«Применение математического аппарата при решении задач электротехники»
методическая разработка

Методическая разработка

интегрированного урока по математике и электротехнике

На тему: «Применение математического аппарата при решении задач электротехники»

Разработал преподаватель колледжа Легович С.И.

Пояснительная записка

    Интегрированные уроки занимают особое место в профессиональном образовании, так как перспективная цель таких уроков – показать учащимся глубокую взаимосвязь разных наук, дать целостное представление об окружающем мире.

    На уроке прослеживается связь между такими предметами, как математика и электротехника и одновременно осуществляется связь с профессиональными навыками будущей профессии. Интегрированный урок по предметам математика и электротехника показывает на примерах практическое применение производной, интеграла, суммирования в электротехнике.

     Предлагаемое занятие является одним из заключительных по теме «Применение производной» в курсе математики. Оно проводится после того, как:

а) были отработаны навыки нахождения производных элементарных функций; исследования функций; нахождения наибольшего и наименьшего значений функций на промежутке; построение графиков.

б) было проведено закрепление знаний, умений и навыков (ЗУН) студентов по вышеперечисленным вопросам;

в) студенты были ознакомлены с основными способами применения дифференциального и интегрального исчислений в различных ситуациях.

     Учебное занятие проводится в кабинете. Применяется групповая форма работы, что делает обучение интерактивным. Мало того, участие ассистентов в проверке заданий повышает интерес к предмету, учебе и повышает ответственность перед одногруппниками и преподавателями. Использование ИКТ делает занятие наглядным, доказательным, что повышает интерес к изучаемому материалу, позволяет каждому учащемуся стать участником происходящего и убедиться в правильности сделанных выводов.

     Данное занятие обогащает знания студентов по теме, выводя их за рамки учебного материала. Преподаватели выступают в роли «проводников», дающих общую установку, когда учащиеся должны выработать правильный алгоритм поведения, чтобы прийти к нужному результату.

     Студенты, включенные в групповую работу, развивают творческую сторону мышления и навыки аналитической работы, формируют навыки оформления результатов умственного труда. Замысел преподавателей – воспитать умение работать в группе и нести ответственность за достижение результата.

Цели:1. Определить межпредметную связь математики и электротехники.

            2. Ввести математические понятия и определения, используемые в электротехнике.

           3. Активизировать знания учащихся по математике применительно к курсу электротехники.

           4. Повысить интерес учащихся к изучению естественно-научных дисциплин.

Задачи: 1.Проследить связь предметов.

                2.Закрепить полученные знания, повысить интерес учащихся к разным областям науки.

                3.Развить способность к общению на научные темы, навыки научного поиска и анализа.

                4.Показать способы постановки современных задач науки и техники.

Учебный материал

На многих специальностях среднего профессионального образования изучается такой предмет как электротехника. Ни одна отрасль народного хозяйства не обходится без электрооборудования, поэтому без органического сочетания теоретических и практических методов изучения электротехники не обойтись. Математика дает не только вычислительный аппарат, но и позволяет продвигать дальше идеи и практические возможности любой науки. Современная математика предлагает применение дифференциального, интегрального исчисления, тригонометрических, показательных и логарифмических функций для расчета и осмысления всех фундаментальных величин. Наша задача заключается в том, чтобы показать переход от физических явлений к математическим выражениям и наоборот. Трудно обойтись без понятия производной, интеграла и графиков тригонометрических функций при объяснении электрического тока, переменного тока, работы конденсатора, расчета работы и мощности электрического тока. Любой учебник по данной дисциплине изобилует математическими выкладками, начиная с общеизвестных законов Ома, определений электрического тока и заканчивая теорией получения и передачи сигналов. Зачастую математический аппарат учащихся не позволяет полноценно оценить и усвоить весь материал по электротехнике. Возникает необходимость напомнить применение тригонометрии, дифференциального и интегрального исчислений на примере основных определений и понятий, вводимых в электротехнике. Например, при определении силы тока мы используем понятие первой производной заряда, при определении электрического потенциала в данной точке поля мы вводим интеграл, который численно равен работе сил электрического поля при переносе единичного положительного заряда из данной точки в точку с нулевым потенциалом, энергия емкостного элемента пропорциональна площади между кулон-вольтной характеристикой и осью ординат, при рассмотрении способов соединения резисторов и конденсаторов мы применяем суммирование по заданному количеству элементов.

    Таким образом, можно уверенно утверждать, что математический аппарат не только инструмент, а база изучения электротехники.

Ход занятия

1. Организационный момент: проверка присутствующих; объявление темы занятия -5 мин.

2. Вступительное слово преподавателя математики: роль математики в становлении и развитии наук; математический аппарат в электротехнике -10 мин.

3. Вопросы к аудитории (проводит преподаватель электротехники):

1) электрический заряд, единицы его измерения в СИ; 2) элементарный электрический заряд, заряд электрона, два рода зарядов; 3) определение электрического тока; 4) характеристика электрического тока, единицы измерения; 5) условия возникновения электрического тока; 6) разность потенциалов, напряжение, единицы измерения; 7) электрическое сопротивление, единицы измерения; 8) закон Ома для участка цепи, график зависимости силы тока от напряжения; 9) способы соединения проводников; 10) законы последовательного и параллельного соединения резисторов (проводит преподаватель электротехники) -30 мин.

4. Индивидуальное тестирование по вопросам.

 Каждый учащийся получает карточку, на которой пишет ответы (проверка осуществляется ассистентами) -15 мин.

1) что такое электрический ток?

2) электрическая цепь – это:

3) для протекания электрического тока необходимо:

4) назначение источника электрического напряжения:

5) единицы измерения силы тока, напряжения, сопротивления:

6) перевести в СИ: 15мА, 120 Мом, 2,5 кВ, 50 мкА, 3,5МВ

7) электроемкость, единицы измерения:

8) назначение амперметра и его подключение в электрическую цепь:

9) два основных вида электрического тока –

10) что такое частота электрического тока?

5. На экране выводятся условия задач 10.60-10.63 (учебник А.В. Кузнецова «Элементарная электротехника», Москва, 2015г.

На решение предложенных задач отводится 20 минут, после чего на экране представлены правильные решения для сверки (проверка осуществляется ассистентами, оценки выставляют преподаватели математики и электротехники с учетом правильности оформления и расчета задач) -5 мин.

6. Подведение итогов занятия и объявление суммарных оценок за тестирование и решение задач- 5 мин.