Открытое занятие по дисциплине ОП.03. Теория электрических цепей Тема занятия: «Лабораторное занятие № 5 Исследование цепи переменного тока с катушкой индуктивности»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I»

(ФГБОУ ВО ПГУПС)

Ярославский филиал ПГУПС

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора филиала по УМР

____________ Т.В. Соймина

«___»___________20___г.

План проведения открытого занятия

по дисциплине ОП.03. Теория электрических цепей

Тема занятия: «Лабораторное занятие № 5 Исследование цепи переменного тока с катушкой индуктивности»

Преподаватель: Пластинина Людмила Ивановна, высшая квалификационная категория

Пояснительная записка

Учебное занятие по совершенствованию знаний, умений и способов деятельности.

Форма проведения занятия – исследовательская работа.

Любая деятельность может быть либо технологией, либо искусством.

Искусство основано на интуиции, технология на науке.

С искусства все начинается, технологией - заканчивается,

чтобы затем все началось сначала.

Лабораторное занятие – форма организации обучения, когда обучающиеся по заданию и под руководством преподавателя овладевают техникой эксперимента и умениями решать практические задачи путем постановки опыта на основе специально разработанных заданий в условиях лаборатории.

Само значение слов «лаборатория», «лабораторный» (от латинского labor – труд, работа, трудность, laboro – трудиться, стараться, хлопотать, преодолевать затруднения) указывает на сложившиеся понятия, связанные с применением умственных и физических усилий к изысканию ранее неизвестных путей и средств для разрешения научных и жизненных задач. 

Лабораторные занятия – это один из видов самостоятельной практической работы обучающихся, на котором путем проведения экспериментов происходит углубление и закрепление теоретических знаний в интересах профессиональной подготовки.

Проведением лабораторного практикума с обучающимися достигаются следующие дидактические цели:

углубление и закрепление знания теоретического курса путем практического изучения в лабораторных условиях изложенных в лекциях законов и положений;

приобретение навыков в научном экспериментировании, анализе полученных результатов;

формирование первичных навыков организации, планирования и проведения научных исследований.

Развивающие цели лабораторного занятия:

развитие мышления через интеграцию мыслительной и практической деятельности будущих специалистов;

развитие навыков экспериментальных методов исследования (наблюдения, измерять и оформлять результаты, планировать);

развитие умения конструировать;

развитие умения перейти от действия в знакомой ситуации к действию в измененной ситуации; развитие воли и настойчивости в учении через решение проблемных задач;

развитие эмоций студентов посредством создания на занятии ситуации удивления, радости, занимательности, парадоксальности;

формирование мировоззрения.

Воспитательные цели лабораторного занятия:

воспитание нравственных качеств (коллективизма, этических норм), эстетических взглядов, гигиенических умений, аккуратности и бережливости;

возбуждение интереса к способам действий и содержанию учебного материала.

Формируемые умения (деятельность обучающегося):

наблюдать, сравнивать, сопоставлять, анализировать, делать выводы и обобщения;

самостоятельно вести исследования;

пользоваться различными приемами измерений, оформлять результаты в виде таблиц, схем, графиков, и т.п.;

получать профессиональные умения и навыки обращаться с различными приборами, аппаратурой, установками и другими техническими средствами при проведении опытов.

В идеальном случае лабораторные работы выполняются обучающимися самостоятельно. Это значит, что преподаватель в ходе занятия должен не столько контролировать, сколько осуществлять научное и методическое руководство действиями обучающихся. Руководство действиями ведется так, чтобы, с одной стороны, обеспечить проявление инициативы и самостоятельности обучающихся, а с другой, – держать непрерывно в поле зрения работу каждого, тактично и без навязчивости в самых необходимых случаях приходить на помощь в нужный момент. Однако в этом случае преподаватель должен ограничиться только направляющими вопросами, а не прямой помощью. Прямая помощь, советы и указания обучающимся, должны даваться только в безотлагательных случаях. Педагогу необходимо постоянно помнить, что он – научный руководитель, а не контролер, хотя в его обязанности, естественно, входит и наблюдение за работой обучающихся. Разумеется, на младших курсах преподаватель, осуществляя жесткую регламентацию работы обучающихся в лаборатории, выступает в своей обычной педагогической роли. Чем старше курс, тем отчетливее снижается степень регламентирования, и роль преподавателя сводится к обязанностям консультанта. При всех обстоятельствах обучающиеся должны знать, что преподаватель, оказывая им педагогически целесообразную помощь своим советом, никогда не будет вести занятия школьного типа с подробными объяснением необходимых действий. В процессе подготовки и выполнения лабораторных работ обучающиеся все необходимое, связанное с экспериментом, записывают в свои рабочие тетради или специальные бланки. Тут же фиксируют поставленную перед ними экспериментальную задачу, структурную или принципиальную схему, методику выполнения заданий, поясняя записи схемами, таблицами и другими материалами. В тетрадь (бланк) заносятся все наблюдения по ходу выполнения эксперимент, а также результаты в виде выводов с соответствующими таблицами, графиками и описанием полученных результатов опытов. Обработка результатов эксперимента должна быть выполнена предварительно в тот же день, после чего обучающиеся приступают к оформлению отчета. Как правило, отчет состоит из трех частей. В первой части указываются наименование и цель выполнения работы, дается описание технических данных приборов, которые помогали выполнять работу (указываются наименование приборов и их типы, пределы шкал, цена одного деления), приводится структурная или принципиальная схема установки, используемой в работе. Вторая часть отчета посвящается регистрации опытных данных, получаемых в ходе эксперимента (журнал наблюдений) и результатов вычислений. По результатам наблюдений или вычислений строятся графики, позволяющие произвести анализ исследуемого явления. В третьей части приводятся расчетные формулы и выводы по работе. В конце отчета ставятся дата, подпись исполнителя и преподавателя, принявшего лабораторную работу. Лабораторные занятия заканчиваются защитой результатов работы и полученных выводов. В некоторых случаях такая защита организуется перед всей группой обучающихся, и если лабораторные работы выполнялись фронтально и вполне самостоятельно, конечно, интересно знать, к каким выводам пришли товарищи. Они задают много вопросов, дискутируют, а это как раз то, что и надо для более глубокого уяснения изучаемой дисциплины. Преподавателю остается в заключение лишь подвести общие итоги.

По содержанию лабораторные занятия можно разделить на занятия:

установление и изучения свойств вещества, его качественных характеристик, количественных зависимостей;

наблюдение и изучение явлений и процессов, поиск закономерностей; -

изучение устройства и работы приборов, аппаратов и другого оборудования, их испытание, снятие характеристик;

экспериментальная проверка расчетов, формул;

получение новых веществ, материалов, образцов, исследование их свойств.

Структура (методика) проведения типового лабораторного занятия:

Вводная часть

сообщение темы и цели занятия;

актуализация теоретических знаний, которые необходимы для проведения работы с оборудованием и для осуществление экспериментальной деятельности;

мотивация учебной деятельности;

выдача задания;

определение вопросов необходимых для выполнения работы;

разработка алгоритма проведения эксперимента;

инструктаж по технике безопасности (по необходимости);

ознакомление со способами фиксации полученных результатов;

допуск к выполнению работы.

Самостоятельная работа обучающихся

определение путей решения поставленной задачи;

намечают последовательность выполнения необходимых действий

непосредственное проведение экспериментов;

составление отчета;

обобщение и систематизация полученных результатов (в виде таблицы, графиков и т.п.);

Заключительная часть

подведение итогов занятия: анализ хода выполнения и результатов работы обучающихся, выявление встречающихся ошибок и определение причин их возникновения;

защита выполненной работы и оформление зачета.

Педагогическое руководство лабораторным занятием:

четкая постановка познавательной задачи, инструктаж к работе, в процессе которого обучающиеся осмысливают сущность задания, последовательность выполнения его отдельных элементов;

проверка теоретической и практической готовности обучающихся к занятию, обратить внимание на трудности, которые могут возникнуть в процессе работы;

ориентировать обучающихся на сомоконтроль;

наблюдение за действием обучающегося, одобрение или, наоборот, предупреждение возможных неудач, постановка вспомогательных вопросов;

при выполнении задания необходима для некоторых обучающихся коррекция действий, проверка промежуточных результатов;

наблюдение за работой дает возможность направлять в нужное русло ход мыслей обучающихся, развивать его познавательную активность, регулировать темп работы.

В результате выполнения лабораторных работ обучающиеся развивают мышление через интеграцию мыслительной и практической деятельности, приобретают навыки экспериментальных методов исследования (наблюдения, измерения и оформления результатов, планирования), умения конструировать, перейти от действия в знакомой ситуации к действию в измененной ситуации. У обучающихся воспитываются аккуратность и бережливость, возбуждается интереса к способам действий и содержанию учебного материала.

В процессе выполнения лабораторных работ и опытов обучающиеся убеждаются в объективности физических законов; получают непосредственное представление о методах, применяемых в научных исследованиях; знакомятся с физическими измерениями и способами количественной оценки физических явлений; приобретают практические умения и навыки, предусмотренные программой по физике; расширяют свои политехнические знания и умения, что важно для их подготовки к жизни, труду.

Самостоятельная работа с оборудованием содействует развитию логического мышления обучающихся, приучает их глубже проникать в практические явления, отличать главное и существенное от второстепенного и случайного, развивает изобретательность и любознательность.

В процессе выполнения лабораторных работ от обучающегося требуется:

закрепить теоретический материал курса,

получить практические навыки в подборе лабораторного оборудования и измерительной аппаратуры для опыта,

овладеть техникой экспериментального исследования,

а также приобрести навыки оценивать результаты на основании полученных данных из опыта.

Лабораторные занятия могут носить репродуктивный, частично поисковый и поисковый характер.

Занятия, носящие репродуктивный характер, отличаются тем, что при их проведении обучающиеся пользуются подробными инструкциями, в которых указана цель занятия, даны пояснения (теория, основные характеристики), описаны оборудование, аппаратура, материалы и их характеристики, порядок выполнения работы, приведены таблицы, выводы (без формулировки), контрольные вопросы, учебная и специальная литература.

Занятия, носящие частично поисковый характер, отличаются тем, что при их проведении обучающиеся не пользуются подробными инструкциями, им не дается порядок выполнения необходимых действии и требуется самостоятельный подбор оборудования, выбор способов выполнения работы в инструктивной и справочной литературе и др.

Работы, носящие поисковый характер, характеризуются тем, что обучающиеся должны решить новую для них проблему, опираясь на имеющиеся теоретические знания.

Структура любого дидактического процесса включает в себя три взаимосвязанных и взаимопроникающих компонента:

мотивационный компонент (М),

познавательная деятельность учащегося (ПД),

управление (У) этой деятельностью со стороны педагога или технических средств обучения (ТСО).

Символически структуру дидактического процесса (Дпр) можно изобразить следующей условной формулой:

Дпр=М+ПД+У

Все эти компоненты как составляющие можно найти в структуре любого лабораторного занятия, т.к. они являются основными положительными сторонами данного вида работы:

активизируют мысленную работу обучающихся (выполнение работы, расчет результатов, рисование графиков и т.д. осуществляется ими самостоятельно);

приобретение навыков в работе с экспериментальными установками, практических навыков в обращении с измерительными приборами и аппаратурой;

помогают углубленному усвоению материала;

постепенное приобретение навыков вместе со знаниями;

развитие самостоятельности студентов;

расширение и углубление знаний;

в доступной и наглядной форме знакомят обучающихся с демонстрационным подходом к познанию явлений, закономерностей и процессов в науке;

наглядность, убедительность и педагогическая эффективность;

воспитание таких черт характера личности, как настойчивость в достижении поставленной цели, тщательность в получении фактов, аккуратность в работе, умение наблюдать и выделять в рассматриваемых явлениях их существенные признаки и др.;

при выполнении работ обучающиеся убеждаются в объективности изученных законов;

получают непосредственное представление о методах, применяемых в научных исследованиях;

знакомство с физическими измерениями и способами количественной оценки физических явлений;

приобретаются практические умения и навыки, предусмотренные программой по дисциплине;

расширяют свои политехнические знания и умения, что важно для подготовки обучающегося к жизни, труду;

работа с приборами содействует развитию логического мышления обучающихся, приучает их глубже проникать в явления природы, отличать главное и существенное от второстепенного и случайного, развивают изобретательность и любознательность.

Для достижения необходимого уровня качества обучающегося нужно научить:

думать самостоятельно, быть способным генерировать новые идеи;

применять полученные знания в жизни;

быть коммуникабельным;

самостоятельно работать над развитием творческих способностей.

Все это может быть достигнуто при грамотном использовании лабораторных занятий.

Скажи мне – я забуду,

покажи мне – я запомню,

вовлеки меня – я пойму!

Китайская пословица

План открытого занятия

Дисциплина: ОП.03. Теория электрических цепей

Группа: ЯРРО-211 (70-РО-9)

Дата проведения: 16.02.2021 г.

Преподаватель: Л.И. Пластинина

Дидактическое обеспечение занятия

Ход занятия

ПРИЛОЖЕНИЕ

Лабораторное занятие 5

ТЕМА: ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С КАТУШКОЙ ИНДУКТИВНОСТИ

Цель занятия: исследовать цепь переменного тока на подтверждение основных расчетных формул; построить векторную диаграмму тока и напряжений, а так же треугольники сопротивлений и мощностей.

Перед началом занятия необходимо знать: теоретический материал по теме работы.

После окончания занятия необходимо уметь: собирать электрическую схему с катушкой индуктивности, подключать в цепь источник переменного напряжения, производить измерения токов и напряжений во всей цепи, а так же мощности в цепи, рассчитывать величины сопротивлений элементов цепи, напряжения на них, производить построение векторной диаграммы и анализировать ее.

Оборудование (приборы, материалы, дидактическое обеспечение): лабораторный стенд, инструкционная карта, бланк отчета, рабочая тетрадь, канцелярские принадлежности, учебная литература.

Постановка задачи:

Повторить теоретического материала по теме занятия

Сформулировать вопросы необходимые для достижения цели занятия

Разработать алгоритма проведения практической деятельности и определить пути решения поставленной задачи

Выполнить алгоритм

Составить отчет

Обобщить и систематизировать полученные результаты в виде вывода

Ответить на контрольные вопросы

Теоретический материал по теме работы:

переменный ток - это…____________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

закон Ома для цепи переменного тока имеет вид________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

катушка индуктивности - это…______________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

полное сопротивление цепи - это…___________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

активное сопротивление цепи - это…_________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

реактивное сопротивление цепи - это…_______________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

мгновенное значение – это…________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

амплитудное значение – это…_______________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

действующее значение – это…______________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

реактивная мощность цепи - это…___________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

полная мощность цепи - это…_______________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

коэффициент мощности цепи - это…_________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

угол сдвига фаз цепи - это…_________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:

Ознакомьтесь с правилами техники безопасности при проведении занятий в лаборатории и инструкцией по охране труда.

Соберите предложенную схему:

Произведите необходимые измерения, результаты занесите в таблицу:

Выполните необходимые расчеты:

полное сопротивление цепи _________________________________________________

_________________________________________________________________________

активное сопротивление цепи_______________________________________________

_________________________________________________________________________

индуктивное сопротивление цепи____________________________________________

_________________________________________________________________________

активное напряжение цепи__________________________________________________

_________________________________________________________________________

индуктивное напряжение цепи ______________________________________________

_________________________________________________________________________

реактивная мощность цепи__________________________________________________

_________________________________________________________________________

полная мощность цепи______________________________________________________

_________________________________________________________________________

коэффициент мощности цепи________________________________________________

_________________________________________________________________________

угол сдвига фаз цепи_______________________________________________________

_________________________________________________________________________

Постойте векторные диаграммы тока и напряжений:

Масштаб напряжения МU = ____В/см

Масштаб тока МI = ______А/см

Постойте треугольники сопротивлений и мощностей для опыта без сердечника:

Ответьте на контрольные вопросы:

идеальная катушка индуктивности это…______________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

реальная катушка индуктивности это…_______________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

из-за каково явления возникает сдвиг фаз между током и напряжением (явление описать)________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

от чего зависит индуктивное сопротивление катушки______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

как и почему будет изменяться угол сдвига фаз при длительной работе реальной катушки индуктивности___________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

как изменить реактивное сопротивление катушки индуктивности_________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Сделайте вывод о проделанной работе:

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Оценка:__________ Дата: ___________ Подпись преподавателя: _______________