Сборник статьей по технологии. Сборник статей, докладов и материалов xxvi международной научнопрактической конференции, 23 и 24 ноября 2020 года
 Скачать 6.7 Mb.
|
|
Литература 1. Тищенко, А.Т. Технология: программа: 5-8 классы / А.Т. Тищенко, Н.В. Синица. – М.: Вентана-Граф, 2014. – 144 с. 2. Штроо, В.А. Методы активного социально-психологического обучения: Учебник и практикум / В.А. Штроо. – Люберцы: Юрайт, 2016. – 277 c. 134 Галишников Ю.П., Рябов Б.А., Вощинников Е.И., ООО «Учебно-производственный Центр «Учебная техника» (г. Челябинск) ФГБОУ ВО «Московский педагогический государственный университет» ГБОУ «Школа № 1535», Москва ПРАКТИКА ПРИМЕНЕНИЯ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ ШКОЛЬНОГО КОНСТРУКТОРА «ТЕХНОЛОГИЯ, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, ЭЛЕКТРОНИКА И АВТОМАТИКА» Аннотация. Описан опыт применения специально разработанного конструктора и других лабораторных практикумов для изучения принципа действия основных элементов и типовых функциональных узлов электротехники, радиоэлектроники, автоматики и цифровой электроники. Ключевые слова: электротехника, радиотехника, автоматика, практические занятия. Galishnikov Yu.P., Ryabov B.A., Voshchinnikov E.I., LLC "Training and production Center" Training equipment " (Chelyabinsk) Moscow pedagogical state University School № 1535, Moscow PRACTICE OF USING SCHOOL CONSTRUCTOR "TECHNOLOGY, ELECTRICAL ENGINEERING, ELECTRONICS AND AUTOMATION" IN EDUCATIONAL PROCESS Abstract. The article describes the experience of using a specially developed constructor and other laboratory workshops to study the principles of operation of the main elements and typical functional units of electrical engineering, radio electronics, automation and digital electronics. Keywords: electrical engineering, radio engineering, automation, practical training. В настоящее время на кафедре технологических и информационных систем Института физики, технологии и информационных систем МПГУ обновлена лабораторная база электрорадиотехнического профиля, также существуют стенды по радиоэлектронике, автоматике и цифровой электронике. По электротехнике, радиоэлектронике, автоматике и цифровой электронике методические основы заложены еще сотрудниками кафедры 135 общетехнических дисциплин [1-3]. Особое место занимает конструктор для школьников 8-9 классов для внеклассной работы по электротехнике, радиоэлектронике, элементам автоматики и цифровой электронике с широким перечнем лабораторных работ [1]: «Электрическая цепь и ее элементы», «Измерительные приборы: амперметр, вольтметр, омметр (авометр)», «Неразветвленные и разветвленные электрические цепи», «Электромагнитное реле», «Двигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов», «Проектирование электропроводки в школьном кабинете технологии», «Выпрямитель», «Бытовые электроприборы», цикл «Элементная база радиоэлектроники (резистор, конденсатор, катушка индуктивности), (R, L, C – цепи), (полупроводниковый диод), (биполярный транзистор, интегральная микросхема)», «Исследование транзисторного усилителя», «Генератор электрических импульсов», «Сборка и изучение простейших устройств связи», «Датчики автоматических устройств», «Простые автоматы», «Элементы цифровой электроники (логические элементы И, ИЛИ, НЕ)», «Изучение принципа работы кодового замка». Практическая разработка конструктора осуществлена доцентом нашей кафедры Анатолием Андреевичем Груненковым. Почти полтора десятка лет прототип конструктора существовал в единственном экземпляре, теперь же он выполнен на должном промышленном уровне в переносном варианте и уже начал поступать в школы с руководством, которое вкладывается в комплект (Хотунцев Ю.Л., Груненков А.А., Беглецов Н.Н. Технология –Электротехника, Электроника и Автоматика. Руководство по практическим работам в образовательной области «Технология». ШК.001 РПР (2959) – Челябинск: ООО ИПЦ «Учебная техника», 2019. – 75 с.). Все оборудование смонтировано в легком портативном кейсе. В крышке хранятся модули с компонентами электрических цепей, из которых в процессе работы собирается та или иная электрическая цепь. Модули удерживаются на крышке с помощью магнитов. Слева в основании кейса закреплены мультиметры и источники питания (электропитание от сети). Справа расположена наборная панель для сборки исследуемых цепей. Панель выполнена из прочного стального листа, покрытого износостойкой порошковой краской, и модули надежно удерживаются на ней магнитами. Под наборной панелью расположен отсек для хранения различных материалов для конструирования. Именно на этом конструкторе в стенах кафедры технологических и информационных систем с сентября 2019 г. начались еженедельные занятия с группой школьников ГБОУ «Школа № 1535» предпрофильного восьмого класса с углубленным изучением физики и математики. Практические лабораторные работы начального уровня по электротехнике и радиоэлектронике не вызывали каких-либо трудностей, несмотря на то, что по программе преподавания физики в 8 классе эти темы на уроках еще не рассматривались. Практическим занятиям предшествовали небольшие 136 установочные лекции по темам работ, на которых школьники знакомились с существом процессов, происходящих в техническом устройстве, с последовательностью выполнения практических работ и необходимыми математическими обоснованиями закономерностей процессов. На заключительном этапе школьники обязательно должны были сделать выводы по работе, проиллюстрировать результаты таблицами и графиками. Ведущие занятия преподаватели также старались культивировать внимательное отношение к научным/техническим терминам, а также использовать предельные переходы (к нулю, к бесконечности) при анализе формул. Обратим внимание, что этот математический прием не изучается в 8 классе общеобразовательной школы, однако обсуждение результатов экспериментов и физических закономерностей, лежащих в их основе, облегчает понимание этого раздела математики на практике. Так шло начальное погружение в инженерную практику. Далее мы столкнулись с необходимостью познакомить школьников с элементами метрологии. Использовались цифровые и стрелочные приборы, генераторы радиочастот, визуализацию сигнала от генератора реализовали с помощью осциллографа. Также с использованием осциллографа школьники учились проводить измерения. Для некоторой разгрузки были проведены практические занятия на стенде с моделью ветрогенератора, где регулировалась (вентилятором) скорость ветра; можно было изучать влияние угла атаки и формы лопастей на выходные характеристики генератора. Интерес вызвал стенд для исследования солнечной батареи, а на стенде по энергосбережению изучалась зависимость светоотдачи различных осветительных приборов от потребляемой энергии. Данные работы очень важны для понимания школьниками важности науки об электричестве с точки зрения практического применения этих знаний человеком. Занятия по теме «Исследование транзисторного усилителя» мы провели и на упомянутом конструкторе, и на стенде по радиоэлектронике [3], так как на конструкторе можно показать лишь режим работы транзистора по постоянному току и нельзя было убедиться в усилении переменного сигнала. Часть работ была проведена на стендах [4], но с облегченными заданиями. В целом наш опыт мы считаем успешным. Польза данного курса состоит в том, что начиная занятия с сентября, то есть, до изучения курса электричества по программе, мы расширили кругозор учащихся, вызвали интерес к данной теме и подготовили их к систематическому изучению темы «Электричество и магнетизм» на уроках в школе. Для школьников очевидна польза работы на учебном оборудовании разного уровня с погружением в атмосферу инженерного исследования, что в итоге может 137 повлиять на их профориентацию в область физики, инженерии, электротехники. Данный курс рекомендуется как дополнительный к школьной программе для учащихся 7-9 классов средней школы, интересующихся физикой и инженерией. Литература 1. Хотунцев, Ю.Л., Груненков, А.А. Практические работы по электротехнике и электронике в образовательной области «Технология». – М.: Прометей, 2005. – 84 с. 2. Электротехника. В 2 ч. Учеб. пособие для академического бакалавриата / Под ред. Ю.Л. Хотунцева. – 3-е изд., перераб и доп. – М.: Издательство Юрайт, 2018. (Часть 1 – 243 с.), (Часть 2 – 257 с.). 3. Практикум по радиоэлектронике [Электронный ресурс] / Б.А. Рябов, С.М. Малахов, Ю.Л. Хотунцев; ФГБОУ ВО «Московский педагогический государственный университет». – 2. изд . – Электронные текстовые данные (2Mb) . – Москва : МПГУ, 2017. – 108 с. : ил. – Режим доступа: http://elib.mpgu.info/view.php?fDocumentId=7995. – Для авторизованных пользователей МПГУ . – Библиография: с. 107. – На рус. яз. - ISBN 978-5-4263-0486-4 (09.04.2018) 4. Беглецов, Н.Н., Галишников, Ю.П., Сенигов, П.Н. Электрические цепи и основы электроники. Руководство по выполнению базовых экспериментов. ЭЦОЭ.002 РБЭ (ПТУ.1) Челябинск: ООО «Учебная техника», 2016. – 115 с. (описания в электронном виде и на бумажном носителе поставлены в комплекте с оборудованием и находятся на кафедре информационных и технологических систем ИФТИС МПГУ). Макленкова С.Ю., Сапего И.П., ФГБОУ ВО «Московский педагогический государственный университет» ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОВРЕМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ КАК СРЕДСТВА ИНТЕГРАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ И МАТЕРИАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В УСЛОВИЯХ ШКОЛЫ Аннотация. В статье рассматривается возможность создания смешанной, интегративной среды с помощью использования в учебном процессе основной школы нового технологического оборудования. Ключевые слова: технологическая подготовка, новое технологическое оборудование, плоттер, интеграция, межпредметность, смешанная среда, открытая учебная среда. 138 Maklenkova S.Yu., Sapego I.P., Moscow Pedagogical State University MODERN EQUIPMENT AS MEANS OF INTEGRATING INFORMATION AND MATERIAL TECHNOLOGIES IN THE SCHOOL ENVIRONMENT Abstract. The article considers the possibility of creating a mixed, integrative environment through the use of new technological equipment in the educational process of the main school. Keywords: technological training, new technological equipment, plotter, integration, interdisciplinary, mixed environment, open learning environment. В утвержденной Концепции преподавания предметной области «Технология» одной из задач технологической подготовки является «освоение общих принципов и конкретных навыков преобразующей деятельности человека, различных форм информационной и материальной культуры» [1]. Такой подход к задачам технологического образования ведет к расширению возможностей использования межпредметных связей в ходе применения нового технологического оборудования в учебном процессе основной школы. Особенностью предметной области «Технология» является ее междисциплинарный характер, позволяющий интегрировать естественнонаучные, математические и информационные учебные предметы. Технологическое образование, находясь на стыке нескольких предметных областей, предоставляет обучающимся возможность применять на практике знания основ наук, осваивать общие принципы и конкретные навыки преобразующей деятельности человека, различные формы информационной и материальной культуры. Основой для интеграции научных знаний на уроках технологии является, в первую очередь, «практическая деятельность, которая осваивается учащимися в ходе формирования умений и навыков конструирования, проектирования, моделирования, исследования, экспериментирования, обработки данных и информации» [2, с. 8]. Предметная область «Технология» – фактически единственный учебный предмет, отражающий в своем содержании общие принципы преобразующей деятельности человека и все аспекты материальной культуры. Современные технологии обработки материалов и учебное оборудование предоставляют школьникам новые возможности для развития навыков решения проблем, критического мышления и коммуникации, переносят их в различные контексты, позволяют размышлять и сравнивать свои суждения с мнением сверстников и сотрудничать с ними на темы, имеющие отношение к их жизни и с использованием привлекательных технологических инструментов. 139 На наш взгляд, именно занятия на уроках технологии дают возможность создать смешанную среду c использованием информации из различных предметных областей, в которой ученики начинают понимать, как можно применить научные методы на практике. Особое место в этой интегративной среде отводится специальному технологическому оборудованию. Применяемое в образовательном процессе оборудование должно отвечать следующим требованиям: соответствовать возрастным особенностям и уровню подготовки обучающихся; активизировать внимание обучающихся, вызывать интерес и сосредоточение на объекте и результате; пригодно к применению организационных форм обучения; приспособлено к комплексному использованию. Применение в образовательном процессе современного оборудования позволяет решить ряд образовательных проблем: создать открытую учебную среду; осуществлять интегрирование информационных ресурсов и материальных технологий; интегрировать образовательные и материальные продукты образовательной деятельности в единое информационное пространство. Современное оборудование в образовательном процессе обеспечивает: возможность включения обучающихся в проектную и учебно-исследовательскую деятельность; художественное творчество с использованием ручных, электрических и ИКТ-инструментов; создание материальных и информационных объектов с использованием ручных инструментов и электроинструментов, применяемых в избранных для изучения распространенных технологиях (индустриальных, технологиях ведения дома, информационных и коммуникационных технологиях). Такой подход к применению нового оборудования в учебном процессе обеспечит оперативное введение в образовательную деятельность содержания, адекватно отражающего смену жизненных реалий и формирование пространства профессиональной ориентации и самоопределения личности, в том числе: компьютерное черчение, промышленный дизайн; 3D-моделирование, прототипирование, технологии цифрового производства в области обработки материалов (ручной и станочной, в том числе станками с числовым программным управлением и лазерной обработкой), аддитивные технологии; робототехника и системы автоматического управления; технологии электротехники, электроники и электроэнергетики; технологии умного дома и интернета вещей. Преимущества использования современного оборудования с цифровым управлением: - образовательные ресурсы и инструменты для проведения уроков, максимально включают в себя дидактические материалы, что позволяет сделать процесс обучения более интересным – с одной стороны, и дает 140 возможность выстраивать индивидуальные образовательные траектории – с другой; также, у учащихся есть возможность выстраивать собственные образовательные маршруты, используя самоконтроль и самооценку; - возможность проектирования работ разного вида и уровня сложности с сохранением результата и возможностью изменения и постепенного усложнения объектов проектирования; - проектирование объектов с помощью современного оборудования делает уроки более динамичными, интересными, позволяет учитывать индивидуальные особенности учащихся; - возможность проектировать объекты материальной культуры с помощью компьютера и информационной среды дает возможность школьнику получить новую информацию по предмету в активной форме, что развивает творческие способности; учит самостоятельному поиску дополнительного материала. Особое место в учебном процессе отводится оборудованию, позволяющему объединить содержание предметных областей. Это оборудование, работа с которым предполагает совмещение умений работать на компьютере (умение работать в графических редакторах и манипуляторах) и ручного труда. К такому виду оборудования принадлежат плоттеры с программным обеспечением. Плоттер с программным обеспечением позволяет: создавать гравировку на металле, эта функция дает возможность декорировать украшения, предметы рукоделия; украшать фольгу и металл авторским точечным декором; создавать сложные, многоцветные эскизы; создавать точечные макеты, сочетая их с рисунками; вырезать эскизы из бумаги, картона, пергамента, пленки, ткани, материала для шаблона; добавлять текстуры на мягкой бумаге, пергаменте и других деликатных материалах; использовать для творчества рельефные материалы, такие как дерево, холст, металл; вырезать предварительно отпечатанные материалы; наносить контуры различного типа на твердые толстые материалы (например, рисование на дереве до 5 мм толщиной); резать ткань, гравировать мягкие металлы, такие как алюминий, медь и латунь. Имея большие функциональные возможности, плоттер позволяет включить в учебный процесс работу с большим количеством материалов, как с традиционными (бумага, металл, фольга, пленка, ткань, фетр, холст, дерево, стекло), так и с новыми материалами (магнитная бумага, пластик, пленки для ткани, искусственная кожа, пробковый материал). Работа в программе плоттера позволяет реализовать основные предметные результаты, которые формирует учитель на уроках технологии и информатики: - формирование информационной и алгоритмической культуры; развитие основных навыков и умений использования компьютерных устройств; 141 - формирование представления об основных изучаемых понятиях: информация, алгоритм, модель – и их свойствах; - развитие пространственных представлений, изобразительных умений, навыков геометрических построений; - формирование систематических знаний о плоских фигурах и их свойствах, представлений о простейших пространственных телах; - формирование навыков и умений безопасного и целесообразного поведения при работе с компьютерными программами и в Интернете, умения соблюдать нормы информационной этики и права [3]. С точки зрения цели и задач образовательного процесса, использование современного оборудования, в частности плоттера, имеет ряд достоинств. Во-первых, это стимулирование мотивации учащихся к получению новых знаний и умений. В ходе работы по созданию и программированию объектов реализуется активная творческая деятельность обучающихся. Это дает возможность решать нестандартные задачи с большим количеством вариантов решения, проектировать работы разного вида и уровня сложности с сохранением результата и возможностью изменения и постепенного усложнения объектов проектирования. Во-вторых, в ходе работы на плоттере происходит развитие логического и алгоритмического мышления. Развитие алгоритмических умений школьников в условиях информатизации образования является одной из важных задач. В-третьих, работая в программе плоттера, и в дальнейшем, создавая материальные объекты на плоттере, учащиеся учатся творчески мыслить, искать новые нестандартные решения. Без этих качеств невозможна трудовая деятельность в современном высокотехнологичном, быстроразвивающемся производстве. Таким образом, использование нового технологического оборудования, позволяет объединить содержание различных предметных областей на занятиях во внеурочной деятельности и рамках дополнительного образования для достижения образовательных результатов в основной школе. |