Министерство образования Российской Федерации Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана
| Вид материала | Отчет |
- Программа 1-3 октября 2003 года Москва Организаторы и спонсоры Министерство образования, 141.3kb.
- Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана, 476.84kb.
- Исследование процессов тепло- и массопереноса на поверхности спеченных электродов, 188.74kb.
- Осрб 1-36 04 02-2008, 702.53kb.
- На главную министерство общего и профессионального образования российской федерации, 1520.3kb.
- Министерство транспорта российской федерации федеральное государственное образовательное, 1267.4kb.
- Москва, 9-11 сентября 2009 г. Московский государственный технический университет им., 94.15kb.
- Министерство транспорта российской федерации московский государственный технический, 113.45kb.
- Н. А. Быковой Контрольные вопросы, 24.48kb.
- Российской Федерации Министерство образования и науки Российской Федерации Государственный, 343.55kb.
ГЛАВА 10. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
«ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА».
Руководитель работ д,т.н., проф. Кузнецов Э.В.
10.1. ВВЕДЕНИЕ
Рассматриваемая дисциплина предусмотрена в федеральной составляющей ГОСов таких направлений, как «Теплоэнергетика» (550900), «Прикладная физика» (553100), «Энергомашиностроение» (552700), «Прикладная механика» (553300), «Технологические машины и оборудование» (551800), некоторых направлений «Менеджмента», в частности для специальности «Управление качеством» (657000), и для ряда других направлений. Стандарт тем самым подтверждает обязательность присутствия этой дисциплины в соответствующих учебных планах, регламентирует содержание курса и число часов для изучения этой дисциплины, что для большинства специальностей составляет от 144 часов до 250 часов. При этом для технических специальностей обычно предполагается 10% увеличение этой нормы времени.
Содержание курса для каждой специальности отличается в изложении разделов, наиболее связанных с направлением подготовки бакалавров по конкретной специальности. Это нашло отражение в учебных программах читаемых курсов. При этом фундаментальное ядро дисциплины, связанное с изложением основ теории цепей и их методов анализа, практически одинаково для всех указанных направлений. В целях повышения творческой активности и усиления самостоятельной работы студентов все учебные планы регламентируют часы, отводимые на самостоятельную работу студентов.
Целью преподавания дисциплины «Электротехника и электроника» является теоретическая и практическая подготовка бакалавров соответствующих специальностей в области электротехники, электроники, информационно-измерительной техники, электропривода, электроснабжения и электрооборудования в такой степени, чтобы они могли выбирать необходимые электротехнические устройства, уметь правильно их эксплуатировать и составлять совместно с инженерами-электриками задания на разработку электрических частей автоматизированных устройств и установок для управления производственным процессами создания информационно-измерительных комплексов.
Задачей курса является формирование у студентов:
- знаний электротехнических законов, методов анализа электрических, магнитных и электронных цепей;
- знаний принципов действия, конструкций, свойств, областей применения и потенциальных возможностей основных электротехнических и электронных устройств и измерительных приборов;
- знаний электротехнической терминологии и символики;
- умений экспериментальным способом определять параметры и характеристики типовых электротехнических и электронных элементов и устройств;
- умений производить измерения основных электрических величин и некоторых неэлектрических величин, связанных с профилем профессиональной деятельности;
- практических навыков включения и эксплуатации электротехнических приборов, аппаратов и машин, управления ими и контроля за их эффективной и безопасной работой.
10.2. СОДЕРЖАНИЕ И СТРУКТУРА КОМПЬЮТЕРНОГО УЧЕБНИКА
Современные представления об организации учебного процесса требуют сочетания проблемных методов изложения учебного материала на базе системного раскрытия и методов программирования и управления самостоятельной познавательной деятельностью студентов, обучающихся в процессе изучения содержания дисциплин, как на аудиторных занятиях, так и в неаудиторное время.
Современные информационные технологии позволяют повысить эффективность самостоятельной работы и улучшить качество подготовки студентов. Кроме этого использование этих технологий дает возможность участвовать в дистанционной подготовке бакалавров по соответствующим направлениям.
Современный уровень информационных технологий в области образования позволяет охватить весь комплекс задач обучения студентов. При их использовании возможен сбор предметной информации по всем видам её источников, формирование базы заданий и лабораторно- практических занятий, соответствующих целям и задачам обучения.
На настоящий момент разработана развитая методическая база для преподавания курса «Электротехники и электроники», в создании которой традиционно ведущее участие принимала кафедра электротехники и интроскопии Московского энергетического института [1]-[8].
В основе представляемой работы заложен большой опыт, накопленный на кафедре ЭИ МЭИ, и методические разработки, прошедшие многолетнюю апробацию в традиционном преподавании курса электротехники с использованием вычислительной техники в лабораторном практикуме и на семинарах.
В качестве теоретической основы для изучения курса взят учебник по электротехнике, написанный преподавателями кафедры ЭИ под редакцией проф. Герасимова В.Г. ([1]-[3]).
При создании компьютерного учебника содержание и структура учебника подвергаются переработке и дополнениям базой задач и заданий.
Отличительной особенностями разрабатываемого компьютерного учебника являются:
- -подробные тексты с информацией, отражающей научное содержание дисциплины,
- -порционность изложения с предложением примеров и упражнений, что обеспечивает необходимую деятельность студента с изучаемым материалом,
- использование для упражнений математической программы MathCad и программы для моделирования электрических и электронных схем Electronics WorkBench,
- -использование для контроля знаний специально разработанных встроенных программ на " onclick="return false">
- наличие встроенных средств навигации для быстрых переходов в различные точки учебника по гиперссылкам и кнопкам,
- -наличие средств проверки результатов упражнений.
Классический курс «Электротехники и электроники» содержит три основных части:
1. Электрические и магнитные цепи.
2. Электромагнитные устройства и электрические машины.
3. Электрические измерения и основы электроники.
В конкретной части выполняемой работы представлена I-ая тема I-ой части курса: «Электрические цепи постоянного тока».
Эта тема является первой и базовой для последующего изучения дисциплины. При традиционном изложении курса на тему запланировано 20 часов:
- 8 часов лекций,
- 6 часов практических занятий,
- 4 часа лабораторно-практических занятий,
- 2 часа на проверку знаний и навыков.
Основная сложность при изучении этого раздела состоит в том, что студент впервые сталкивается как с терминологией, так и со схемотехническими навыками в изучении дисциплины. Кроме того, в этом подразделе наиболее подробно излагаются все основные методы анализа и расчета электрических цепей, которые в дальнейшем будут использоваться при изучении других разделов. Полученные знания и навыки чрезвычайно важны для успешного освоения всего последующего материала.
Подготовленная часть компьютерного учебника обеспечит от 10% до 20 % электротехнической подготовки от общего времени. Однако в ходе этой работы были отработаны структура учебника, технология его подготовки, ряд программных модулей общего назначения.
Компьютерный учебник исполнен в формате HTML 4,0 для Internet Explorer 6,0 с процедурами Java Script с подключением внешних приложений - документов MathCAD 8.0, Electronics WorkBench 3.0, исполняемых программ на Visual Basic 3.0.
Электронный учебник имеет следующую структуру.
1. Титульная соответствующая страница (Titul_Main.php)
Гиперссылка –название учебника для перехода на главную страницу.
2. Главная соответствующая страница-сайт учебника-MainFrameset.php с фреймами TopFrame (MainTopFrame.php), LeftFrame (MainLeftFrame.php), BottomFrame(MainBodyFrame.php), MainFrame (Annot.php –в начале)
2.1 В MainTopFrame.php есть название учебника.
2.2 В MainLeftFrame.php есть список с гиперссылками,
- Аннотация (О дисциплине, учебнике и условиях доступа)- в MainFrame загружает Annot.php
- Учебник (Содержание и работа с учебником)- в MainFrameset.php загружается PartFrameset.php
- Рекомендации. (Методические рекомендации и список литер.)- в Main Frame загружает Rec.php
- Регистрация- в MainFrame загружает Reg.php
- Техническая поддержка (типовые затруднения и адрес помощи)- в MainFrame загружает Unt.php
- О программе - в MainFrame загружает About.php
- Об авторах - в MainFrame загружает Autors.php
2.3 В MainBodyFrame.php есть кнопка, нажатие на которую дает загрузку в окно Titul_Main.php:
3. Соответствующая страница первого уровня-части учебника -PartFrameset.php с фреймами TopFrame (MainTopFrame.php), LeftFrame (LeftPart.php), MainFrame (Thems_1.php), BottomFrame (BodyPart.php)
3.1 В MainTopFrame.php есть название учебника.
3.2 В LeftPart.php есть список частей учебника
Часть 1. Электрические и магнитные цепи (гиперссылка, во фрейм MainFram загружает Thems_1.php)
Часть 2. Электромагнитные устройства и электрические машины. (В работе)
Часть 3. Электрические измерения и основы электроники.(В работе)
3.3 В Thems_1.php есть список тем первой части книги :
Тема 1. Электрические цепи постоянного тока (гиперссылка, в текущее окно загружает ThemFrameset_1_1.php
Тема 2. Однофазные электрические цепи синусоидального тока (В работе)
Тема 3. Трехфазные цепи.(В работе)
Тема 4. Переходные процессы в линейных электрических цепях (В работе)
Тема 5. Периодические несинусоидальные токи в электрических цепях.(В работе)
Тема 6. Электромагнитные устройства и магнитные цепи (В работе)
3.4 В BodyPart.php есть две кнопки:
Кнопка «К титулу» дает загрузку в окно Titul_main.php
Кнопка "К сайту учебника" дает загрузку в окно MainFrameSet.php
4. Соответствующая страница второго уровня-темы и подтемы -ThemFrameset_1_1.php с фреймами TopFrame (TopThem.php), LeftFrame (LeftThem_1_1.php), MainFrame (Book_1_1_1.php), BottomFrame (BodyThem.php))
4.1 В TopThemFrame.php есть номер части учебника, номер и название темы.
4.2 В LeftThem_1_1.php есть список подтем темы1. «Электрические цепи постоянного тока» (часть1) с гиперссылками для загрузки в MainFrame страниц с подтемами :
1.1. Электрическое поле и электрический ток (Book_1_1_1.php)
1.2. Электрическая цепь и ее элементы (Book_1_1_2.php)
1.3. Характеристики и схемы замещения приемников и источников электрической энергии (Book_1_1_3.php)
1.4. Режимы работы источников постоянного тока (Book_1_1_4.php)
1.5. Топологические понятия теории электрических цепей (Book_1_1_5.php)
1.6. Применение законов Кирхгофа для анализа электрических цепей постоянного тока (Book_1_1_6.php)
1.7. Эквивалентные преобразования пассивных участков электрической цепи (Book_1_1_7.php)
1.8. Анализ электрических цепей постоянного тока с одним источником электрической энергии (Book_1_1_8.php)
1.9. Анализ разветвленной цепи с несколькими источниками с помощью законов Кирхгофа (Book_1_1_9.php)
1.10.* Метод контурных токов (Book_1_1_10.php)
1.11.* Метод узловых потенциалов (Book_1_1_11.php)
1.12. Метод межузлового напряжения (Book_1_1_12.php)
1.13. Метод эквивалентного активного двухполюсника (Book_1_1_3.php)
1.14. Нелинейные цепи постоянного тока (Book_1_1_14.php)
4.3 В BodyThem.php есть кнопки :
Кнопка «К титулу» дает загрузку в окно Titul_main.php.
Кнопка "К сайту учебника" дает загрузку в окно MainFrameSet.php.
Кнопка “К частям учебника" дает загрузку в окно PartFrameSet.php.
Кнопка “К моделям" дает загрузку в отдельное окно Electronics Work Bench без документа .
Кнопка “К расчетам" дает загрузку в отдельное окно MathCAD без документа.
5. Страницы третьего уровня в отдельных окнах образуются после текстовых гиперссылок в Book_1_1_N для
-Вывода фрагментов с удаленными формулами, рисунками, текстом и графиками.
-Вывода приложений на VBasic с контрольными заданиями.
-Вывода приложений MathCAD и Electronics Work Bench.
-Вывода приложеннй SamplesTitul, Samples_1_1…. Samples_1_6 c рисунками конструктивных исполнений элементов цепи постоянного тока.