Листы рабочей тетради на тему «Переходные процессы»

Министерство  образования и науки Российской Федерации

ФГАОУ ВПО Российский государственный профессионально-педагогический университет

Кафедра профессиональной педагогики

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая  работа по методике профессионального  обучения

На тему: «Листы рабочей тетради на тему «Переходные  процессы»»

 

 

 

 

 

Выполнил студент:

группы ЭС-402

Квашнин Тимофей  Дмитриевич

Проверил:

Колесникова Юлия Алексеевна

Старший преподаватель

 

 

 

 

 

Екатеринбург 2012

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ КАК СРЕДСТВО ОБУЧЕНИЯ 5

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕМЫ 8

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА 10

СТРУКТУРНО-ЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ 21

ЛИСТЫ РАБОЧЕЙ ТЕТРАДИ 25

МЕТОДИКА ПРИМЕНЕНИЯ ЛИСТОВ РАБОЧЕЙ ТЕТРАДИ 38

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 39

 

ВВЕДЕНИЕ

Одним из важных предметно-знаковых средств  обучения, получивших в последнее  время общее признание у преподавателей и учащихся, являются рабочие тетради. С опорными конспектами рабочие  тетради объединяет знаковая форма  представления учебной информации. Существенное отличие их  заключается  в том, что в опорных конспектах учебная деятельность отражается в  определенной логике, а в рабочих  тетрадях она специально конструируется. Суть конструкта емко выразил  Л.Н.Ланда: "...обеспечить пооперационное формирование мыслительных процессов". Операции ученый образно представил в виде "кирпичиков мыслительной деятельности", чтобы сознательно и целенаправленно их формировать у педагога и учащихся, должно быть надежное средство. В настоящее время у преподавателя таких эффективных средств нет. Объясняя новый материал, проводя с учащимися решение задач, он сегодня не может быть уверен, что все учащиеся производят именно те операции, которые нужны, производят их так, как это необходимо, и что эти операции складываются у них в ту систему, которая требуется. Говоря другими словами, преподаватель сегодня не имеет возможности достаточно полно управлять течением и формированием мыслительной деятельности учащихся.

Цель  курсовой работы: разработать доступные, понятные и интересные листы рабочей  тетради по теоритическим основам электротехники.

Задачи  курсовой работы:

1. Проанализировать характеристику темы;
2. Отобрать содержание учебного материала;
3. Провести структурно-логический анализ материала;
4. Разработать листы рабочей тетради;
5. Показать как применяются данные листы рабочей тетради.

Для разработки листов рабочей тетради я выбрал тему «Переходные процессы», потому что я хорошо в ней разбираюсь и ориентируюсь. Также эта тема всегда останется актуальна, так как это основы работы любой электроники и электрических систем любых масштабов. В этой теме содержится много материала, для усвоения которого рабочие тетради будут очень эффективны.

 

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ КАК СРЕДСТВО ОБУЧЕНИЯ

Рабочая тетрадь – это предметно-знаковое средство обучения, представляющее собой самостоятельное учебное пособие, содержащее систему заданий с информационными пробелами.

Листы рабочей тетради – это фрагмент рабочей тетради, содержащий систему заданий, объединенной одной темой.

Цель рабочей тетради – способствование повышению эффективности обучения учащихся и уровня их творческого развития.

Задачи рабочей  тетради:

• Развитие мышления учащихся;
• Усвоение теоритических знаний;
• Приобретение практических умений по решению типовых развивающих и творческих заданий;
• Контроль за процессом обучения учащихся;
• Формирование у учащихся навыков самоконтроля.

Требования  к рабочей тетради:

• Система заданий должна отражать все темы учебной дисциплины.
• Рабочая тетрадь должна быть доступная, понятная и интересная!!!
• Должна содержать дифференцированные задания.

Достоинства рабочей тетради:

• Экономия времени учащегося за счет выполнения заданий непосредственно в листах рабочей тетради.
• Повышение эффективности учебного процесса.
• Оптимизация познавательной деятельности.
• Мотивация обучения.
• Задания располагаются по возрастанию сложности.

Функции:

• Познавательная (обучающая)
• Контролирующая
• Воспитывающая
• Формирующая
• Развивающая
• Рационализирующая

Виды рабочей тетради:

• Информационная.
• Контролирующая.
• Смешанная.

Структура рабочей тетради:

1. Предисловие (пояснение).
2. Система знаний, охватывающая все дисциплины.
3. Приложения (справочная информация) (по необходимости).
4. Рекомендации по углублению знаний и выполнению работ (по необходимости).
5. Заключение
6. Список литературы.

Требования к содержанию рабочей  тетради:

1. Система заданий выстраивается в соответствии со структурой и логикой изучаемого материала.
2. Иллюстрации должны быть обучающими.
3. Композиционное построение заданий зависит от автора.
4. При конструировании заданий должно быть предусмотрено место для ответов учащихся, а так же исправления ошибок, неточностей и т.д.
5. В конце каждой темы рекомендуется представлять контрольные вопросы.

Виды заданий, используемые в рабочей  тетради:

1. Включение в определение пропущенных ключевых слов.
2. Запись формулы с определенными компонентами.
3. Алгоритм выполнения операции.
4. Заполнение таблиц.
5. Основы графиков для построения характеристик диаграмм.
6. Определение элементов конструкции.

Методика применения в учебном  процессе листов рабочей тетради.

Основная  идея – обеспечить пооперационное формирование мыслительных процессов учащихся.

• Учащиеся могут работать с рабочей тетрадью самостоятельно, используя дополнительный учебный материал.
• Учащиеся могут работать с рабочей тетрадью под руководством педагога.
• Рабочая тетрадь может использоваться в качестве контроля.

 

 

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕМЫ

В данной работе представлены листы рабочей  тетради по дисциплине ТОЭ и теме «Переходные процессы». Эти листы  предназначены для учащихся ВУЗов, 2 и 3 курсов, технических специальностей. На эту тему в дисциплине отводится 12 часов, из них 4 часа на лекционные занятия, 4 часа на практические занятия, 4 часа на лабораторные занятия. Теоритические основы электротехники изучаются два семестра, а точнее в 4 и 5 семестре.

Для успешного освоения дисциплины учащимся необходимо:

знать:

методы  решения дифференциальных уравнений; законы электротехники; основные силовые  элементы электрических систем; конструктивное исполнение синхронных машин и принцип  их работы;

уметь:

составлять  схемы замещения элементов энергосистемы  и рассчитывать их пара-метры, составлять для простейших схем уравнения переходного процесса;

иметь опыт:

расчета токов и напряжений для простейших схем в установившемся и переходном режимах.

После изучения данной темы у учащихся сформируются:

Знания:

• Понятия о переходных процессах, их сущности и причинах возникновения;
• Дифференциальное уравнение и методы его решения;
• Свободные и принужденные составляющие тока;
• Законы (правила) коммутации;
• Начальные значения величин;

Умения:

• Порядок расчета переходных процессов классическим методом;
• Порядок расчета переходных процессов операционным методом;
• Составление характеристического уравнения;
• Изображения простейших функций.

 

СОДЕРЖАНИЕ  УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

Определение переходных процессов.

Под переходными  процессами понимают процессы перехода от одного режима работы электрической  цепи (обычно периодического) к другому (обычно также периодическому), чем-либо отличающемуся от предыдущего, например амплитудой, фазой, формой или частотой, действующей в схеме ЭДС, значениями параметров схемы, а также вследствие изменения конфигурации цепи.

Переходные  процессы вызываются коммутацией в  цепи. Коммутация— это процесс замыкания (рис. 1, а) или размыкания(рис. 1, б) выключателей.

Физически переходные процессы представляют собой процессы перехода от энергетического состояния, соответствующего докоммутационному режиму, к энергетическому состоянию, соответствующему послекоммутационному режиму.

 

        

                       Рисунок 1                                               Рисунок 2

Приведение  задачи о переходном процессе к решению линейного дифференциального уравнения с постоянными коэффициентами.

Запишем уравнение  по второму закону Кирхгофа для схемы рисунок 2 при замкнутом ключе. Сумма падений напряжений на элементах L и R равна ЭДС Е:

 

или

                                                   (1)                       

Как известно из курса математики, уравнение, содержащее неизвестную функцию (в нашем случае i) и ее производные (в нашем случае), называют дифференциальным уравнением.

Таким образом, определение тока как функции  времени, по сути дела, есть решение дифференциального уравнения.

Известно, что  решение дифференциального уравнения  — это отыскание функции, удовлетворяющей ему. Подстановка этой функции и ее производных превращает дифференциальное уравнение в тождество.

Решение линейных дифференциальных уравнений будем проводить в основном четырьмя методами: классическим, операторным, методом интеграла Дюамеля и методом пространства состояний.

Принужденные  и свободные составляющие токов  и напряжений.

Известно, что  общий интеграл линейного дифференциального  уравнения равен сумме частного решения неоднородного уравнения  плюс общее решение однородного  уравнения. Частное решение уравнения (1) равно Е/R (Е — постоянная ЭДС).

Однородное  уравнение получаем из исходного, если в нем возьмем правую часть равной нулю. В нашем случае

                                                   (2)

Решением  однородного уравнения является показательная функция вида Ае^pt.

Для всех переходных процессов условимся, что момент t= 0 соответствует моменту коммутации.

Постоянные  А и р не зависят от времени. Без вывода дадим их значения для рассматриваемого примера: А = -Е/R и р = -R/L. Следовательно, решение уравнения (1) запишется так:

                                                  (3)

где Е/R — частное решение неоднородного уравнения (1);

 – общее решение однородного уравнения (2). Подстановка (3) в (1) дает тождество

 

Следовательно, (3) действительно является решением уравнения (1).

Частное решение  неоднородного дифференциального уравнения будем называть принужденной составляющей тока (напряжения), а полное решение однородного уравнения — свободной составляющей. Применительно к рассмотренному примеру принужденная составляющая тока , а свободная составляющая . Полный ток .

Кроме индексов «пр» (принужденный) и «св» (свободный) токи и напряжения могут иметь и дополнительные индексы, соответствующие номерам ветвей на схеме.