Методическая разработка на тему: "использование технологии проблемно-модульного обучения при изучении темы: "Электрические измерения"

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ "СЫЗРАНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»"

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА НА ТЕМУ: "ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОБЛЕМНО-МОДУЛЬНОГО ОБУЧЕНИЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТЕМЫ:  "Электрические измерения"

преподаватель высшей категории

Стремительные изменения в современном обществе требуют новых продуктивных подходов в достижении нового качества образования. Сегодня значительное внимание уделяется внедрению новых педагогических технологий, способных сделать профессиональное образование гибким, комбинированным, проблемным, направленным на активизацию и повышение качества обучения. Одной из технологий, обеспечивающих формирование компетентности обучающихся, является технология блочно-модульного обучения.

Обучение – это два взаимно обусловленных вида деятельности: преподавания  - деятельности учителя и учения – деятельности обучающегося, направленные на решение учебных задач, в результате которых обучающиеся овладевают знаниями, умениями, навыками предметной деятельности и развивают свои личностные качества, в том числе и способности к самообучению. Чтобы обучение было эффективным, мотивация ребят к обучению должна быть на должном уровне. Преподавателям следует учитывать, что существует много различных причин снижения мотивации учения. Перечислим некоторые. Причинами снижения мотивации, зависящими от учителя, являются неправильный отбор содержания учебного материала, вызывающего перегрузку или недогрузку учащихся; невладение педагогом современными методами обучения и их оптимальным сочетанием, неумение строить отношения с учащимися и организовывать их взаимодействия друг с другом; особенности личности преподавателя. В таких случаях у обучающихся постепенно формируется страх перед образовательным учреждением, страх перед учителем. Учебная деятельность радости не приносит. Это сигнал неблагополучия. Даже взрослый человек не может длительное время работать в таких условиях.
Причинами снижения мотивации, зависящими от ученика, являются низкий уровень знаний; несформированность учебной деятельности, и, прежде всего, приёмов самостоятельного приобретения знаний; реже – несложившиеся отношения с группой; в единичных случаях – задержки развития.
Развитие мотивации учения немыслимо у «ученика вообще», вне возраста и его специфических психологических характеристик. Возрастные особенности надо не только учитывать, из возрастных особенностей надо исходить с самого начала. Только после этого и на основе этого правомерен выбор методов, форм и приёмов обучения.

Поэтому выбранная технология обучения должна быть эффективна, то есть, чтобы преподаватель мог не только определить, что нужно делать в той или иной ситуации, но и как это можно сделать наилучшим образом.

В приложении показано изучение темы «Электроизмерения» с использованием технологии проблемно-модульного обучения. Эта технология включает в себя проблемное обучение, концепцию «сжатия» знаний и модульное обучение.  Сущность технологии проблемно-модульного обучения заключается в том, что для достижения поставленной цели на основе соответствующих принципов и факторов осуществляется укрупненное структурирование учебного материала, сочетание адекватных форм и методов обучения, направленных на самостоятельный выбор и прохождение обучающимися полного, сокращенного или углубленного вариантов обучения.

Информация в модуле на 70% дается в графическом изображении. Это развивает образное мышление и интуицию. При конструировании учебных элементов проблемного модуля необходимо сочетать визуальное и вербальное запечатление информации. Это способствует лучшему запоминанию содержания модуля. Модуль состоит из отдельных блоков, объединенных темой, целью и общим результатом:

1) блока «вход»,

2) блока актуализации,

3) исторического блока,

4) блока обобщения,

5) экспериментального блока

6) проблемного блока,

7)теоретического блока

8) блока применения (стыковки, генерализации, углубления, ошибок)

9) блока «выход».

В каждом блоке формулируется своя дидактическая цель, подчиняющаяся общей цели.

  Проблемный модуль можно использовать как дидактический материал, как сжатый вариант учебного пособия, как средство систематизации учебного материала при подготовке к зачету. Важным моментом  в проблемно-модульном обучении является контроль знаний. Наряду с требованиями к качеству, объему знаний, уровню сформированных умений,  компетенций (которые должны быть одинаковыми для всех обучающихся) при контроле знаний надо учитывать индивидуальные особенности учащихся, их скорость продвижения при изучении содержания темы, застенчивость и т. п. Этот вопрос решается с помощью тестирования на разных этапах изучения модуля: 1 тест – входной, 1-2 промежуточных, 1-2 – на выбор по домашнему заданию, 1 – выходной. Нужно использовать рейтинговую оценку знаний. Она нацеливает на получение максимального количества баллов при изучении модуля, повышает состязательность в учебе. Контролером будет служить блок «выход», преграждающий путь «бракованным» знаниям, умениям. Учащийся, не выполнивший требований этого блока, возвращается к тому элементу, в котором допустил «брак». Если модуль не усвоен, то существует система консультирования, как у преподавателя, так и у сильных учащихся, а также репетиторства – взаимопомощи и взаимообучения. В результате оцениваются и консультанты – репетиторы. Выходной контроль для средних и сильных обучающихся готовится в виде тестирования (приложение № ).

Перестройка процесса обучения на проблемное блочно-модульное обучение позволяет:

Интегрировать и дифференцировать содержание обучения путем группировки проблемных модулей учебного материала, обеспечивающих разработку курса в полном, сокращенном и углубленном вариантах; Осуществлять самостоятельный выбор обучающимися того или иного варианта курса в зависимости от уровня обученности; Сократить курс обучения без особого ущерба для полноты изложения и глубины усвоения учебного материала на основе соответствующего комплекса методов и форм обучения.

Но у этой технологии есть и свои недостатки:

большой удельный вес самостоятельной работы обучающихся; формирование в основном частных, конкретных знаний в ущерб обобщенным ; трудоемкость в изготовлении модулей.

Пути  разрешения указанных недостатков я вижу в следующем:

недостаток разрешим при работе педагога в качестве тьютора (как в КМД и в проектном обучении);

  2)разрешим при сочетании проблемно-модульного с методом коллективной мыслительной деятельности на повторительно - обобщающих уроках.

  Кроме того, любому педагогу известно, что  применение тех или иных методов и форм обучения происходит с точки зрения наивысшей эффективности и целесообразности. Главное в этом процессе – оптимальное сочетание индивидуальных, групповых, коллективных форм организации обучения, позволяющих раскрыть индивидуальность обучающихся, их потенциал и способствовать полноценному формированию требуемых знаний и компетенций.

Используемая  технология обеспечивает индивидуализацию обучения по:
• содержанию обучения
• по темпу усвоения;
• по уровню самостоятельности;
• по методам и способам обучения;
• по способам контроля и самоконтроля.
Проблемные модули эффективно используются на моих уроках для обучающихся, пропустивших тему. Они самостоятельно проходят ее с помощью модуля в им доступном темпе, контролируют освоение проверочными тестами, а затем итоговым тестом.

Содействие развитию, самостоятельности учащихся, их умению работать с учетом индивидуальных способов проработки учебного материала

Приложение

ПРОБЛЕМНЫЙ МОДУЛЬ ТЕМЫ:

«Электромеханические измерительные приборы »

Бутырин и др. Электротехника: для начального профессионального образования – 5-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2007, гл.5.

Родоначальник Электрометра – русский ученый Г. Рихтер (Х11Х в.)

Ампер  1745 Гальванометр    Х1Х в.  Араго   Электромагнит

Рисунок  Правило левой руки 

  F= BЧ I Ч L Ч sin б  определяет направление F

  F  I  где I – cила тока в проводнике, А 

  L - длина проводника, м

  B – величина магнитной индукции, Тл 

  б – угол между направлением тока  и вектора магнитной индукции 

  ФРЕЙМ

  ИБ (информационный блок)  БА (блок актуализации)

Входные данные	Наименование фрейма	Входные данные	Наименование фрейма
	Обеспечить усвоение учащимися генезиса понятия «эл. измерения» с привлечением примеров исторического характера		Владеть знаниями о взаимодействии магнитного поля и проводника с током
?	Почему возникла необходимость электрических измерений	Почему проводник, по которому проходит ток, движется в магнитном поле
!	Из практических потребностей определения эл. процессов в цепях		Со стороны магнитного поля на проводник с током действует электромеханическая сила
	От науки  -  к практике на основе изобретений Ампера и Араго созданы приборы	Сила Ампера определяется по формуле  F= BЧ I Ч l Ч sin б  Направление силы – по правилу левой руки
1 –ый прибор – 1745 г. Какой?	Указать, в каком направлении движется проводник, если: А)изменяется направление тока; Б)изменяется полюс магнита

  ПРОБЛЕМНЫЙ БЛОК

  Вспомним ИБ и БА

Двое учащихся: 1-ый – Ампер, 2-ой – Араго.

Какую роль они сыграли в создании электроизмерительных приборов? Создайте и поясните модель прибора. По какому принципу, на ваш взгляд, он действует?

«Изобрести» приборы магнитоэлектрической и электромагнитной систем.

Какую роль играет сила Ампера?  (1)  Какое влияние окажет появление магнитного поля вокруг катушки с током на ферромагнитные материалы?  (2)

Оба вопроса дают похожий ответ: возникает взаимодействие ( хотя и разного рода). Использовать его с осью со стрелкой – готов прибор!

Сила, действующая на проводники, пропорциональна току. Значит, шкалу можно градуировать в значениях  І или U

А как измерять другие величины?

- СФОРМИРОВАТЬ СИСТЕМНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ОБУЧАЮЩИХСЯ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ  ИЗМЕРЕНИЯХ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРАХ

ЧТО ТАКОЕ ИЗМЕРЕНИЕ, КАКОВЫ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ, ИХ УСТРОЙСТВО (ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ)

НАХОЖДЕНИЕ ЧИСЛОВЫХ ЗНАЧЕНИЙ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

ДРЕВО ПОНЯТИЙ В ТЕМЕ

  «ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ»

(ПРЕДСТАВЛЯЕТ КЛАССИФИКАЦИЮ ПРИБОРОВ ПО РАЗЛИЧНЫМ ПРИЗНАКАМ)

  Осознать механизм измерения на конкретном примере

как измерить величину тока для двух случаев:1) ток в цепи меньше предела измерения амперметра;  2) больше предела

  Измерение тока

Последовательно

  использование  шунта
  с нагрузкой  Rш =

  Измерение  напряжения

       Rн                

  Rн

               

       Rд

Измерение мощности  W

                *         

               Rд        Rн

Погрешность в измерениях

        АБСОЛЮТНАЯ         ОТНОСИТЕЛЬНАЯ

       ∆А = Ад - Аи                 гот= *100%

ПРИВЕДЕННАЯ

  гПР= *100%

По величине приведенной погрешности определяется класс точности измерительного прибора, которые разделяются на: контрольные ( 0,05; 0,1), лабораторные (0,2; 0,5), технические (1,0;1,5; 2,5) и учебные 4,0

ОСОЗНАТЬ ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ «ДРЕВА ПОНЯТИЙ» ИЗ БЛОКА ОБОБЩЕНИЯ

как классифицируются измерительные приборы. Каковы их устройство и принцип действия        

       Рассмотреть классификацию по классу точности, системе и назначению        

 

               

               

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Приборы магнитоэлектрической системы (МЭС)

 

  1. постоянный магнит

  2. магнитопровод

  3. полюсные наконечники

  4. барабан

  5. подвижная рамка

  6. спиральные пружины

  7. стрелка с балансными грузиками

  Достоинства:  Недостатки:

Равномерная шкала  Соблюдение полярности

Высокая точность  Малая перегрузочная способность

  Высокая стоимость

  Используют:  А,  V,  Ω.

Приборы электромагнитной системы (ЭМС)

   

  1. катушка (обмотка)

  2.якорь

  3.возвратная пружина

  4.воздушный успокоитель

  5.стрелка

Достоинства:  Недостатки:

  1. Простота  1.Неравномерность шкалы ~ тока

  2.Надежность          2. Малая чувствительность

  3.Пригодность в цепях  - и  3.неточность показаний  ~ тока

  ~ тока  4. Влияние внешних магнитных  полей 

Служат для измерения I и U в цепях постоянного и переменного тока

Приборы электродинамической системы

   

  1. Неподвижная катушка

  2.подвижная  катушка

  3.спиральная пружина

  4. стрелка

  5. воздушный успокоитель

Достоинства:  Недостатки:

  1. Измеряют в цепях – и ῀ тока  1.Большое потребление мощности

  2.Измерение I, U, P  2.Высокая стоимость

  3.Равномерность шкалы I  3. Чувствительность к внешним

  4.Высокая точность  магнитным полям и перегрузкам 

ДЕЙСТВИЕ ПРИБОРА основано на взаимодействии проводников с токами

ПРИМЕЧАНИЕ: приборы других систем изучаются с целью углубления знаний.

ИЗМЕРЕНИЕ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

Работа термопары основана на использовании

  явлений контактной термоЭДС спаев разнородных

  Для получения точного измерения используется температурная

  компенсация холодного  спая (термостат, либо схема с эл. компенсацией) 

ИЗУЧИТЕ УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АВОМЕТРА (АМПЕРВОЛЬТОММЕТРА) ПО ИНСТРУКЦИИ, ПРИЛАГАЕМОЙ К ПРИБОРУ.  Произведите с помощью прибора измерения постоянного  напряжения, силы тока и сопротивления.

ОБОРУДОВАНИЕ:  авометр, источник постоянного тока (4-6 В), лампа низковольтная, 3 резистора с известными сопротивлениями, 3 – с неизвестными, конденсатор бумажный, конденсатор электролитический, диод полупроводниковый, соединительные провода.

УМЕТЬ ПРИМЕНЯТЬ ЗНАНИЯ О КЛАССИФИКАЦИИ, УСТРОЙСТВЕ И ПРИНЦИПЕ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ; ВЛАДЕТЬ ОБЩИМИ ПРАВИЛАМИ ИЗМЕРЕНИЙ И МЕТОДАМИ.

Что можно сказать о приборе по его шкале?

 

  1. Вольтметр для измерения  ~U

  2.Предел измерения 150 В

  3.Электромагнитная система

  4.Класс точности 1,0 – 

  технический прибор

  5.Вертикальное положение  (┴)

  6.Изоляция испытана при U= 2  кВ

  7. Эксплуатационная группа Б

  ( -30 ч +40 ◦ C)

         Проверь себя

               

УМЕТЬ, ИСПОЛЬЗУЯ ПЛАКАТЫ ПО УСТРОЙСТВУ ПРИБОРОВ, РАССКАЗАТЬ ИХ ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ. НАУЧИТЬСЯ ПРАВИЛЬНО ВКЛЮЧАТЬ ПРИБОРЫ В ЭЛ. ЦЕПЬ. ИСПОЛЬЗОВАТЬ ШУНТЫ И ДОБАВОЧНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ ПРЕДЕЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ. СНИМАТЬ ТОЧНЫЕ ПОКАЗАНИЯ ВО ВРЕМЯ ИЗМЕРЕНИЯ. 

КАК ИЗМЕРИТЬ СОПРОТИВЛЕНИЕ РЕЗИСТОРА КОСВЕННЫМ  СПОСОБОМ?

СОБРАВ ЭЛ. ЦЕПЬ, СНИМЕМ ПОКАЗАНИЯ С АМПЕРМЕТРА И ВОЛЬТМЕТРА. ОПРЕДЕЛИМ  R, РАЗДЕЛИВ ПОКАЗАНИЯ ВОЛЬТМЕТРА НА ПОКАЗАНИЯ АМПЕРМЕТРА. R = , Ом

Примечание: если в цепь включено Rдоб. для ограничения
тока, то левый зажим вольтметра ставится за амперметр

         Провести лабораторную работу по теме:

  Измерение сопротивления методом А и V

               

показать роль электрических измерений, в физике, технологии обслуживания и ремонта электрооборудования.

В КАКИХ РАЗДЕЛАХ ФИЗИКИ И ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ МОДУЛЯХ У ЭЛЕКТРОМОНТЕРОВ ИЗУЧАЕТСЯ ДАННАЯ ТЕМА ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ?

ФИЗИКА – 1 КУРС: ЭЛЕКТРОДИНАМИКА, ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ.

  ПМ.02  «ПРОВЕРКА И НАЛАДКА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ»

СОБЛЮДЕНИЕ ЕДИНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К УСЛОВНЫМ ОБОЗНАЧЕНИЯМ В ЭЛ. СХЕМАХ, ПРАВИЛЬНОЕ ПОДКЛЮЧЕНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ, УМЕНИЕ СНИМАТЬ ПОКАЗАНИЯ С ПРИБОРОВ.

БЛОК

ИМЕТЬ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ТИПИЧНЫХ ОШИБКАХ, ЗНАТЬ ПРИЧИНЫ И СПОСОБЫ ИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

НЕЛЬЗЯ!  ПРАВИЛЬНО!

  v 

       

  v

                       А

                ~        ЭМС

МЭС

               А

  А

КОНТРОЛЬНЫЕ ТЕСТЫ

(двухуровневые)

I уровень

Укажите самый высокий класс точности электроизмерительных приборов

  А) 1,0  б) 0,05  в)4,0

  Эталон: б) 0,05

Назовите эксплуатационную группу приборов, характеризующую допустимую температуру окружающей среды от 0 до +35 С. А  2) Б  3) В

  Эталон: 1)

Соотнесите систему приборов с их условным обозначением:

1)электромагнитная  а)

2)магнитоэлектрическая  б)

3)электродинамическая  в) 

4)индукционная  г)

5)ферродинамическая  д)

Эталон: 1)г,  2)в,  3)б,  4)а  5)д.

Напишите, что обозначают условные знаки на шкале прибора:

1)  ~  а) класс точности

  2)1,0  б) напряжение испытания изоляции

  3)          в) эксплуатационная группа

       4)         г)род тока

  5)        д) установка прибора

Эталон: 1)г,  2)а,  3)б,  4)д,  5)в.

Укажите лишний элемент в устройстве прибора магнитоэлектрической системы: Катушка (рамка с обмоткой) Постоянный магнит Якорь Стрелка Спиральные пружины

Эталон: 3.

Определите род тока, на котором работает прибор ЭМС: -  2) ~  3) – и  ~

Эталон: 3.

Выберите из нижеперечисленных недостатки прибора: Магнитоэлектрической системы  а)невысокая точность Электромагнитной        системы  б)неравномерность шкалы

  в)высокая стоимость

  г)чувствительность к перегрузкам

  д)влияние внешних магнитных полей.

  8. Назовите приборы, которыми можно измерить сопротивление цепи:

  А)амперметр

  Б)омметр

  В)авометр

  Г)ваттметр

  Д)вольтметр

Эталон: Б, В.

Выберите из перечисленных ниже генераторный датчик: 

1) индуктивный, 

2) температурный, 

3)емкостный, 

4)реостатный 

Эталон:2 

Покажите, как включаются катушки ваттметра в схему эл. цепи: 1)обе последовательно, 2) токовая параллельно, напряжения – последовательно,  3) обе параллельно, 4)токовая – последовательно, напряжения – параллельно.  Эталон: 4 

ТЕСТЫ II уровня

Закончите формулировку:

Измерение – это определение физической величины ………

Эталон: опытным путем с помощью измерительных приборов.

Назовите 7 наиболее известных систем электроизмерительных приборов:

Эталон: 1. ЭМС  2.МЭС, 3. Электродинамическая,  4.индукционная 5) электростатическая,  6)термоэлектрическая  7) вибрационная.

Дайте определение абсолютной погрешности

Эталон: разность между показанием прибора и действительным значением измеряемой величины.

Допишите формулу для расчета относительной погрешности измерения: 

Ɣотн = *

Эталон: Ɣотн = * 100%

Ответьте на вопрос:

  Действие прибора какой системы основано на взаимодействии магнитного поля и проводника с током? 

  Эталон: прибор магнитоэлектрической системы

Назовите элементы подвижной части прибора электромагнитной системы:

Эталон: сердечник (якорь), ось, стрелка.

Перечислите основные методы измерения сопротивлений:

Эталон: 1) метод А и V;

2)омметром или мегоометром; 

3)мостом для измерения сопротивлений.

Создайте тест опознания на определение метода измерения мощности эл. цепи.

Эталон: является ли ваттметр необходимым прибором для измерения мощности? Эталон: да.

Объясните, на чем основано действие индукционного счетчика.

Эталон: на взаимодействии вихревых токов с вращающимся магнитным полем.

  Закончите фразу: Логометром является любой электроизмерительный прибор, в котором не только вращающий, но и…..

  Эталон: противодействующий моменты создаются электрическим путем.

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ "СЫЗРАНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»"

Одобрена решением МК  УТВЕРЖДАЮ

профессионального цикла  Директор ГБПОУ  "СПК"

ГБПОУ  "СПК"  «___»___________201  г.

  протокол №

«___»_____________201  г.  ___________

  Председатель МК 

______________

2016г.