Разработка открытого урока на тему" Изучение электрических свойств полупроводникового элемента - диода»

Методическая разработка урока Пояснительная записка и описание занятия Аннотация разработки Дисциплина Раздел учебной программы, тема  Тип урока Цели и задачи урока Ожидаемые результаты Формы контроля и оценки результатов  урока Необходимые предварительные знания и  умения Рефлексия учебной деятельности Литература   Основы промышленной электроники Полупроводниковые приборы, тема №1.4 – «Изучение  электрических свойств полупроводникового элемента  ­ диода»  Практический Обучающая: На основе полученных знаний научить обучающихся применять виртуальные электронные  приборы и исследовать электрические свойства диода и стабилитрона с помощью электронной лаборатории Electronics Workbench 5.12 for Windows. Развивающая: Развить умения и навыки при   составлении и виртуальной сборке электрических  схем различного уровня сложности при работе с  полупроводниковыми устройствами. Воспитательная: Применяя различный подход к  степени усвоения материала обучающимися через  процесс воспитания добиться максимальной  эффективной результативности в работе. Обучающиеся будут уметь  определять и изменять  электрические свойства диода и стабилитрона с  применением виртуальной электронной лаборатории  Electronics Workbench 5.12 for Windows, работать над  решением подобных задач и составлением  электрических схем с применением  полупроводниковых элементов различных типов.  На первом этапе урока запланирована демонстрация  выполнения работы с объяснением преподавателя при помощи интерактивной доски. На втором этапе­  выполнение практической работы обучающимися на  компьютерах в виртуальной электронной  лаборатории EWB. Форма контроля – результаты  практической лабораторной работы.      Обучающиеся должны уметь работать с  компьютером на уровне опытного пользователя,  иметь навыки работы при составлении электронных  схем в виртуальной электронной лаборатории  Electronics Workbench. Также обладать знаниями в  области законов физики, электротехники и  начальным уровнем в области электроники, знать  свойства и особенности работы полупроводников.  Закрепление пройденного материала необходимо  проводить в форме моделирования различной  нештатной ситуации в программе, в результате  которой обучающийся расширяет кругозор навыков в  работе с различными типами полупроводниковых  элементов Рекомендуемые учебные материалы к  занятию Список литературы 1. Карлщук В.И. Электронная лаборатория на IBM  PC. Лабораторный практикум на базе Electronics  Workbench u MATLAB. Издание 5 СОЛОН­ Пресс, 2004, 800с.  2. Ф.Мейзда «Электронные измерительные приборы и  методы измерении» М­ Энергоатомиздат. 1995. Черных С.В. «Электроника: Лабораторный  практикум по EWB» ГОУ –Впо «ВОЛГу» пособие для  студентов.  1.Камнев В.Н. «Чтение схем и чертежей  электроустановок» ­ Москва, «Высшая школа», 1986г. 2. «Основы промышленной электроники» В.Г.  Герасимов, О.М. Князьков, А.Е. Краснопольский, В.В.  Сухоруков. Под ред. В.Г. Герасимова.  Высшая школа  – 1987 ­336с. 3. Валенко В.С. «Полупроводниковые приборы и основы схемотехники электронных устройств/ под ред. А.А.  Ровдо­ М. 2001 год.­368 с. 4 . Прянишников В.А. Электроника: полный курс  лекции. – 4­е и:КОРОНА принт, 2004.­416с. 5. Панфилов Д.И. и др. Электротехника и  электроника в экспериментах и упражнениях. – М:  Додека – XXI,2002. Описание интерактивного ресурса, оборудования  Этап учебного занятия Интерактивный ресурс используется на всех этапах  урока: на первом – вводном: процесс создания  электрической схемы в виртуальной лаборатории  Electronics Workbench 5.12 с использованием  полупроводниковых элементов происходит на  интерактивной доске. Во время работы  преподавателя с интерактивной доской, внимание  обучающихся не рассеивается, концентрация  внимания обуславливается постоянной  демонстрацией и обоснованным комментарием  процесса преподавателем. На втором этапе урока мы наблюдаем процесс  закрепления материала путем выполнения  студентами практической лабораторной работы на  компьютерах непосредственно в самой виртуальной  электронной лаборатории, в процессе завершении  которой для рефлексии смоделирована различная  ситуация, в ходе решения которой обучающиеся  значительно повышают уровень восприятия  материала       При работе с программным комплексом –  виртуальной электронной лабораторией Electronics  Workbench, обучающиеся проходят интенсивный этап  повышения уровня знаний в области электротехники и электроники, микрорадиоэлектроники и других  смежных предметов. Применение виртуальной  лаборатории на уроках по предмету «Основы   промышленной электроники» дало возможность  расширить кругозор студентов по применению  различных приборов и устройств, которые в реальном  мире приобрести не под силу каждому колледжу или  ВУЗу. Дополнительным плюсом в пользу применения  программного комплекса стал вопрос техники  Деятельность обучающихся Механизм использования ресурса безопасности во время лабораторных работ и при  выполнений текущих задании: практически исключена  опасность поражения электрическим током, что  возможно при работе с реальными приборами. Также во время работы существует возможность  применения различных параметров, например силу  тока в цепи равной 1000 вольт, что также не  осуществимо в условиях реальной учебной  лаборатории из­за опасности поражения  электрическим током. В процессе изучения данного  материала и самостоятельной работы, обучающиеся  получают определенные знания для работы с  определением значении полупроводниковых элементов, а также совершенствуют свои знания по  составлению электронных схем и моделирования в  виртуальной электронной лаборатории Electronics  Workbench.       При работе с интерактивным оборудованием  (проектором, интерактивной доской и компьютером)  используются различные технические приемы, умения  и навыки как преподавателя, так и обучающегося.   Активно применяется программный комплекс ­  электронная виртуальная лаборатория Electronics  Workbench. В процессе работы применяются  следующие виртуальные инструменты: источники  питания, заземление, резистор, подстроечный  резистор, ключ для замыкания/размыкания цепи,  измерительные инструменты: амперметры,  вольтметры, стабилитрон и диоды. Путем  различных соединительных комбинации с приборами,  перестановкой мест аппаратуры в электрической  цепи, возможностью изменения параметров и  свойства приборов, обучающиеся, попутно  овладевают знаниями различного рода, например о  том, что заземление цепи желательно  устанавливать в определенной последовательности, а  для контрольно – измерительных приборов заземление крайне необходимо, иначе показания приборов не  будут соответствовать действительности. Простые компоненты описываются набором параметров,  значения которых можно изменять непосредственно  с клавиатуры, активные элементы ­ моделью,  представляющей собой совокупность параметров и  описывающей конкретный элемент или его идеальное  представление. Модель выбирается из списка  библиотек компонентов, параметры модели также  могут быть изменены пользователем. Широкий набор приборов позволяет производить измерения различных величин, задавать входные воздействия, строить  графики. Все приборы изображаются в виде,  максимально приближенном к реальному, поэтому  работать с ними просто и удобно. Результаты  моделирования можно вывести на принтер или  импортировать в текстовый или графический  редактор для их дальнейшей обработки. Программа  Electronics Workbench совместима с программой P­ SPICE, то есть предоставляет возможность Ожидаемые результаты экспорта и импорта схем и результатов измерений в  различные её версии.        В содержании Типовой учебной программы по  дисциплине «Основы промышленной электроники»  основным приоритетным направлением в изучении  предмета выбрана полупроводниковая электроника.  Выбор данного направления обусловлен, прежде всего,  развитием полупроводниковой электроники, которая  лежит в  основе развития электроники на базе  интегральных схем. В процессе изучения обучающиеся  овладевают следующими базовыми компетенциями:  познают принцип действия основных  полупроводниковых приборов и развивают умения по  чтению электрических схем с применением  полупроводниковых приборов. Приобретают навыки в  сборке несложных электрических схем и исследования их параметров. Урок был продемонстрирован на Республиканском конкурсе «Лучший интерактивный урок для  технического и профессионального образования» в 2015 году. Разработал: преподаватель специальных дисциплин Талдыкорганского колледжа промышленной  индустрии и новых технологии Енкенов Б.Б.