Саполович Нина Васильевна,
преподаватель электротехники и электроники, Филиал ДВФУ в г. Большой Камень, Приморский край
Игровые технологии на занятиях по электротехнике
Наиболее важной задачей в развитии современного общества является повышение качества подготовки специалистов в учреждениях высшего и среднего профессионального образования. Одним из требований Федерального государственного стандарта среднего профессионального образования (ФГОС СПО) к условиям реализации основной профессиональной образовательной программы является широкое использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий в сочетании с внеаудиторной работой для формирования и развития общих и профессиональных компетенций обучающихся. Активные и интерактивные методы рекомендуется использовать при проведении занятий наряду с традиционными методами, такими как лекции и семинары. Традиционные методики преподавания используются достаточно часто при передаче и закреплении знаний. При чтении лекций преподаватель имеет возможность передавать знания большому числу слушателей, применять наглядные средства обучения, использовать аудио- и видеоматериалы. Но лекционный метод имеет ряд недостатков, основным из которых является его односторонняя коммуникация, так как студенты в основном являются пассивными слушателями, что снижает их внутреннюю мотивацию. В настоящее время многие преподаватели проявляют интерес к нестандартным методам обучения, основанных на принципе активации мыслительной деятельности студента. При изучении дисциплины «Электротехника и электроника» целесообразно использовать такие нетрадиционные методы обучения, как деловая учебная игра, информационные, исследовательские и конструкторские проекты, компьютерное моделирование, интернет-технологии и некоторые другие методы активного обучения. Проведение занятий в форме учебной игры дает преподавателю возможность сделать их интересными и более привлекательными для студентов, а также развить их творческие способности, стимулировать самостоятельную деятельность при подготовке к занятию. В ходе деловой игры можно моделировать конкретные ситуации, которые могут возникать в будущей профессиональной деятельности обучающихся. Применение игровых технологий в процессе обучения позволяет развивать способности студентов к анализу ситуаций, решению проблем и задач, формировать личностные и деловые качества будущего специалиста. Подготовка деловой игры начинается с разработки сценария, который содержит: тему и цели занятия, описание изучаемой ситуации, обоснование поставленной задачи, план и общее описание процедуры игры.
Чаще всего деловая игра состоит из трех этапов: 1. Подготовительный этап, целью которого является подготовка обучаемых к участию в игре. На этом этапе формируются группы, распределяются роли среди членов группы, выдается задание для самостоятельной подготовки к игре. Главная задача преподавателя на этом этапе игры – заинтересовать студентов темой и формой проведения занятия, то есть создать такую атмосферу, в которой обучаемые захотят действовать инициативно и творчески. 2. Основной этап, на котором осуществляется коллективная работа групп по анализу собранной информации на подготовительном этапе, обсуждение поставленных задач и выбор способов их решения, непосредственное выполнение заданий игры, анализ достижения поставленных целей. На этом этапе основные функции преподавателя заключаются в руководстве ходом игры, обеспечении высокой включенности в работу всех студентов группы, поддержании творческой, соревновательной обстановки. 3. Заключительный этап состоит в анализе деятельности участников, то есть это оценка проведенной работы, и оценка действий команды или отдельных участников игры. При этом разбор игры следует начинать с ее оценки участниками, а преподаватель должен завершить обсуждение анализом работы участников, прокомментировать их действия на всех этапах игры и подвести итоги. При подведении итогов необходимо выяснить у студентов, что они приобрели в результате деловой игры и какие выводы для себя они сделали. Таким образом, игровые методы – это достаточно эффективные методы, так как процесс восприятия учебной информации осуществляется через организацию деятельности обучаемых, которые активно включены в процесс обучения. Деловая игра является интерактивным методом, поскольку студенты в ходе занятия взаимодействуют не только с преподавателем, как в некоторых формах активного обучения, но и друг с другом. Место преподавателя на интерактивных занятиях сводится к направлению деятельности студентов на достижение целей занятия. Примером применения активных методов обучения в преподавании дисциплины «Электротехника и электроника» на втором курсе СПО может служить занятие, посвященное выбору аппаратов защиты и расчету сечения проводов. На этом занятии наряду с деловой игрой использовались элементы методов проектирования, исследования и компьютерного моделирования.
Тема
: Выбор предохранителей и расчет сечения подводящих проводов квартирной электропроводки
Обучающие цели занятия:
- закрепление знаний по составлению схем электрических цепей и их сборке; - отработка навыков по выбору аппаратов защиты и расчету сечения подводящих проводов;
- формирование профессиональных навыков.
Развивающие цели занятия:
- пробуждение у обучающихся интереса к электротехнике; - эффективное усвоение учебного материала; - самостоятельный поиск учащимися путей и вариантов решения поставленной учебной задачи; - выход на уровень осознанной компетентности студента.
Воспитательные цели занятия:
- установление воздействия между студентами, обучение работать в команде, проявлять терпимость к любой точке зрения, уважать право каждого на свободу слова, уважать его достоинства; - формирование жизненных навыков. Ход игры 1. Подготовительный этап Деловая игра проводится при изучении темы «Передача и распределение электрической энергии» после того как студенты познакомились с элементами устройства электрических сетей, изучили устройство и принцип действия плавких предохранителей и выполнили расчетно-графическую работу «Выбор сечения проводов по допустимому нагреву и по допустимой потере напряжения» Группа разбита по бригадам под условными названиями: «Теоретики», «Проектировщики», «Электромонтажники», «Исследователи». Каждая группа получает задание, соответствующее ее профилю. Задание «Проектировщикам»: Изучить электрическую цепь квартирной проводки и составить ее упрощенную принципиальную схему. Записать значения мощностей ламп накаливания в квартире и технические характеристики основных электронагревательных приборов. Выяснить, из какого материала изготовлены подводящие провода и как они проложены. Задание «Теоретикам»: Изучить правила выбора предохранителей для защиты электроприемников от коротких замыканий и перегрузок и выбор сечения проводов и кабелей с учетом защитных аппаратов. Задание «Исследователям»: Собрать информацию об энергосберегающих лампах, сделать сравнительную характеристику ламп накаливания и энергосберегающих ламп. Задание «Электромонтажникам»: Повторить правила сборки электрических цепей, условные обозначения элементов при работе с компьютерной программой «Начала электроники». При выдаче заданий преподаватель дает рекомендации по их выполнению и обращает внимание студентов на то, что от добросовестного выполнения полученных заданий всеми бригадами зависит успех предстоящей игры. 2. Основной этап 2.1 Доклад проектировщиков
С помощью презентации студенты объясняют, как выглядит цепь электропроводки, выбранной им квартиры, представляют ее упрощенную схему, в которой осветительные приборы собраны в одну группу, а электронагревательные в другую. Защиту ламп накаливания и электронагревателей осуществляют предохранители, хотя в действительности защита выполнена автоматическими выключателями. Но устройство, виды, принцип работы автоматических выключателей, и также способы их выбора студенты изучают позже в дисциплине «Электрические машины и аппараты». Пример схемы приведен на рисунке 1. Рис.1. Схема цепи переменного тока с электронагревательными и осветительными приборами На отдельных слайдах представлены технические характеристики основных потребителей электрической энергии и информация о проводах. 2.2 Доклад «Теоретиков» Используя подготовленные слайды, студенты объясняют принцип выбора предохранителей для защиты потребителей электрической энергии и подводящих проводов от перегрузок и коротких замыканий, напоминают процедуру расчета сечения проводов по допустимому нагреву, а также объясняют правила выбора сечения проводников с учетом аппарата защиты. 2.3 Доклад «Исследователей» Объясняют устройство компактных люминесцентных ламп, указывают их основные достоинства и недостатки, приводят сравнительную характеристику энергосберегающих ламп и ламп накаливания. Выступление сопровождается показом видеоролика и демонстрацией слайдов. На рисунке 2 приведен пример одного из слайдов. 2.4 Коллективная работа Задание: 1) Используя схему «Проектировщиков», правила выбора предохранителей и сечения проводов, представленные «Теоретиками» SA2 SA2 SA1 SA3 SA4 SA5 EK1 EK2 EL1 EL2 FU1 FU2 FU3 ~
рассчитать рабочие токи для всех электроприемников и ток в магистральной линии. 2) По таблице «Допустимые длительные токовые нагрузки для изолированных проводов и кабелей с медными и алюминиевыми жилами» определить сечение подводящих проводов по допустимому нагреву, с учетом материала из которого они изготовлены и способа прокладки. 3) Используя таблицу «Параметры предохранителей» выбрать предохранители для защиты магистрали и каждого ответвления. 4) По таблице «Допустимые длительные токовые нагрузки для изолированных проводов и кабелей с медными и алюминиевыми жилами» определить сечение подводящих проводов с учетом выбранных предохранителей. 5) Из двух сечений, рассчитанных по допустимому нагреву и в зависимости от установленных предохранителей, принять большее и округлить до ближайшего стандартного сечения проводника. Рис.2. Светят одинаково при разной потребляемой мощности 2.5 Работа «Электромонтажников» Используя компьютерную программу «Начала электроники» студенты моделируют схему, представленную «Проектировщиками», задают параметры элементов цепи: мощности потребителей, номинальные токи предохранителей. Так как компьютер соединен с интерактивной доской, то за процессом сборки цепи наблюдает вся группа. Далее осуществляется проверка схемы: - Замкнуть ключи SA1 и SA4, SA5. Убедится, что лампы загорелись, а предохранители FU1 и FU3 не перегорают. - Замкнуть ключи SA1 и SA2, SA3. Убедится, что нагреватели включились, а предохранители FU1 и FU2 не перегорают. - Замкнуть все ключи. Убедится, что все электроприборы включились, а все предохранители не перегорают. Результат работы «Электромонтажников» представлен на рисунке 3.
Рис. 3. Электрическая цепь, собранная «Электромонтажниками» 2.6 Коллективная работа студентов Задание: 1) Рассчитать энергию, потребляемую всеми лампами накаливания за месяц при их непрерывной работе в течение 3 часов ежедневно. 2) Заменить в схеме лампы накаливания энергосберегающими, ориентируясь на таблицу, представленную на рисунке 2 и провести расчет энергопотребления этими лампами по тем же условиям, что и с лампами накаливания. 3) Определить экономию электроэнергии при замене ламп накаливания энергосберегающими лампами. 3. Заключительный этап Анализ и подведение итогов игры. Студенты обсудили работу бригад в целом, выявили сильные и слабые стороны самостоятельной подготовки к занятию. Отметили насколько важно быть подготовленными к игре всем бригадам, так как неподготовленность хотя бы одной из них негативно скажется на ходе игры и ее результатах. Преподаватель обобщает высказывания участников игры, акцентирует внимание на основных успехах и неудачах бригад и отдельных студентов, анализирует активность учащихся при их коллективной работе. В завершении подводятся итоги игры, выставляются оценки. В этом примере игра проводилась в небольшой группе, численностью 12 человек, поэтому команда была всего одна. При большей численности, группу можно разделить на две команды, которые будут соревноваться друг с другом, что только усилит интерес и активность студентов. Нетрадиционные формы, применяемые в процессе обучения достаточно эффективны, но нельзя их использовать постоянно. Только грамотное сочетание традиционных и активных форм обучения поможет преподавателю развивать на своих занятиях самостоятельность и творческую активность своих учеников.
Список литературы 1. Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники. - М.: Высшая школа, 2000. 2. Евдокимов Ф.Е. Общая электротехника. - М.: Высшая школа, 1987. 3. Кужеков С.Л. Практическое пособие по электрическим сетям и электрооборудованию. – Ростов н/Д.: Феникс, 2006. 4. Суворин А.В. Современный справочник электрика. – Ростов н/Д.: Феникс, 2010. 5. Цапенко В.Н., Филимонова О.В. Методика преподавания электротехнических дисциплин. Учебное пособие. – Самара: Изд-во СГТУ, 2009. 6. Частоедов Л.А. Электротехника. - М.: Высшая школа, 1989.