ 60 ч., самостоятельная работа ¾ 59 ч.
№ п\п | Наименование разделов и тем | Всего часов | Количество часов по видам занятий | Самостоятельная работа | Материально-техническое обеспечение*
| Наименование дисциплины и номера тем, изучаемых по данной теме
| Примечание | |||
Лекций | Групповые занятия | Практических занятий | Лабораторных занятий | |||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
Раздел I . Электротехника | ||||||||||
1. | Электрический ток | 26 | 2 | 4 | 4 | - | 16 | МП, ИС, СТ | Физика, темы № 6,7,11 | |
2. | Электрические измерения | 18 | - | 2 | - | 10” | 6 | МП, ПВЭМ, ИС, СТ | Физика, темы № 5,6,7,11 | |
3. | Типовое электротехническое оборудование | 20 | - | 8 | - | 4” | 8 | МП, ПВЭМ, ИС, СТ | Физика темы № 5,8,9,11,13 | |
Итого по разделу I | 64 | 2 | 14 | 4 | 14 ” | 30 | ||||
Раздел II . Электроника | ||||||||||
4 | Полупроводниковые, электронные, ионные приборы | 55 | 2 | 14 | - | 10 ” | 29 | МП, ПВЭМ, ИС, СТ | Физика, темы № 5,6,7,9, 11,13 | |
Итого по разделу II | 119 | 4 | 28 | 4 | 24 ” | 59 | ||||
ИТОГО ПО ДИСЦИПЛИНЕ | ||||||||||
ЭКЗАМЕН |
Примечание:
8” – занятия проводятся двумя преподавателями.
Условные обозначения:
Материально-техническое обеспечение*:
МП – мультимедийный проектор;
ИС – информационные слайды;
СТ – стенды.
ГЛАВА II .
СОДЕРЖАНИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ИЗУЧЕНИЮ ТЕМ ДИСЦИПЛИНЫ