Методическая разработка урока по предмету
Электротехника,
данного в группе 2 курса,
специальность: «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования»
преподавателем Белкиной Эльвирой Вильевной.
Тема: Расчет трехфазных электрических цепей при различных видах соединения потребителей.
Цель: сформировать умения рассчитывать основные параметры трехфазных цепей (фазные и линейные напряжения и токи, сопротивления фаз, мощности фаз).
Задачи: обучающие
- способствовать формированию умения различать фазные и линейные величины при различных соединениях приемников электроэнергии;
- создать условия для приобретения навыков в решении задач по данной теме;
развивающие
- способствовать обучению студентов умению выделять главное и делать выводы;
- способствовать обучению студентов умению работать в группе;
воспитывающие
- формировать сознательное отношение к процессу обучения, к владению практическими умениями и навыками;
- способствовать осознанию того, что каждый студент группы влияет на самочувствие окружающих людей и на весь процесс обучения.
Тип учебного занятия: комплексное применение знаний, умений.
Форма учебного занятия: урок – практикум.
Оборудование: 1) презентация к уроку; 2) тесты; 3) карточки с задачами; 4) компьютер; 5) листы с фразами (для составления алгоритма); 6) проектор, экран, 7) плакат с планом урока.
План занятия (структура урока)
№ п/п | Содержание | Примечание (время) 45 мин |
1 | Орг. момент | 1-2 мин |
2 | Целеполагание и мотивация | 3-4 мин |
3 | Актуализация знаний | 10 мин |
4 | Применение теоретических знаний на практике | 25 мин |
5 | Рефлексия | 3 мин |
6 | Информация о домашнем задании | 2 мин |
РАЗВЕРНУТЫЙ ПЛАН УРОКА
Название этапа | Содержание (деятельность преподавателя) | Примечание (деятельность студентов) |
Оргмомент 2 мин | Приветствие студентов, проверка готовности к уроку | Подготовка к уроку, приветствие преподавателя |
Целеполагание и мотивация 3-4 мин задача этапа: формировать сознательное отношение к процессу обучения | В современной электроэнергетике используется в основном переменный электрический ток. Для получения, передачи и распределения используют трехфазные электрические системы. Каковы преимущества трехфазных цепей перед однофазными? Действительно, из-за технической и экономической выгоды трехфазную систему токов используют в быту и на производстве. Когда вы будете работать или проходить практику на производстве, вы обязательно встретитесь с трехфазными двигателями, их способ включение в сеть будет зависеть от требуемых параметров. Рассмотрим практическую задачу: электропитание производственного здания производится от трехфазной четырехпроводной сети, причем на каждый этаж идет одна фаза. Как вы думаете, можно ли без особых экономических затрат по монтажу дополнительных линий (прокладке проводки) увеличить мощности производства? Чтобы проверить ваше предположение необходимо рассчитать предельные параметры такой цепи. Тема урока: Расчет трехфазных электрических цепей при различных видах соединения потребителей. Какую цель урока мы должны поставить? Что для этого необходимо знать/ вспомнить? Преподаватель вывешивает плакат с планом урока и комментирует его. | Перечисляют преимущества трехфазных цепей перед однофазными: простота в изготовлении, эксплуатации, экономичнее по расходу материала и т. д. Просматривают схему электропитания здания на слайде Выдвигают гипотезы (да, можно или нет, нельзя) Записывают тему занятия в тетрадь. Формулируют основную цель урока: сформировать умения рассчитывать основные параметры трехфазных цепей. Перечисляют виды соединения потребителей: звезда и треугольник. Перечисляют основные параметры трехфазных цепей: фазные и линейные напряжения и токи, сопротивления фаз, мощности фаз. |
Актуализация знаний выполнение – 5 мин разбор теста -5 мин задача этапа: способствовать формированию умения различать фазные и линейные величины при различных соединениях приемников электроэнергии | Необходимо сначала вспомнить основные определения и формулы, связывающие параметры трехфазных цепей. Для этого выполним самостоятельно тест на оценку, потом его разберем (см. приложение). В тесте 5 вопросов, поэтому на тест отводиться 5 минут. Разбор заданий теста проводится с помощью заранее подготовленных слайдов через мультимедиапроектор. Преподаватель предлагает студентам по одному читать вопрос и называть вариант ответа. Почему другие варианты ответов не подходят? Поясните. Преподаватель вместе со студентами подводит итог этапа – вспомнили (повторили) материал, необходимый для продолжения урока (возвращаются к плакату, вывешенному в начале урока). | Подписывают листы, выполняют самостоятельно тест в течении 5 минут, сдают тест. Студенты сверяют варианты ответов, помогают отвечающему при затруднениях. Дают определения понятиям: соединение звезда, треугольник, фазное напряжение, линейное напряжение, фазный ток, линейный ток, активная, реактивная и полная мощности, симметричная и несимметричная нагрузки. |
Применение теоретических знаний на практике решение задач 10+5 мин, проверка задач – 5 мин, составление алгоритма - 5 мин, задачи этапа: создать условия для приобретения навыков в решении задач по данной теме способствовать обучению студентов умению работать в группе, способствовать обучению студентов умению выделять главное и делать выводы | 1. Решение задачи под руководством учителя. Вернемся к нашей задаче, поставленной в начале урока, и разберем ее подробнее (возвращаются к рисунку на слайде). Что вы можете сказать о способе соединения нагрузки? Каков характер нагрузки? Что необходимо знать, чтобы ответить на вопрос: выдержит электропроводка данную мощность? Чтобы мы смогли рассчитать токи, запишем все данные в тетрадь. По показаниям приборов мы можем отметить линейное напряжение, мощность каждой фазы. В «Решении» задачи удобнее начертить условную схему вместо рисунка. По изученным ранее формулам находят искомые фазные токи. Обратить внимание на то, что эти токи являются в данном случае еще и линейными. Анализируя полученный результат, студенты приходят к выводу, что ток одной фазы превышают допустимый, следовательно, необходимо ввести параллельно только одну дополнительную линию. Возвращаются к предположениям и делают вывод. 2. Самостоятельное решение задач (4 варианта по уровню сложности) Каждому выдается задача, на которую отводится 5 минут. 4 варианта задач с дополнительными вопросами. Преподаватель проверяет и корректирует (по возможности) ход решения задач индивидуально. 3. Проверка задач. Чтобы проверить правильность ваших решений сверим их с таблицей на экране. Преподаватель открывает таблицу с закрытыми ответами. Преподаватель просит поднять руки тех, у кого ответы совпали и не совпали, проведя тем самым самопроверку работ. Предлагает найти ошибки. Возвращаясь к плакату «План урока» подводят итог этого этапа («применить»). 4. Составление алгоритма. Разобрав несколько задач по теме, попробуйте составить алгоритм. Что такое «алгоритм»? Для чего он нужен? Составлять алгоритм вы будете в группах по 4 человека, это поможет вам быстрее и точнее составить алгоритм. На составление алгоритма дается 2-3 минуты. У вас на столе имеются карточки с фразами, которые помогут вам в решении этой задачи. Попросим двух самых активных «специалистов» составить алгоритм на компьютере, чтобы мы выявили несоответствия. Во время поиска студентами правильного алгоритма преподаватель помогает группам, у которых возникли вопросы или затруднения. Преподаватель представляет заготовленную последовательность действий, просит студентов сравнить со своими алгоритмами, выделить общее и найти различия. Сделать вывод о важности каждого шага. | Способ соединения – звезда с нулевым проводом. Несимметричная нагрузка с активной и реактивной мощностями. Это зависит от тока в проводах, то есть в фазах нагрузки. Оформляют в тетради условие задачи («Дано») в соответствии с представленным на слайде. Определяют приборы на рисунке и их показания. Ведут записи в тетради, отвечают на вопросы преподавателя. По плакату «План урока» делают вывод о том, что типичный пример решения задач разобран. Студенты самостоятельно решают задачи, при необходимости пользуются помощью преподавателя. По одному представителю от каждого варианта озвучивают ответы задач, все сверяют свои ответы с открывающимися ответами на экране. Анализируют свое решение при несовпадении ответов. Дают определения алгоритма, как последовательность действий, а также назначение самого алгоритма. Студенты в группах по 4 человека составляют алгоритм решения в тетради. Двое составляют на компьютере, по истечению времени они показывают свой вариант на экране и комментируют его. Остальные озвучивают свой алгоритм, по одному представителю от группы, поясняя выбранную цепочку действий. Сравнивают алгоритм преподавателя, выделяют общее и то, чего у них в алгоритмах нет. Подводят итог этапа с помощью плаката (« Обобщили»). |
Рефлексия (подведение итогов урока) 3 мин способствовать осознанию того, что каждый студент группы влияет на самочувствие окружающих людей и на весь процесс обучения | Какую цель мы ставили для себя в начале урока? Что мы для этого сделали? Можно считать цель достигнутой? Вы научились рассчитывать основные параметры трехфазных цепей? Значит, вы сегодня хорошо поработали на уроке, особенно хочется отметить студентов, которые были более активными и подготовленными. Преподаватель выставляет оценки за урок. | Ответ студентов: сформировать умения рассчитывать основные параметры трехфазных цепей. Студенты перечисляют основные моменты урока, ориентируясь на план урока, представленного на плакате: вспомнили с помощью теста необходимые знания по теме, разобрали, поставленную в начале урока задачу, применили знания, умения и навыки, самостоятельно решив задачу, обобщили материал, составив алгоритм. Студенты отвечают на вопрос положительно. |
Информация о домашнем задании 2 мин | Чтобы закрепить полученные навыки и умения, предлагаю вам дома решить задачу. Преподаватель раздает студентам индивидуальные задачи. Если вы не сможете решить задачу, то обязательно укажите тот пункт алгоритма, на котором остановились, на следующем уроке проверим. На следующем уроке мы с вами разберем построение векторных диаграмм к таким задачам, поэтому дома повторите тему «Векторы» из геометрии. Есть вопросы по уроку? Вопросы по домашнему заданию? Спасибо за урок! До свидания! | Читают задачи, задают вопросы. Записывают домашнее задание в тетрадь. |
Методические указания по проведению занятия.
1 этап целеполагания и мотивации. Темп проведения всего урока задается именно на данном этапе, поэтому с самого начала урока необходимо подключать всех студентов в активное обсуждение. Для реализации задачи по формированию сознательного отношения к процессу обучения на данном этапе студентам предлагается практическая задача, сопровождаемая для большей наглядности компьютерной моделью, которая показывает значимость темы в их профессиональной деятельности. Чтобы цель урока была более понятна и значима, студентам предлагается самим поставить цель, вывешивается плакат с «Планом урока», который помогает преподавателю и студентам подводить итог каждого этапа урока, а также итог всего урока при рефлексии.
2 этап актуализации знаний. На данном этапе студентам дается тест, который, во-первых, помогает проверить с помощью презентации достаточно быстро знания всех студентов, во-вторых, при его решении и разборе студенты вспоминают и отрабатывают необходимый материал к уроку.
3 этап применения теоретических знаний на практике. Этот этап разбит на четыре части. Решение, поставленной в начале урока задачи осуществляется под руководством учителя и на слайдах показывается правильность оформления. Также использование слайдов помогает ускорить разбор задачи. Для формирования умения и навыков в решении задач студентам предлагается решить самостоятельно задачу, причем для каждого студента подбирается задача разного уровня сложности. Во время самостоятельного решения преподаватель имеет возможность подойти к каждому студенту и помочь с решением. Для удобства и быстроты проверки используется таблица с подготовленными ответами, оформленная на слайде, студенты, тем самым, выполняют проверку решения. Обязательно необходимо найти ошибки тех студентов, которые решили задачу неверно. Для обучения студентов работать в группе и закрепления, приобретенных навыков и обобщения полученных умений, им предлагается составить алгоритм. Для удобства и поддержания быстрого темпа урока рекомендуется подготовить необходимые фразы, а также проверку осуществить с помощью проектора. Для формирования умения выделять главное и делать выводы необходимо разобрать несколько алгоритмов, составленных студентами и преподавателем.
4 этап рефлексии. Итоги урока должны подвести сами студенты, по поставленной ими цели. Для этого студенты перечисляют основные моменты урока и делают вывод о достижении цели, опираясь на плакат с планом урока. На этом этапе преподаватель подводит итоги работы студентов на уроке и выставляет оценки.
5 этап сообщения информации о домашнем задании. Студентам предлагается дома решить задачу для закрепления приобретенных навыков и умений в решении, а также для контроля уровня их сформированности. Кроме этого студентам сообщается тема следующего урока, чтобы они могли повторить необходимый им материал.
Все этапы урока четко разграничены, логически связаны между собой, что является одним из основных условий эффективности данного занятия. Кроме того, использовались разнообразные формы работы: групповая работа по составлению алгоритма, индивидуальная работа по самостоятельному решению задач, коллективная работа на всех остальных этапах.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
Тест по дисциплине «ЭЛЕКТРОТЕХНИКА»
Тема «ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ»
Укажите схемы, в которых приемники энергии соединены звездой с нулевым проводом. Из приведенных схем выберите те, в которых нагрузка соединена треугольником.Какие из указанных напряжений являются линейными:
С какого амперметра надо снимать показания для определения фазного тока? А1 А2 c А1 или с А2
Симметричная нагрузка трехфазной цепи соединена треугольником. Выберите верные для данной цепи соотношения.
Ответы: 1. – A, F; 2 – B, C, E; 3 – B; 4 – B; 5 – A, D.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.
Задача 1.
На вводе трехэтажного дома напряжение 220 В. Причем на каждый этаж идет одна фаза, соединенная треугольником,. Суммарная мощность включенных ламп на первом этаже 2200 Вт, на втором – 550 Вт и на третьем этаже – 1100 Вт. Приняв лампы за линейные элементы цепи, найти ток и напряжение на лампах всех этажей.
Дополнительные вопросы к задаче 1.
*Определить токи и напряжения на лампах, если перегорит плавкая вставка на фазе В.
**Что будет происходить, если жители станут менять число включенных ламп (при сгоревшей вставки)?
_________________________________________________________________________________________________
Задача 2.
На каждом из трех этажей здания 110 ламп (60 Вт, 220 В) подключены к трехфазному трансформатору. Найти токи в линейных проводах и мощность при полной нагрузке, если линейное напряжение в сети 380 В, способ соединения «звезда с нулевым проводом».
Дополнительные вопросы к задаче 2.
* Определить фазные токи и мощность каждой фазы, если на первом этаже будет включена половина всех ламп, на втором – 22 лампы и на третьем все лампы этажа.
**Изменятся ли напряжения и токи на каждом этаже, если произойдет обрыв нулевого провода при полном освещении здания?
Задача 3.
Трехфазный асинхронный двигатель с обмотками, соединенными звездой, включен в сеть с напряжением 380 В. Полное сопротивление каждой обмотки Z=20 Ом. Определить фазные напряжения и токи.
Дополнительные вопросы к задаче 3.
* Почему асинхронный двигатель не подключен к нулевому проводу?
** Как изменятся фазные напряжения и токи, если обмотки двигателя переключить со звезды на треугольник?
_________________________________________________________________________________________________
Задача 4.
Приемник электрической энергии, соединенный по схеме «треугольник», подключен к трехфазной сети с действующим значением линейного напряжения Uл=220 В. В фазу АВ включен резистор сопротивлением R=10 Ом, в фазу ВС – конденсатор сопротивлением XL=20 Ом, в фазу СА – катушка индуктивности с полным сопротивлением 30 Ом. Определить фазные токи IАВ, IВС, IСА.
Дополнительные вопросы к задаче 4.
* Как изменятся фазные токи IАВ, IВС, IСА, если в фазу АВ включить последовательно еще два резистора сопротивлением R=10 Ом, в фазу ВС - параллельно конденсатор сопротивлением XL=10 Ом, фазу СА оставить без изменений.
** Можно ли считать нагрузку симметричной при проведенных изменениях в цепи? Ответ обоснуйте.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3.
ПРОСМОТРЕТЬ ТЕКСТ ЗАДАЧИ
ИЗУЧИТЬ ТЕКСТ ЗАДАЧИ
ПРОЧИТАТЬ ТЕКСТ ЗАДАЧИ
ВЫПИСАТЬ ВСЕ ИЗВЕСТНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ
ВЫДЕЛИТЬ ВСЕ ИЗВЕСТНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ
ОПРЕДЕЛИТЬ ТРЕБОВАНИЕ ЗАДАЧИ
ВЫПИСАТЬ ТРЕБОВАНИЕ ЗАДАЧИ
НАЧЕРТИТЬ СХЕМУ ЦЕПИ
ОПРЕДЕЛИТЬ ТИП СОЕДИНЕНИЯ
НАЙТИ ТИП СОЕДИНЕНИЯ
УКАЗАТЬ НА СХЕМЕ ВСЕ ПАРАМЕТРЫ
ВЫПИСАТЬ СООТВЕТСТВУЮЩИЕ ФОРМУЛЫ
ОФОРМИТЬ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
ВЫРАЗИТЬ НЕИЗВЕСТНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ ЧЕРЕЗ ИЗВЕСТНЫЕ
ПОДСТАВИТЬ ЧИСЛЕННЫЕ ЗНАЧЕНИЯ В ФОРМУЛУ
ПРОИЗВЕСТИ ВЫЧИСЛЕНИЯ
ПРОВЕРИТЬ ПРАВИЛЬНОСТЬ ВЫЧИСЛЕНИЯ
ЗАПИСАТЬ ОТВЕТ
ПРИЛОЖЕНИЕ 4.
План урока
- Вспомнить НЕОБХОДИМЫЙ МАТЕРИАЛ
- Разобрать ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ
- Применить ЗНАНИЯ, УМЕНИЯ И НАВЫКИ
- Обобщить МАТЕРИАЛ
ПРИЛОЖЕНИЕ 5.
ЛИТЕРАТУРА:
Задачник по общей электротехнике с основами электроники: учеб. пособие для неэлектротехн. спец. техникумов.- М.: Высш. шк., 1991. – 380 с. Данилов, И. А., Иванов, электротехника с основами электроники: учеб. пособие для студ. спец. средних спец. учеб. заведений. – М.: Высш. шк., 2000. – С. 150-154. Данилов, И. А., Иванов, материал по общей электротехнике с основами электроники: учеб. пособие для студ. спец. техникумов. – М.: Высш. шк., 1987. – С. 110-137. Общая электротехника: учеб. для учащ. неэлектротехн. спец. техникумов. - М.: Высш. шк., 1990. – 352 с. Сборник задач и упражнений по теоретической электротехнике: учеб. пособие для техникумов.- М.: Энергия, 1975. – 200 с. Сборник задач по теоретической электротехнике: учеб. пособие для электротехн. спец. техникумов.- М.: Энергия, 1978. – 360 с. римеры и задачи по электротехнике: пер. со словацкого под ред. . – М.: Энергия, 1979. – 216 с.