Разработка и изготовление диагностического стенда по изучению темы «Транзисторы» раздела «Электрорадиотехника» в технологическом образовании

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ     3

ГЛАВА I. ЭЛЕКТРОРАДИОТЕХНИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ОБРАЗОВАНИИ 6

1.1.        Изучение электрорадиотехники в школьном курсе «Технология»      6

1.2. Методы, формы изучения электрорадиотехники в школьном курсе «Технология»           25

1.3. Технические средства обучения при изучении электрорадиотехники       33

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ           47

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА И ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО СТЕНДА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ «ТРАНЗИСТОРЫ»      49

2.1. Диагностические стенды в технологическом образовании  49

2.2. Основные технические характеристики диагностического стенда для изучения темы «Транзисторы»      54

2.3. Методика выполнения лабораторных работ на диагностическом стенде  67

1.4.        Методические рекомендации по работе на диагностическом стенде83

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ           87

ЗАКЛЮЧЕНИЕ          89

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ      91

ПРИЛОЖЕНИЯ          95

Скачать диплом:

Данный текст доступен только для авторизованных пользователей сайта

Скачать презентацию к диплому:

Данный текст доступен только для авторизованных пользователей сайта

! Текст диплома приводится без рисунков!

Введение

Независимо от вида производства современные технологии базируются на применении электроники. В своей будущей профессиональной деятельности, в повседневной жизни школьники обязательно столкнуться с использованием различных радиоэлектронных приборов. Профессии, связанные с радиоэлектроникой, становятся массовыми. Поэтому в ряду современных высоких технологий именно радиоэлектроника изучается в общеобразовательной школе. Говоря об изучении радиоэлектроники и электротехники в общеобразовательной школе, имеется в виду, что преподаются только отдельные вопросы радиоэлектроники, необходимые для выбора направления профессионального образования и практической деятельности в повседневной жизни.

Однако, как это не парадоксально основы электрорадиотехнологий изучаются в школе не во всех классах. Кроме этого теоретический материал, часто дублирует курс физики старших классов. Недостаток времени не позволяет ознакомить школьников с функциями основных узлов современных радиоэлектронных систем, с историей радиоэлектроники, коснуться нерешенных проблем радиоэлектроники и профессий в этой сфере. Эти факторы обуславливают снижение интереса школьников к радиоэлектронике.

Многие особенности работы с радиоэлектроникой вообще умалчиваются. Так, изучение учебников технологии по разделу «Электрорадиотехника» в старших классах показало, что отсутствуют сведения о диагностических стендах как одного из технических средств обучения. Изучая основы радиоэлектроники и собирая простейшие радиоэлектронные устройства, ученики не подозревают об исправности используемых радиоэлектронных компонентов. Именно диагностический стенд необходим для проверки работоспособности электронных компонентов перед началом сборки любого радиоэлектронного устройства.

Содержание и методика трудовой и общетехнической подготовки при изучении вопросов электрорадиотехники были исследованы А.Н. Богатырёвым, И.Е.Васильевым, П.П. Головиным, В.М. Казакевичем, А.А. Карачевым, Н.В. Курбатовым, В.А. Поляковым, В. В. Полумиенко, Е.А. Рыковой, Ю.Л. Хотунцевым и др.

Проведенный анализ учебной программы, специализированной литературы, фундаментальных трудов ученых и процесса преподавания радиоэлектроники позволил выявить проблему, заключающуюся в расхождениях между целями и задачами изучения радиоэлектроники и современными педагогическими условиями обучения радиоэлектронике в процессе технологической подготовки.

Одним из путей совершенствования преподавания радиоэлектроники в общеобразовательной школе является переход к изучению радиоэлектроники на функциональном уровне. Знакомство с радиоэлектроникой можно начинать с изучения радиоэлектронных компонентов и стендов для диагностики их работоспособности, а затем продолжить знакомство с основными узлами (блоками) радиоэлектронных систем и функций, которые они выполняют.

Актуальность исследования обусловлена противоречиями между необходимостью формирования у учащихся в основной школе знаний о широком круге профессий, о функциональном устройстве и осознанном выборе радиоэлектронных устройств, окружающих школьника в повседневной жизни, с одной стороны, а с другой – отсутствием практических разработок и дидактического обеспечения, позволяющих выполнять лабораторные работы на функциональном уровне.

Объект дипломной работы: Электрорадиотехническая подготовка школьников.

Предмет дипломной работы: разработка и изготовление диагностического стенда по изучению темы «Транзисторы» раздела «Электрорадиотехника» в технологическом образовании школьников.

Цель дипломной работы: разработать и изготовить диагностический стенд по изучению темы «Транзисторы» раздела «Электрорадиотехника» в технологическом образовании школьников.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи дипломной работы:

1.           Изучить цели и задачи, стоящие при изучении электрорадиотехники в общеобразовательной школе.

2.           Раскрыть методы и формы изучения электрорадиотехники в школьном курсе «Технология»

3.           Рассмотреть технические средства обучения школьников электрорадиотехнике.

4.           Разработать диагностический стенд, обеспечивающий оптимальные условия изучения темы «Транзисторы» на функциональном уровне.

5.           Разработать методические рекомендации по работе на диагностическом стенде.

Новизна дипломной работы:

           разработан диагностический стенд для преподавания радиоэлектроники в основной школе на функциональном уровне.

           разработаны методические рекомендации по проведению лабораторно-практических работ по теме «Транзисторы» на диагностическом стенде.

Практическая значимость дипломной работы:

• разработанный диагностический стенд и методические рекомендации можно использовать при обучении школьников теме «Транзисторы», а также в системе начального профессионального образования и в системе дополнительного образования.

Глава I. Электрорадиотехническая подготовка в технологическом образовании

1.1. Изучение электрорадиотехники в школьном курсе «Технология»

Современный научно-технический и социальный прогресс общества кардинально изменяет условия труда и содержание деятельности человека на протяжении всей его жизни. В этих условиях резко возрастает преобразовательная деятельность людей по созданию искусственной технической среды на базе научных знаний с учетом природо - и культуросообразности. Эта сфера технологического преобразования действительности составляет в самом общем виде содержательную специфику технологического образования как неотъемлемую и обязательную часть общего образования.

Для изучения радиоэлектроники нужна специальная материальная база. Для преподавания этих модулей целесообразно использовать оборудование школьного физического кабинета.

Электрорадиотехника изучается школьниками в курсе «Технологии», начиная с начальных классов. Ознакомление школьников с простейшими электрорадиотех­ническими понятиями и приборами, а также привитие элемен­тарных навыков обращения с ними проводят в 2 этапа: в III—IVи в VIII—IXклассах.

Столь раннее ознакомление учащихся с элементами элект­ротехники и радиоэлектроники обусловлено условиями самой жизни. Произошла глубокая электрификация быта. Дети чрезвычайно рано сталкиваются с электрическими явлениями и электротехническими устройствами: осветительными и нагреватель­ными приборами, приборами для приготовления пищи, элект­рифицированными игрушками. На примере последних ребенок знакомится с простейшими электрическими цепями и их эле­ментами: гальваническим источником тока, лампочкой, двига­телем, выключателем, резистором, а также проводниковыми и изоляционными материалами.

Электрификация быта, облегчая труд в домашнем хозяйстве, является источником травматизма, связанного с эксплуатацией электрических устройств.

Поэтому даже в пределах этого неболь­шого курса необходимо обратить внимание детей на правила обращения с электрическими приборами и источниками напря­жения в домашних условиях.

Из практических заданий исключено выполнение лю­бых работ по изготовлению изделий, кроме их электрификации. Например, при изготовлении светильника используют готовые корпуса и выполняют только электромонтажные работы. При из­готовлении изделий из деталей электроконструктора ученику вы­дается уже собранное изделие (патрон, моторчик, выключатель и т.д.) котороеследует установить в электрическую цепь.

Материальной базой для преподавания электротехники мо­жет служить оборудование физического кабинета и различного типа электроконструкторы. Различные приспособления часто изготавливаются и в учебных мастерских школы в ходе слесарной и столярной подготовки учащихся (держатели для гальванических источников тока, ламповых патронов и т. д.). Сборку цепей уско­ряет использование штыревого типа наконечников у проводов. Большим подспорьем в обучении служит различный дидакти­ческий материал на печатной основе.

Для того чтобы формирование практических навыков носи­ло не ремесленный, а осознанный характер, учащихся зна­комят с рядом основных понятий данной темы. К таким понятиям относятся: электрический заряд, электриче­ский ток, проводники и изоляторы, электрическая цепь, а так­же представления о действии электрического тока, последова­тельном и параллельном соединении потребителей.

Формирование основных понятий темы происходит на базе физического демонстрационного эксперимента, и под­крепляется практической работой учащихся. Именно поэтому практическая работа занимает много времени от урока - 70—75%.

В IVклассе у учащихся формируются элементарные понятия о работе и управлении основными бытовыми радиотехнически­ми устройствами: проигрывателями, радиоприемниками, теле­визорами, магнитофонами.

Раздел «Электронные техно­логии» является составной частью образовательной области «Тех­нология» и включает блоки: электротехника, радиоэлектрони­ка, автоматика, цифровая электроника.

Учащиеся, занимающиеся по варианту 1 программы «Технология» (углубленное изучение техники), в одной четверти VIIIкласса изучают электротехнику, а в двух четвертях IXклас­са — радиоэлектронику, автоматику, цифровую электронику. В последних четвертях VIIIи IXклассов предусмотрены проекты, при выполнении которых учащиеся могут реализовать получен­ные знания, умения и навыки.

Обучение может проводиться на базе многофункциональных комплектов, выпускаемых НИИ радиоприборостроения и со­держащих набор электротехнических изделий и радиодеталей. Эти комплекты выгодно отличаются от различного рода конструкто­ров надежностью контактов, безопасностью при выполнении работы и возможностью неограниченного усовершенствования комплекта. Для проведения занятий комплект должен быть до­полнен соединительными проводами и электродвигателем из конструктора по трудовому обучению «Электричество - 1». Кро­ме того, желательно доработать комплект и ввести в него звуко­воспроизводящее устройство сегнетоэлектрического или элект­ромагнитного типа, а также аналоговые и цифровые микросхе­мы (операционный усилитель, базовые логические элементы), учитывая, что выпускаемые комплекты такого оборудования не содержат, в программе приводится несколько вариантов прак­тических работ, что позволяет с существующим оборудованием реализовать программу обучения. Следует также отметить, что блок «Электротехника» может быть реализован при использова­нии имеющегося в школах оборудования: учебного выпрямите­ля ВУ - 42/4,5, авометра АВО - 63, электроконструктора «Элек­тричество - 1».

В основу отбора материала по электротехнике положен прин­цип целесообразности, т. е. включен тот материал, который по­зволяет создать у учащихся общее представление об электротех­нике, обеспечивает им сознательное использование учебного оборудования (двигатели различного назначения, пусковая и защитная аппаратура), создает базу для дальнейшего усвоения технических дисциплин и знакомит с основными видами быто­вого электрооборудования (осветительными и электронагрева­тельными приборами).

При изучении основ «Радиоэлектроники» учащиеся должны познакомиться с элементной базой радиоэлектроники, изучить биполярный транзистор, усилители и генераторы на его ос­нове, усвоить понятие модуляции и принципы действия систем связи.

Блок «Автоматика и цифровая электроника» знакомит уча­щихся с элементной базой аналоговой и цифровой техники, дает представление о простейших автоматах и формирует понятие о высоких технологиях.

Изучение всех перечисленных выше блоков сопровождается выполнением практических работ, на которые отводится не ме­нее 50% времени [31].

Чтобы знать содержание обучения по электрорадиотехнике, проанализируем общеобразовательную программу.

Программа учебного предмета - один из основных учебно-программных документов, определяющих содержание обучения школьников. Перечень формируемых при изучении учебного предмета знаний и умений конкретизирован в ней в виде понятий, суждений, законов, гипотез, фактов, которые взятые вместе составляют ее категориальный строй. Таким образом, в программе содержание обучения выступает в обобщенном, систематизированном виде. Это определяет важность и особую значимость изучения и анализа учебной программы предмета.

Учебная программа является основным документом, которым руководствуется учитель, определяя объем знаний и умений, подлежащих усвоению учащимися на данном занятии, подбирая объекты труда и т.д. Поэтому учитель обязан всегда представлять себе не только в целом, о чем идет речь в программе, но и четко просматривать дидактическую связь между одноименными ее разделами. Необходимо опереться на полученные учащимися знания и умения и помнить о том, что изучаемый материал в свою очередь должен послужить базой для усвоения нового материала в последующие годы обучения.

Программа учебного предмета должна быть гибкой, динамичной и учитывать в своем содержании достижения науки, техники и технологии. Она должна допускать возможность отражения особенностей преподавания в школе и методических установок самого учителя. В связи с этим учителю предоставлено право в пояснительной записке дополнять программу современными разработками в конкретных областях знаний, устранять из нее устаревший материал, переставлять темы местами и перераспределять время на их изучения.

Реализация указанных задач на высоком научно-методическом уровне возможна только в том случае, если принимаемые учителем решения будут основываться на принципах разработки программ. Учителю необходимо знание направлений, по которым эти принципы реализуются в программах и методах анализа учебных программ на соответствие их дидактическим принципам, а кроме того, умение использовать указанные знания при изучении и анализе конкретных программ.

Содержание учебной программы из года в год корректируется. В него вносятся изменения, отражающие новые достижения в области науки и техники, а также методические рекомендации, построенные на изучении передового педагогического опыта.

Знакомство с программой начинается с объяснительной записки, в которой освещаются главные задачи трудового обучения, раскрываются основные идеи, которые заложены в ее содержании.

1.Общие сведения о программе.

Экспериментальная программа подготовлена временным научным коллективом «Технологии». Научные руководители: Ю.Л.Хотунцев – доктор физ.-мат. наук, профессор МГТУ. В.Д.Симоненко – член-корреспондент РАО, доктор пед. наук, профессор Брянского ГПИ. Учебное издание. Программы общеобразовательных учреждений. «Технология. Трудовое обучение» - 1-4 и 5-11 классы. Москва, «Просвещение», 2001.

Раздел «Электронные технологии (электрорадиотехнология)».

2. Цели и задачи изучения данного раздела:

Основная цель введения данного раздела – ознакомление школьников с основными принципами производства, передачи и потребления электрической энергии, а также и связанными с этим экологическими проблемами.

Достижение этой цели предполагает выполнение задач:

- дать начальное представление об элементах электрорадиотехнологии;

- развить у школьников умения: контролировать свои действия, применять имеющиеся знания на практике, делать обобщения и выводы о проделанной работе, анализировать;

- воспитывать инициативу и самостоятельность в трудовой деятельности;

- содействовать развитию необходимых личностных качеств

- ознакомить учащихся с основными понятиями по электрорадиотехнике;

- сформировать практические электротехнические навыки (сборка схем и их анализ).

3. Связь целей изучения данного раздела с целями и задачами технологической подготовки учащихся.

Цели обучения данного раздела непосредственно связаны с целями и задачами технологической подготовки:

- формирование у младших школьников интереса к области трудовой и профессиональной деятельности.

- формирование и расширение представлений учащихся о достижениях науки и техники;

- продолжить формирование осознанной потребности в труде;

Использование электроэнергии для освещения, работы бы­товых нагревательных приборов и транспорта, в промышленно­сти, сельском хозяйстве, системах связи, для обработки инфор­мации, в медицине и т. д. стало неотъемлемой частью жизни со­временного общества. Поэтому поступая в любой технический (и не только технический) ВУЗ, школьники будут иметь уже начальную подготовку по таким дисциплинам как «Электротехника», «Радиоэлектроника».

4.Тематический план.

Так как электротехника и радиоэлектроника это два разных раздела, они изучаются в разных классах. Рассмотрим тематический план этих разделов.

Таблица 1. Тематический план

№ п/п Тема Количество учебных часов
Электротехника (VIIIкл.)
1 Элементная база электротехники 2
2 Электроизмерительные приборы 4
3 Электрические цепи 4
4 Электромагнитные реле 2
5 Двигатели постоянного тока 2
6 Переменный электрический ток 2
7 Выпрямители 2
8 Бытовые электроприборы 2
  Итого 20
Радиоэлектроника (IX кл.)
1 Элементная база радиоэлектроники 8
2 Усилитель переменного тока 4
3 Генератор колебаний 2
4 Мультивибратор 2
5 Телеграфная, телефонная, радио- и оптическая связь 2
  Итого 18

5. Анализ реализации дидактических принципов.

Принцип научности. Ученики получают научные сведения об основных понятиях электрорадиотехники.

Принцип доступности. В данном случае предложенный материал доступен для понимания его школьниками. Программа предполагает простые темы и несложные изделия.

Принцип системности и последовательности. Ученики изучают данные разделы, начиная с третьего класса. Их знания об электротехнике постепенно расширяются и дополняются. Выполняется принцип – от простого к сложному. Реализацию системности образования можно назвать частичной, так как существует некоторый перерыв в обучении электрорадиотехники, что неизбежно должно сказаться на качестве знаний учеников.

Связь теории и практики. Как было уже отмечено, практика дополняет теорию. Для данных разделов очень важно дополнение теории практикой и именно на практику выделяется большее количество времени.

6. Методическая характеристика учебного материала раздела.

По данным разделам существуют учебники 8 и 9 класса по технологии под редакцией В.Д.Симоненко. Автор раздела «Радиоэлектроника» А.Н.Богатырев, «Электротехнические работы» - Б.А.Гончаров, Е.В.Елисеева, А.А.Электов. И поурочные планы по этим учебникам, составитель Засядько Ю.П.

7. Межпредметные и внутрипредметные связи.

В данной теме можно выделить межпредметные связи:

- рисование и графика, черчение – рисование эскизов, простых чертежей, набросков, схем электрорадиоприборов (обозначения элементов, толщина линий и т.п.) должны соответствовать ГОСТу;

- физика, раздел "Электричество" содержит в себе первичные понятия (заряд, электрический ток, напряжение и так далее) и законы (закон Ома для участка цепи, первый и второй закон Кирхгофа), необходимые для изучения электро - и радиотехники. Физические законы и формулы также используются для расчета электрических цепей;

Математика. Используются элементарные математические действия для расчета электрических цепей.

Внутрипредметные связи: Культура дома, технологии обработки материалов и элементы техники в начальных классах, техническое творчество, технология обработки конструкционных материалов и элементы машиноведения, информационные технологии.

8-9. Возможности реализации воспитательного и развивающего компонентов.

Возможности воспитательного компонента.

Развитие личности, формирование неотъемлемых индивидуальных человеческих качеств является доминантой подготовки школьников к взрослой трудовой жизни. При этом следует обеспечить, по меньшей мере, пять направлений в развитии личности школьника, каждое из которых играет свою роль.

Школьник должен познать себя, свои качества, способности, свой потенциал на конкретном этапе, уяснить свои потребности, узнать свои сильные и слабые стороны, выработать систему ценностей, отношение к людям. Это возможно лишь в процессе практического приложения своих сил, в решении конкретных задач, в том числе и трудового характера.

Уже со школьных занятий должна определяться позиция, ожидания учащихся по отношению к семье, обществу, трудовой занятости. От этой позиции во многом будет зависеть личная судьба человека.

Необходимо, чтобы учащийся сформировал для себя критерии использования своих сил на оплачиваемой и неоплачиваемой работе в обществе и дома в зависимости от ситуации, определяя нравственные ориентиры.

Активная жизненная позиция напрямую увязана с карьерой - последовательностью должностей, занимаемых в течение жизни, и личным успехом, вознаграждением и удовольствием, которые они приносят. Учиться стойко преодолевать жизненные сложности, стремиться к изменению ситуации к лучшему тоже нужно с детства.

Трудовая подготовка включает в себя способность гибкой мобильности. Это - развитие качеств и навыков, которые необходимы учащимся, чтобы приспособиться к изменениям, связанным с переходом из школы на следующую ступень (самоопора, приспосабливаемость, гибкость, способность принимать решения и решать проблемы).

Возможности развивающего компонента:

За короткое время, отводимое на изучение электротехнического раздела трудового обучения в 9 классе, сформировать устойчивые навыки по прежней методике, когда ученики работали только с материальными объектами (монтаж и изготовление различных устройств) практически невозможно. Необходимо провести достаточное количество упражнений для формирования навыка. С целью сокращения этого времени необходимо исключить из учебного процесса на этих уроках слесарную деятельность учащихся по изготовлению каких-либо устройств или проводить механическую сборку этих устройств, кроме их электрификации. Например, при изготовлении светильника используют готовые корпуса и выполняют только электромонтажные работы.

Каждый навык есть сложный вид деятельности, которую можно разделить на две части: интеллектуальную (умственную) и моторную (ремесленную). Можно с уверенностью сказать, что электротехнические навыки (сборка схем и их анализ) носят преимущественно интеллектуальный характер и эта часть навыка может быть сформирована не только с использованием материальных (различных элементов цепи), но и материализованных средств (графических изображений цепей и их элементов). Это позволяет значительно увеличить число упражнений и перенести часть из них в домашние условия путем выдачи соответствующих заданий, которые не являются обременительными для учащихся и выполняются ими с большим удовольствием.

Эти графические задания представляют собой рисунок, отражающий реальные элементы электрической цепи, и текст задания, определяющий деятельность учащихся. Графические задачи в какой-то степени адекватны задачам практики, и они позволяют восполнить пробел в количестве упражнений, необходимых при формировании навыка, т. к. они обеспечивают формирование наиболее трудоемкой части навыка - его интеллектуальной составляющей.

В процессе привития практических навыков надо обратить внимание и на формирование основных понятий данного раздела трудовой подготовки с тем, чтобы практические навыки носили не ремесленный характер, а были бы осмысленными. К таким понятиям относятся: электрический заряд, проводники и изоляторы, электрический ток, источники электрического тока, напряжение, электрическую цепь. Формирование этих понятий должно быть на доступном для детей уровне с широким использованием метода аналогий. Ведь дети третьего класса не имеют представления о строении вещества, о хаотическом движении частиц вещества, а понятие "физическое тело" у них часто отождествляется с телом человека и т.д. Но, раскрывая эти понятия на элементарном уровне, необходимо помнить, что они не должны приходить в противоречие с аналогичными понятиями курса физики, которую им предстоит изучать в девятом классе.

Введение основных понятий темы должно непременно происходить на базе демонстрационного эксперимента, который вполне может быть поставлен на типовом оборудовании физического кабинета школы.

Доля "теоретической" информации не должна занимать (в среднем) более 30% урока, а практическая деятельность учащихся, как уже отмечалось, должна исключать какие-либо слесарные и столярные операции. Оборудование для практических работ должно быть таким, чтобы ученик производил только соединение готовых изделий, а их сборка должна производиться оконцованными проводами. Желательно, чтобы наконечники на проводах были штыревого типа, что намного ускоряет процесс сборки.

Практические работы, выполняемые в классе, дополняются творческими домашними заданиями, которые должны способствовать закреплению основных понятий темы.

Ученик должен иметь тетрадь, в которой записывается тема урока, домашнее задание, основное содержание урока. Учитывая, что дети третьего класса пишут очень медленно, необходимо словесные записи ограничить одной или двумя краткими фразами, дополненными простейшими рисунками - символами, которые явятся опорными сигналами при воспроизведении содержания урока.

В результате учащиеся должны знать:

принципы производства, передачи и использования элект­рической энергии;

элементную базу электротехники;

устройство бытовых электроосветительных и электронагре­вательных приборов;

принципы передачи информации с помощью электромагнит­ных волн;

элементную базу радиоэлектроники;

принцип действия простейших аналоговых и цифровых авто­матов;

элементную базу автоматики и цифровой электроники, про­фессии, связанные с электронными технологиями.

Учащиеся должны уметь:

собирать простейшие электрические цепи;

производить ремонт соединительных элементов бытовых элек­троприборов;

производить измерения тока, напряжения, сопротивления; читать простейшие электрические схемы на транзисторах; регу­лировать простейшие электронные устройства.

10. Содержание практических работ учащихся.

Радиоэлектроника (IXкласс, 18 ч)

Сборка и исследова­ние схемы простейшего стабилизатора напряжения с использо­ванием стабилитрона и резистора. Определение работоспособ­ности биполярного транзистора с помощью омметра. Сборка схемы и установка режима работы биполярного транзистора (по выбору).

Сборка и исследова­ние схемы однокаскадного усилителя на биполярном транзис­торе. Сборка и исследование схемы двухкаскадного усилителя на биполярном транзисторе (по выбору).

Определение частоты колебаний генератора с помощью осциллографа (звуковоспроизводящего устройства).

Сборка и регулировка простейше­го устройства охранной сигнализации на основе мультивибра­тора.

Сборка и исследование простей­шего устройства связи.

11. Характеристика форм и методов изучения данного учебного материала.

Рекомендуются формы организации занятий: классная и внеклассная, урочная и внеурочная, фронтальная, групповая, индивидуальная.

Рекомендуются методы: словесные – рассказ, объяснение, беседа;

наглядные – демонстрация наглядных пособий, показ трудовых приемов, самостоятельные наблюдения учащихся;

практические – самостоятельные работы, упражнения по выполнению приемов, операций, комплексных работ.

12. Методические рекомендации по контролю качества знаний учащихся.

Текущие наблюдения позволяют верно оценить и при необходимости скорректировать, пополнить уровень необходимых знаний, умений и навыков. Преимуществом такого контроля является его систематичность.

Устный контроль включает методы индивидуального опроса, фронтального опроса, устных зачетов, устных экзаменов, программированного опроса.

Письменный контроль предполагает письменные контрольные, письменные зачеты, программированные письменные работы.

Эти виды контроля учитель может использовать как на каждом занятии, так и периодически (по этапам, по разделам).

Выполнение проверочных заданий целесообразно проводить после изучения больших разделов программы "Технология".

Программированный контроль может быть безмашинным и машинным.

Опрос целесообразно проводить по карточкам-заданиям разных типов. В зависимости от целей, карточки-задания в частности и программы в целом могут носить обучающий, контролирующий и контрольно-обучающий характер.

В последнее время имеют место стандартизированные задания, по результатам выполнения которых судят о личностных характеристиках, а также знаниях, умениях и навыках испытуемых.

В педагогике такие контрольные задания все чаще принимают тестовую форму. Это предопределяет краткую ясную формулировку задания, когда при рассмотрении каждого вопроса обеспечивается четкая и быстрая различаемость правильных и неправильных ответов.

Тестовые задания можно разделить на четыре основные группы:

• задание с выбором правильного ответа (варианты готовых ответов предлагаются);

• задание открытой формы или без готового ответа (испытуемый вписывает свой вариант в отведенное для этого место);

• задание на установление соответствия, в котором элементы одного множества требуется соотнести с элементами другого;

• задание на установление правильной последовательности (алгоритма действий) операций, процесса и т.п.

13. Рекомендации по материально-техническому обеспечению учебного материала.

Учащиеся должны работать только с готовыми элементами электрических цепей и выполнять только сборку цепей. В этом плане целесообразно использовать наборы готовых деталей электромеханических устройств - конструкторы. Но эти наборы имеют разную методическую ценность. Некоторые наборы предусматривают сборку цепей на готовых платах, где гнезда под установку элементов цепей уже соединены между собой, а есть наборы, в которых соединение элементов цепей осуществляется учащимися самостоятельно отдельными проводниками с помощью зажимов. Именно этим наборам надо отдать предпочтение, т. к. они в большей степени способствуют формированию представлений об электрических цепях в силу того, что каждый соединительный провод устанавливается самостоятельно в определенной последовательности.

Наряду с использованием электротехнических наборов типа "Электроконструктор" следует использовать и оборудование физического кабинета.

14. Предложения по изменению содержания обучения учащихся

Доказано, что школьники запоминают учебный материал лучше (до 90%), если они выполняют практическую работу по изученному материалу, действуя методом проб и ошибок и запоминая получившиеся результаты.

Анализ программы показал, что для получения более полной информации об электрорадиотехнической подготовке в школе необходимо изучить методические пособия, а именно учебник, как основное методическое пособие для обучения школьников.

Для изучения был выбран один из учебников по курсу технологии для 9 класса. В данном классе по разделу «Электрорадиотехнологии» изучаются подразделы «Радиоэлектроника» и «Цифровая электроника и элементы ЭВМ». Было решено изучить материал учебника на примере подраздела «Радиоэлектроника».

1.Общие сведения об учебнике.

Технология. Учебник для учащихся 9 класса общеобразовательных учреждений. – 2-е изд., перераб. /Под ред. В.Д.Симоненко. – М.: Вентана-Граф, 2006. Учебник подготовлен научным коллективом. Раздел «Радиоэлектроника». Подготовлен А.Н.Богатыревым.

2. Цели и задачи изучения данного раздела:

Основная цель введения данного раздела – ознакомление школьников с радиоэлектроникой.

3. Связь целей изучения данного раздела с целями и задачами технологической подготовки учащихся.

Цели обучения данного раздела непосредственно связаны с целями и задачами технологической подготовки: формирование и расширение представлений учащихся о достижениях науки и техники.

4.Тематический план.

Так как электротехника и радиоэлектроника это два разных раздела, они изучаются в разных классах. Рассмотрим тематический план этих разделов.

Таблица 2

№ п/п Тема урока
1 Из истории радиоэлектроники
2 Электромагнитные волны и передача информации
3 Правила электробезопасности и технология радиомонтажных работ
4 Технология радиотехнических измерений
5 Элементы электрических цепей
6 Полупроводниковые приборы
7 Бытовые радиоэлектронные приборы
8 Технология учебного проектирования
9 Простые автоматические устройства
  Итого

Сравнение тематических планов программы и учебника показывает на большие расхождения в темах уроков. Уровень базовых знаний согласно программе должен быть выше, чем представленный в учебнике. Содержание и наполнение материала согласно программе должно быть более объемным и глубоким.

5. Анализ реализации дидактических принципов.

Принцип научности. Ученики получают научные сведения об основных понятиях электрорадиотехники.

Принцип доступности. В данном случае предложенный материал доступен для понимания его школьниками. Программа предполагает простые темы и несложные изделия.

Принцип системности и последовательности. Ученики изучают данные разделы, начиная с третьего класса. Их знания об электротехнике постепенно расширяются и дополняются. Выполняется принцип – от простого к сложному. Реализацию системности образования можно назвать частичной, так как существует некоторый перерыв в обучении электрорадиотехники, что неизбежно должно сказаться на качестве знаний учеников.

Связь теории и практики. Как было уже отмечено, практика дополняет теорию. Однако для практики выделено недостаточно внимания. Отсутствуют запланированные лабораторно-практические работы с полным описанием.

6. Методическая характеристика учебного материала учебника.

По данному учебнику составлены поурочные планы, составитель Засядько Ю.П. В разделе «Радиоэлектроника» материал поурочных планов идентичен учебнику.

7. Межпредметные и внутрипредметные связи.

В данной теме можно выделить межпредметные связи:

- графика, черчение – схем электрорадиоприборов, условных графических изображений радиоприборов, принципиальных схем;

- физика, раздел "Электричество"- содержит в себе первичные понятия (источники электрического тока, резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, полупроводники), необходимые для изучения электро - и радиотехники. Физические законы и формулы также используются для расчета электрических цепей;

Математика. Используются элементарные математические действия для расчета электрических цепей.

Внутрипредметные связи: дополняет теоретический материал раздела «Электротехника», изучаемого в 8 классе.

8-9. Возможности реализации воспитательного и развивающего компонентов.

В результате учащиеся должны знать:

историю развития радиоэлектроники;

элементную базу электротехники;

устройство бытовых электроосветительных и электронагре­вательных приборов;

принципы передачи информации с помощью электромагнит­ных волн;

элементную базу радиоэлектроники;

бытовые приборы

технологию учебного проектирования.

Учащиеся должны уметь:

собирать простейшие электрические цепи;

производить ремонт соединительных элементов бытовых элек­троприборов;

производить измерения тока, напряжения, сопротивления; читать простейшие электрические схемы на транзисторах; регу­лировать простейшие электронные устройства.

10. Содержание практических работ учащихся.

Основы радиомонтажа. Пайка.

Выполнение простейших электрорадиотехнических измерений.

Ознакомление с резисторами. Измерение сопротивления резисторов с помощью омметра.

Ознакомление с конденсаторами. Измерение сопротивления резисторов с помощью омметра.

Конструкции катушек индуктивности. Сборка схемы запоминания электрического сигнала.

Ознакомление с устройством громкоговорителя телефона, устройство угольного микрофона.

Ознакомление с полупроводниковыми термо- и фоторезисторами. Измерение сопротивления.

Ознакомление с транзисторами. Определение исправности контактных областей транзисторов.

Ознакомление с конструкцией семисегментного светодиодного индикатора.

Работа с радиокубиками.

Ознакомление со структурными схемами простых автоматических устройств.

11. Характеристика форм и методов изучения данного учебного материала.

Наилучшие формы организации занятий: групповая, индивидуальная.

Наиболее часто используемые методы: словесные – рассказ, объяснение, беседа; и лабораторно-практические работы.

12. Методические рекомендации по контролю качества знаний учащихся.

Оценка выполнения практических работ.

13. Рекомендации по материально-техническому обеспечению учебного материала.

Целесообразно использовать наборы готовых деталей электромеханических устройств - конструкторы. Наряду с использованием электротехнических наборов типа "Электроконструктор" следует использовать и оборудование физического кабинета: приборы для электрорадиотехнических измерений, инструменты для радиомонтажа (паяльник, припой, канифоль, флюсы).

14. Предложения по изменению содержания обучения учащихся

Изучение учебника методических пособий по разделу «Радиоэлектроника» (учебника, поурочных планов) показало, что о выполнении практических работ только есть упоминание, однако нет разработки самих работ поэтапно. Отсутствуют сведения о применении диагностических стендов. Необходимо обратить особое внимание на это, так как сам предмет «Технология», прежде всего, опирается на практическое использование и изучение различных материалов и приборов.

1.2. Методы, формы изучения электрорадиотехники в школьном курсе «Технология»

В педагогике рассматриваются различные типы уроков и различные формы изложения знаний учителем. Различают следующие типы уроков:

урок изучения нового материала;

урок закрепления знаний, умений и навыков;

повторительно-обобщающий урок;

смешанный, или комбинированный урок.

Применительно к данной теме наиболее употребительной является форма комбинированного урока, где наряду с объяснением учителя в качестве важной составной части выступает проведение практической работы, как формы закрепления полученных знаний, и необходимые пояснения к выполнению домашней работы с использованием учебного пособия.

В тесной взаимосвязи со структурой уроков находятся вопросы выбора метода обучения. Наиболее простая классификация различает словесные, наглядные и практические методы.

Рисунок 1. Формы и методы изучения подраздела «Электрорадиотехника»

Под формой организации обучения понимают способ организационного построения учебно-воспитательного процесса, определяющего характер учебно-производственной деятельности учащихся, руководство этой деятельностью со сторон педагога, а также структуру занятия.

Формы организации учебной работы определяется целями и задачами обучения, составом обучавшихся, особенностями содержания обучения, местом и временем занятия, последовательностью видов деятельности учащихся, формой организации со стороны мастера.

Формы обучения «Электрорадиотехнике» имеют свои особенности:

главная цель обучения учеников в разных формах - формирование профессионального мастерства на основе моделирования деятельности специалиста в условиях работы в учебных мастерских и лабораториях, предприятия, фирмы, организации;

сочетание обучения в учебных мастерских путем сочетания фронтальных и нефронтальных способов организации обучения.

Вопрос о формах обучения рассмотрен с нескольких точек зрения:

формы обучения урочные (урок-упражнение, урок-лабораторная работа);

формы организации учебного труда учащихся (фронтальная, коллективная, индивидуальная);

формы традиционного и активного обучения (урок взаимообучения, урок-проектирование, бинарный урок).

Главная трудность использования фронтальной работы состоит в том, чтобы заинтересовать учащихся и обеспечить устойчивое внимание.

Учитель должен ясно осознавать, что успех учебно-воспитательного процесса зависит не только от использованных методов обучения, но в значительной степени и от организационных форм учебной работы с учащимися.

Существенной составляющей педагогических технологий являются методы обучения - способы упорядоченной взаимосвязанной деятельности преподавателя и учащихся. В педагогической литературе нет единого мнения относительно роли и определения понятия "метод обучения". Так, Ю.К. Бабанский считает, что "методом обучения называют способ упорядоченной взаимосвязанной деятельности преподавателя и обучаемых, направленной на решение задач образования". Т.А. Ильина понимает под методом обучения "способ организации познавательной деятельности учащихся".[7]

К словесным методам обучения относят рассказ, лекция, беседа и др. В процессе их применения учитель посредством слова излагает, объясняет учебный материал, а ученики посредством слушания, запоминания и осмысливания активно его усваивают.

При изучении подраздела "Электрорадиотехника" можно использовать такие методы как рассказ, объяснение, беседа.

Метод рассказа предполагает устное повествовательное изложение содержания учебного материала. Этот метод применяется на всех этапах школьного обучения.

Возможно несколько видов рассказа: рассказ-вступление, рассказ-изложение, рассказ-заключение. Цель первого - подготовка учащихся к восприятию нового учебного материала, которое может быть проведено другими методами, например беседой. Этот вид рассказа характеризуется относительной краткостью, яркостью, занимательностью и эмоциональностью изложения, позволяющей вызвать интерес к новой теме, возбудить потребность в ее активном усвоении (актуально использование при изучении вводной темы "Элементная база электротехники" по подразделу). Во время такого рассказа сообщаются задачи деятельности учеников на уроке.

Во время рассказа - изложения учитель раскрывает содержание новой темы, осуществляет изложение по определенному логически развивающемуся плану, в четкой последовательности, с вычленением главного, с приведением иллюстраций и убедительных примеров. Данный метод используется при изучении темы "Бытовые электроприборы". Сначала учитель знакомит учащихся с общими признаками всех нагревательных электроприборов, затем акцентирует внимание на лампе накаливания, утюге, принципе работы.

Рассказ-заключение обычно проводится в конце урока. Учитель в нем резюмирует главные мысли, делает выводы и обобщения, дает задание для дальнейшей самостоятельной работы по этой теме.

В ходе применения метода рассказа используются такие методические приемы, как: изложение информации, активизация внимания, приемы ускорения запоминания, логические приемы сравнения, сопоставления, выделения главного.

Объяснение - словесное истолкование закономерностей, существенных свойств изучаемого объекта, отдельных понятий, явлений. [17, с.48]

Объяснение - это монологическая форма изложения. К объяснению чаще всего прибегают при изучении теоретического материала различных наук, решении химических, физических, математических задач, теорем; при раскрытии коренных причин и следствий в явлениях природы и общественной жизни.

Использование метода объяснения требует точного и четкого формулирования задачи, сути проблемы, вопроса; последовательного раскрытия причинно - следственных связей, аргументации и доказательств; использования сравнения, сопоставления и аналогии; привлечение ярких примеров; безукоризненной логики изложения.

Беседа как метод может применяться на различных этапах урока. В начале урока она помогает учащимся установить связи с предшествующими занятиями, определить материалы и инструменты, необходимые для работы, а также представить последовательность трудового процесса. Например, в ходе выполнения практической работы "Сборка электрической цепи с последовательным и параллельным соединением элементов" с помощью конкретных вопросов (например, "В чем принципиальная разница при подключении элементов в цепь последовательным и параллельным соединением?") и ответов на них учитель передает дополнительную информацию о текущем трудовом процессе. После окончания работы часто проводится итоговая беседа, в ходе которой учащиеся обсуждают проделанные работы, учатся критически относится к результатам своего труда. Если в ходе эвристической беседы такие предположения касаются обычно лишь одного из основных элементов новой темы, то во время проблемно поисковой беседы ученики разрешают целую серию проблемных ситуаций.

Под наглядными методами обучения понимаются такие методы, при котором усвоение учебного материала находиться в существенной зависимости от применяемых в процессе обучения наглядного пособия и технических средств. Наглядные методы используются во взаимосвязи со словесными и практическими методами обучения.

Наглядные методы обучения условно можно подразделить на 2 большие группы: метод иллюстраций и метод демонстраций (рис. 3).

Рисунок 2. Наглядные методы обучения

Метод иллюстраций предполагает показ ученикам иллюстративных пособий: плакатов, таблиц, карт, зарисовок на доске и пр.

Метод демонстраций связан с демонстрацией приборов, опытов, технических установок, кинофильмов, диафильмов и др.

Такое подразделение средств наглядности на иллюстративные или демонстрационные является условным; оно не исключает возможности отнесение отдельных средств наглядности как к группе иллюстративных, так и демонстрационных (например, показ иллюстраций через эпидиаскоп). Внедрение новых технических средств в учебный процесс (видеомагнитофонов, компьютеров) расширяет возможности наглядных методов обучения.

Особенностью наглядных методов обучения является то, что они обязательно предполагают в той или иной мере сочетания их со словесными методами. Тесная взаимосвязь слова и наглядности вытекает из того, что "диалектический путь познания объективной реальности предполагает применение в единстве живого созерцания, абстрактного мышления и практики". [8, с. 202]

Существуют разнообразные формы связи слова и наглядности. А дать каким-то из них полное предпочтение было бы ошибочно, так как в зависимости от особенностей задач обучения, содержания темы, характера имеющихся наглядных средств, а так же уровня подготовленности учеников необходимо в каждом конкретном случае избирать их наиболее рациональное сочетание.

Использование наглядных методов обучения на уроках технологии сужается минимальным использованием словесных методов обучения.

К графическим упражнениям относятся работы учащихся по составлению схем, чертежей, графиков, плакатов, стендов и т.д.

Графические упражнения выполняются обычно одновременно с письменными. Применение их помогает учащимся лучше воспринимать, осмысливать и запоминать учебный материал, способствует развитию пространственного воображения. Графические работы в зависимости от степени самостоятельности учащихся при их выполнении могут носить воспроизводящий, тренировочный или творческий характер.

Лабораторные работы - это проведение учащимися по заданию учителя опытов с использованием приборов, применением инструментов и других технических приспособлений, т.е. это изучение учащимися каких - либо явлений с помощью специального оборудования, которое включает в себя и диагностические стенды.

Проводятся лабораторные работы в иллюстративном или исследовательском плане. Лабораторная работа может быть частью урока, занимать урок и более.

Практическая работа — способ организации самостоятельной деятельности учащихся, направленный на формирование и развитие умений, навыков применения теоретических знаний в практической деятельности.

Практикум - нефронтальная (групповая, индивидуальная) форма организации системы лабораторно-практических работ учащихся.

Достоинства практикума:

обеспечивается большая самостоятельность в работе;

улучшается умение по работе с документацией, т.к. часто используются индивидуальные письменные инструкции;

усиливается значение предварительной домашней подготовки;

Рекомендуется следующая структура лабораторного урока:

вводный инструктаж (актуализация необходимых знаний, целевая установка и создание положительной мотивации деятельности, создание ООД);

самостоятельная работа учащихся и текущий инструктаж;

заключительный инструктаж (анализ и обработка результатов опыта, выполнение отчёта, мастер даёт оценку работы каждого ученика).

Проведение лаборатор­но-практических работ осуществляется на основе самостоятельной познавательной деятельности школьников. Так, например, П. И. Пид­касистый [21] выделяет четыре типа самостоятельных работ:

1. Воспроизводящие самостоятельные работы по образцу.

2. Реконструктивно-вариативные самостоятельные работы.

3. Эвристические самостоятельные работы.

4. Творческие (исследовательские) самостоятельные работы.

Познавательная деятельность школьников, выполняющих лабора­торно-практические работы в процессе изучения курса «Электро­радиотехника» протекает на уровне воспроизведения, основываясь на собственной практической деятельности, что в результате является базисом для последующего самостоятельного выполнения бо­лее сложных учебных задач.

Выполнение школьниками самостоятельных работ реконструк­тивно-вариативного типа ставит их в условия, когда необходимо проводить определенные преобразования в своей деятельности, привлекать полученные знания, умения и навыки. Для выполнения данного типа заданий школьникам необходимо хорошо знать законы построения и исследования модели, а также уметь применять их в новых ситуациях.

Самостоятельные лабораторные работы эвристического или частично-поискового типа при решении содержат в себе познава­тельные задачи, требующие от обучающегося анализа незнакомой ему проблемной ситуации и получения новой информации об объ­екте-оригинале, системе и т. д.

Самый высокий уровень самостоятельной познавательной деятельности школьников при выполнении лабораторно-практических работ по курсу «Электрорадиотехника» проявляется в ходе выполнения творческих самостоятельных работ, где предполагается уже непо­средственное участие обучающегося в отыскании принципиально новых для него субъективных знаний [21].

1.3. Технические средства обучения при изучении электрорадиотехники

Современные технические средства обучения отличаются большим разнообразием. Существует такая современная педагогическая техника: видеопроекторы, графопроекторы, слайд-проекторы, проекционные экраны, документ-камеры и мультимедийные проекторы, которая отвечает образовательным стандартам и позволяет повысить эффективность учебного процесса. Кроме этого в учебном процессе часто используют компьютерные технологии.

Однако при изучении раздела электрорадиотехники названных технических средств недостаточно, необходимо использование специализированных электрорадиоизмерительных приборов, с которыми школьники больше работают на уроках физики.

В процессе монтажа, наладки и ремонта электро­радиотехнической аппаратуры производятся измерения основных электри­ческих характеристик цепи — силы тока, напряжения, частоты переменного напряжения и др. Для этих целей служат различные приборы: амперметр, вольтметр, омметр и др.

Существуют также универсальные электроизмерительные приборы, называемые тестерами. Они предназначены для измерения силы тока, на­пряжения и сопротивления в цепях постоянного и переменного тока, т. е. измерения основных электрических характеристик.

Рассмотрим некоторые из электроизмерительных приборов, необходимых при работе с радиоэлектроникой.

В течение многих лет вольтоммиллиамперметр (ампервольтомметр) был очень популярным переносным прибором.

Рисунок 3. Ампервольтомметр

Этот аналоговый прибор идеален для измерений меняющихся величин, что является сложной задачей для цифровых приборов. Многие специалисты по поиску неисправностей, особенно работающие в области промышленной элект­рики, предпочитают наблюдать движения стрелки такого прибора, а не «бегаю­щие» цифровые показания. В современные ампервольтомметры встроены схе­мы защиты прибора на основе предохранителей и диодов.

Одним из недостатков вольтомметров является то, что импеданс прибора при определенных условиях может дополнительно нагрузить схему и повлиять на измерения напряжения. Поэтому результаты иногда бывают неточны. Ми­нимальная погрешность, как правило, не влияет на итоговые показатели обору­дования промышленной электрики, но в значительной степени определяет диагностику электронных схем.

Наибольший интерес для нас представляет школьный уни­версальный электроизмерительный приборАВО-63(рис. 4, а). С помощью этого тестера, который также называется авометром(от амперметра, вольт­метра и омметра), можно проводить измерения основных характеристик электрического тока в широких пределах.

Рисунок 4. Школьный универсальный электроизмерительный прибор АВО-63: а— внешний вид; б— шкала

Измерение сопротивления осуществляется ом­метром. Омметр, по существу, измеряет ток в цепи с неизвестным сопротив­лением. Чем больше величина сопротивления, тем меньше ток, и наоборот. Если к прибору ничего не подключено, то стрелка, естественно, не отклоня­ется, что соответствует бесконечно большому сопротивлению. Если же к ом­метру подключается отрезок монтажного провода, обладающий практиче­ски нулевым сопротивлением, то в цепи омметра течет наибольший ток и стрелка отклоняется на всю шкалу (см. рис. 4).

Авометр имеет три шкалы (рис. 4, б). Нижняя шкала равномерная, она содержит 50 делений и предназначена для измерения постоянных токов и напряжений. Эта шкала помечена знаком «-». Средняя шкала неравномер­ная, имеет также 50 делений и служит для измерения переменных токов и напряжений. Она помечена знаком «~». Верхняя шкала, предназначенная для измерения сопротивления, тоже неравномерная, она отличается от пер­вых двух тем, что нулевое деление расположено справа. Эта шкала имеет знак «Ω».

Под шкалами против больших делений стоят три ряда цифр: 0, 1, 2, ,4,5; 0, 2, 4, 6, 8, 10; 0, 4, 8, 12, 16, 20. Ими удобно пользоваться при опре­делении цены деления. Например, измеряется постоянный ток лампы кар­манного фонаря силой 260 мА. Предел 0-50 мА использовать нельзя, выби­рается наиболее грубый предел измерения 0-500 мА. Отсчет проводится по нижней шкале. Наибольший ток на этом пределе равен 500 мА, ему соответ­ствует 50 делений шкалы, значит, цена деления равна 10 мА. Если стрелка отклонится на 26 делений, то сила тока равна 260 мА. Аналогичные расчеты проводятся на всех пределах измерения.

В приведенном примере измерение было возможно только на одном, самом грубом пределе, однако некоторые значения тока можно изме­нить на нескольких пределах. Так, силу тока в 3 мА можно измерить на трех пределах: 0-5, 0-50 и 0-500 мА. Из этих пределов лучше выбрать тот, в котором измеряемая величина ближе по своему значению к верхнему предельно значению силы тока, т. е. пределу 0-5 мА. В этом случае стрелка отклоня­йся на больший угол, и погрешность измерения будет наименьшей.

Сопротивления измеряются омметром с использованием гнезд, рас­положенных горизонтально в нижней части лицевой панели прибора. При том омметр имеет отдельное гнездо с маркировкой «общ.», оно находится книзу справа. Для проведения измерений одну вилку соединительного провода вставляют в гнездо «общ.», а другую — в гнездо, имеющее одну из маркировок: «X1», «X10», «X100» и «X1000». Чем больше измеряемое сопротивление, тем с большим множителем выбирается гнездо.

Перед началом измерения сопротивления нужно установить стрелку омметра в нулевое положение. Установку нуля омметра проводят следующим образом. Концы соединительных проводов, вставленных в гнезда омметра, соединяют друг с другом, т. е. гнездо с маркировкой «общ.» и гнездо выбранным множителем соединяют проводником с практически нулевым сопротивлением. При этом стрелка отклоняется примерно на всю шкалу и может даже зашкалить. Вращая ручку с маркировкой «Уст. О» (установка ну­ля), расположенную в левом нижнем углу прибора, фиксируют стрелку в ну­левое положение омметра. После этого к зажимам проводов подключают ре­зистор с неизвестным сопротивлением. Если предел измерения выбран пра­вильно, то стрелка отклонится на угол, соответствующий не менее одной трети шкалы. Если отклонение незначительное, то следует сменить предел измерения. При этом нужно до проведения измерения опять установить нуль шкалы. Для определения значения измеренного сопротивления показа­ния шкалы умножают на соответствующий множитель.

Омметр часто используют для проверки электрических цепей как пробник. Простейший пробник со­стоит из лампочки от карманного фонаря и батареи.

Как в этом случае его применяют. Допустим, нужно най­ти обрыв медных жил монтажного провода, который не виден из-за изоля­ции. В этом случае омметр, подключенный к концам провода, покажет бес­конечно большое сопротивление. Изгибая провод в разных местах, можно попытаться найти место обрыва. Как только медные жилы соединятся, при­бор «оживет», отклонившаяся стрелка покажет нулевое сопротивление. Вы­бирать предел измерения в данном случае не нужно, так как сопротивление может быть только или нулевым, или бесконечно большим.

При измерении постоянных токов, напряжений и сопротивлений ручка, расположенная в правом нижнем углу прибора, должна быть поверну­та влево до упора так, чтобы метка (белая точка) на ней находилась против знака «О». При измерении переменных токов и напряжений ручку поворачи­вают вправо так, чтобы точка находилась против знака «~». Если эта ручка находится в неправильном положении, то измерения проводить нельзя.

При измерении постоянных токов и напряжений нужно предвари­тельно определить направление тока в цепи и полярность источника тока. Для отклонения стрелки прибора в нужном направлении (слева направо) гнездо «общ.» соединяют с минусом источника. Например, при измерении напряжения батареи карманного фонарика гнездо «общ.» соединяют с отри­цательным полюсом, а гнездо вольтметра «10 В» — с положительным полю­сом. Если ошибочно использовать предел 2 В, то стрелка резко отклонится на всю шкалу и ударится об ограничитель. В этом случае нужно быстро от­ключить прибор и исправить ошибку. Неправильное подключение вольтмет­ра к полюсам источника приводит к отклонению стрелки влево от нулевого деления, т. е. в нерабочую часть шкалы. При измерении постоянного тока он должен проходить через прибор от гнезда с выбранным пределом измере­ния к гнезду «общ.». Понятно, что когда измеряются переменные токи и на­пряжения, то о полярности включения прибора говорить не имеет смысла.

При проведении измерений нужно правильно выбирать пределы из­мерений и включать прибор в цепь. Ошибки могут привести к порче прибора и электрической схемы. Особенно опасно, когда при измерении напря­жения провода оказываются случайно вставленными в гнезда, соответ­ствующие измерению силы тока. В этом случае вместо вольтметра парал­лельно нагрузке подключается амперметр, обладающий малым сопротивле­нием, что приводит к такому резкому возрастанию силы тока, проходящего через прибор, при которой он может сгореть.

Цифровой мультиметр (от лат. multum— «много»), как и авометр, предназначен для измерения нескольких наиболее важных характеристик электрической цепи. Мультиметр - электронный измерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций. В минимальном наборе это вольтметр, амперметр и омметр.

Прибор собран в прямоугольном пластмассовом корпусе. На верхней панели корпуса размещены четырехразрядный цифровой индикатор, кнопка включения прибора ("POWER"), переключатель режимов работы и пределов измерений, разъем для установки проверяемых транзисторов, клеммы для подключения измерительных проводов.

Задняя крышка корпуса съемная. За ней кроме монтажной платы располагаются источник питания прибора и плавкий предохранитель. Задняя крышка имеет нишу, куда убирается подставка, с помощью которой прибору можно придать наклонное положение на рабочем столе.

Цифровой мультиметрявляется, наверное, самым популярным среди специа­листов, чья деятельность требует очень высокой точности, например, в лабора­торных условиях и при работе с цифровой техникой. Однако и школьники могут смело работать с этим прибором. Сейчас цифровые мультиметры стали общедоступными, и любая школа может позволить себе иметь эти приборы.

Рисунок 5. Цифровой мультиметр

Этот прибор использует схемы, которые формируют показания в цифровом виде с помощью жидкокристаллических знакосинтезирующих индикаторов. Работа с прибором проводится в следующей последовательности: включение прибора, выбор необходимого режима работы и предела измерений, подключение к исследуемой цепи, проведение измерений (снятие показаний), выключение. Для измерения постоянного напряжения переключатель переводят в сектор, отмеченный знаком "V=" , постоянного тока в сектор "А=", переменного напряжения - "V~", переменного тока "А~". Переключатель устанавливают напротив одной из цифр выбранного сектора.

Цифры обозначают верхнюю границу диапазона измерения. Например, цифра "2" в секторе, отмеченном знаком "V=" означает, что при установке переключателя напротив этой цифры прибором можно измерить постоянное напряжение, величина которого лежит в пределах от 0 до 2 В. Выбирая предел измерения, следует исходить из ожидаемого значения измеряемой величины (оно должно быть заведомо меньше устанавливаемого предела измерения), необходимой точности измерений или указаний инструкции по выполнению работы. Например, при проведении измерения на участке цепи, где величина напряжения должна составить около 1.5 В, прибор с установленным пределом "2" измерит это напряжение с точностью до одной тысячной вольта, с пределом "20" - с точностью до сотой доли вольта, с пределом "200" - до одной десятой.

Для подключения прибора к исследуемой цепи используются специальные соединительные провода, которые вставляются в соответствующие клеммы на передней панели. Например, для измерения постоянного и переменного напряжения используются клеммы, под которыми нанесены знаки "СОМ" и "V W", для измерения силы постоянного и переменного тока соединительные провода вставляют в клеммы, обозначенные "СОМ" и "MA".

Каждый измерительный провод с одной стороны имеет штекер с коротким наконечником, с другой - с длинным. В клеммы прибора вставляют штекера с коротким наконечником. Концы проводов с длинными изолирующими наконечниками подключают к тем точкам цепи, в которых необходимо провести измерения (в соответствии с инструкцией по выполнению эксперимента и электрической схемой).

Включение прибора производится нажатием кнопки с надписью "POWER". Выключение прибора осуществляется повторным нажатием той же кнопки. Оставлять прибор включенным на длительное время не рекомендуется в целях экономии ресурса источника питания.

Возможные неисправности и их устранение:

1. Разрядка источника питания.

Питание прибора осуществляется от батареи с выходным напряжением 9В типа "Крона". При появлении на цифровом индикаторе условного знака, предупреждающего о разряде источника питания прибора, необходимо его заменить. Для этого из ниши задней крышки корпуса извлекают подставку, выворачивают крепежные винты и снимают крышку. После замены батареи эти действия производят в обратном порядке.

2. Прибор не измеряет силу тока.

Включенный прибор, подготовленный для работы в режиме измерения тока и подсоединенный к заведомо исправной электрической цепи, не работает. При этом на индикаторе в левом разряде высвечивается цифра "1" независимо от того, какой предел измерения тока установлен.

Неисправность вызвана перегоранием плавкого предохранителя. Замену предохранителя проводят также как и замену источника питания. Новый предохранитель должен срабатывать при токе 200 мА.

Более слож­ные устройства такого типа используют графические экраны, формирующие изображения подобно осциллографу.

Генератор низкой частоты служит для создания (генерирования) электри­ческих колебаний низкой частоты (18-200 000 Гц). Он используется для производства, на­ладки и ремонта радиоэлектронных устройств (рис. 8б)[49, c. 69-73].

Генератор является радиоэлектронным устройством, в зависимости от вида сигнала содержащий разные функциональные узлы. Общими узлами, для разных видов генераторов, являются: источник исходного сигнала (перестраиваемый автогенератор или кварцевый синтезатор частоты), усилители, выходные формирователи сигнала, выходной аттенюатор, цепи управления, цепи стабилизации выходного уровня и блок питания. Дополнительно в составе генератора могут быть различные модуляторы, формирователи временных интервалов и другие компоненты. В некоторых генераторах форма выходного сигнала синтезируется цифровым методом, с помощью ЦАП. Существуют также генераторы сигнала оптического диапазона, их работа основана на принципах квантовой электроники.

Рисунок 6. а) Школьный осциллограф ОМШ-2, б) Школьный низкочастотный генератор

Электронный осциллограф служит основным радиоизмеритель­ным прибором. Главной его частью является электронно-лучевая трубка, аналогичная той, которая используется в телевизорах. С помощью осцилло­графа можно как наблюдать, так и измерять различные характеристики электрических сигналов (рис. 6а).

В самом упрощенном виде осциллограф представляет собой вольтметр с элект­ронно-лучевой трубкой. Однако у новичка этот прибор, со всеми его органами управления и видеоэкраном, вызывает одновременно восхищение и смущение. Осциллограф может быть одним из наиболее ценных типов оборудования при поиске неисправностей.

Основным преимуществом данного устройства является то, что оно предос­тавляет изображение формы измеряемого сигнала. Большинство осциллографов используют вертикальное и горизонтальное электростатическое отклонение луча электронной пушки с помощью двух пар вертикальных и горизонтальных пластин.

Хотя осциллограф широко используется для определения амплитуды напря­жения, с его помощью можно измерять частоту, период, наблюдать фронты вол­новых сигналов, фазовый угол и частотные характеристики (рис. 9).

Рисунок 7. Осциллографы

Основные органы управления осциллографом и их функции.

Интенсивность - управление яркостью электронного луча.

Фокус - регулировка ширины луча.

Управление по вертикали - управление положением электронного луча по вертикали.

Управление по горизонтали - управление положением электронного луча по горизонтали.

Усиление по вертикали - регулирует высоту представления формы сиг­нала.

Усиление по горизонтали - регулирует ширину представления формы сигнала.

Управление разверткой - регулирует частоту генератора горизонтальной развертки.

Селектор синхронизации - позволяет выбрать внешнюю или внутрен­нюю синхронизацию.

Регулировка по оси Z - изменяет модуляцию следа сигнала.

Шкала калибровки - предоставляет шкалу для измерений колебаний на­пряжения.

Настройка осциллографа обычно выполняется следующим образом:

Поставите регуляторы интенсивности, фокуса и синхронизации на минимум.

Установить регуляторы по вертикали и горизонтали в среднее положение.

Включить осциллограф и установите регулятор интенсивности на мини­мальную яркость.

Дать осциллографу нагреться в течение 1-2 мин и регулятором фокуса установить контрастность.

Установить сигнал в центр с помощью соответствующих регуляторов.

Подключить источник переменного тока 6,3 В к входу по вертикали для калибровки.

Поскольку напряжение 6,3 В является среднеквадратичным значением амплитуды синусоиды 9 В (или двойной амплитуды 18В), установить уси­ление по вертикали на диапазон 1,8 делений (рис. 10).

Настроить синхронизацию, чтобы появилась статическая картинка трех периодов синусоидальной кривой.

Теперь осциллограф настроен и откалиброван.

Рисунок 8. Откалиброванныйэкраносциллографа

Каждое деление отныне соответствует 10 В. Для измерений других напря­жений можно использовать аттенюатор, который позволяет умножить цену деления на 0,1, 1,10 и т.д.

С помощью внутреннего калибратора, можно настроить осциллограф на цену деления 1 В.

Более сложные измерительные приборы имеют встроенные калибраторы, отдельные и независимые средства работы с запуском, средства поиска луча.

С развитием технологии для обучения с использованием технических средств стало достаточным наличие только компьютера. Функции, которые раньше выполняли: телевизор, видеомагнитофон, магнитофон, кинопроектор, диапроектор и др., с успехом взял на себя компьютер. Причем качество передачи, хранения, отображения информации значительно повысилось. В этом ключе необходимо рассматривать задачу перевода всей информации в цифровые стандарты как приоритетную.

ПК является мощным средством для обработки информации, представляемой в виде слов, чисел, изображений, звуков и т. п. Главной особенностью ПК как инструмента является возможность его настройки (программирования) на выполнение различного рода работ, связанных с получением и переработки информации.

ПК позволяет сделать аудиторные и самостоятельные занятия более интересными, динамичными и убедительными, а огромный поток изучаемой информации легко доступным.

Главными преимуществами ПК перед другими техническими средствами обучения являются гибкость, возможность настройки на разные методы и алгоритмы обучения, а также индивидуальной реакции на действия каждого отдельного обучающего.

Не подлежит сомнению, что во многих случаях преимущества компьютера неоспоримы. Он не только избавит школьников от рутинных работ, но и позволит им заняться трудоемкими практическими задачами с использованием методов линейного программирования и сложных аналитических исследований.

Применение моделей на ПК позволяет замедлять и ускорять ход времени, сжимать или растягивать пространство, имитировать выполнение действий дорогостоящих, опасных или просто невозможных в реальном мире.

Проблемы компьютеризации обучения можно рассмотреть со стороны объективных и субъективных факторов.

Объективные факторы.

К этой группе проблем можно отнести:

недостаток необходимого комфорта при работе с ПК (жесткая привязанность к месту, рабочей позе и размеру экрана). В настоящее время это недостаток компенсируется использованием портативных ПК;

привязанность к неизменяемому размеру экрана; это частично компенсируется использованием проекционной техники, но из-за высокой стоимости она также не может стать массовой.

восприятие текста с экрана не дает возможности охватить взглядом всю страницу полностью, а иногда - даже строку, и вынуждает при чтении постоянно передвигать экран вверх-вниз и вправо-влево.

В противовес перечисленным недостаткам можно отметить следующие моменты работы с ПК, которые обычно расцениваются как положительные:

понимание документальности, точности фиксации изображаемых явлений; кажущаяся "досягаемость" первоисточников, вызывающая у зрителя своеобразный эффект личной причастности к изображаемому;

практическую доступность культурно-художественной информации любого региона и понимание своей собственной, личной причастности к глобальному общечеловеческому художественному наследию;

удобство манипулирования изображениями, возможность их перегруппировки, произвольной компоновки и технического редактирования.

Одной из немаловажных для работы с ПК психологических проблем является проблема возрастов. Дело в том, что чаще всего люди старшего поколения более осторожно относятся к процессу компьютеризации, нежели молодежь. Это можно объяснить тем, что у взрослых людей к определенному возрасту формируются привычные методы и формы работы, которые они не захотят, а часто - и не могут кардинально менять (что неизбежно случиться при компьютеризации их работы)[4,5,7].

Компьютер при обучении школьников разделу «Электрорадиотехника» может использоваться в качестве стенда для виртуального моделирования электронных и электрических устройств. Однако чаще всего компьютерное обеспечение используется в качестве наглядного пособия: показ фотографий и условных графических обозначений электронных компонентов, показ принципиальных схем и т.д. Возможно, его можно использовать в качестве слайд-проектора, чтобы показывать ученикам последовательность сборки различных электронных схем при помощи электронной презентации.

Выводы по главе

В первой главе была изучена электрорадиотехника в школьном курсе «Технологии». Проведен анализ общеобразовательной программы на объемы и содержание учебного материала, цели и задачи изучения этого материала. Было выяснено, что на изучение раздела «Электрорадиотехники» выделено не так много часов – до 20 часов ежегодно с 8 по 10 класс. Это очень немного для изучения того, что окружает нас постоянно. Кроме этого анализ программы показал, что учениками в ходе изучения электрорадиотехники должны быть выполнены практические работы, которые требуют наличия специального диагностического оборудования (стендов).

Изучение теоретического материала учебника и поурочных планов показало, что упоминания об этом оборудовании отсутствуют совсем. Это, несмотря на то, что программа предусматривает выполнение соответствующих практических работ.

Во втором параграфе были изучены методы и формы обучения электрорадиотехнике. Дана общая классификация методов обучения, классификация частных методов. Выделены формы работы с учениками.

При изучении технических средств в третьем параграфе дипломной работы был предложен вариант классификации технических средств обучения при изучении электрорадиотехнике. Так как ранее было выделено, что теоретический материал учебника умалчивает о наличии таких технических средств как диагностические стенды, было решено рассмотреть этот вопрос наиболее подробно.

Глава 2. Разработка и изготовление диагностического стенда для изучения темы «Транзисторы»

2.1. Диагностические стенды в технологическом образовании

Техническое обучение постоянно претерпевает изменения. Это связано, с одной стороны, со стремительным развитием в области электротехники и электроники.

Задача подготовки высококвалифицированных кадров, вооруженных современными знаниями, практическими навыками, является одной из важнейших задач. Поэтому сейчас, как никогда остро, ощущается необходимость приложения максимальных усилий для совершенствования содержания обучения, средств и методов подготовки специалистов.

С этими изменениями можно справиться только при том условии, что теоретические занятия все больше будут дополняться практическими упражнениями в лаборатории. Одним из направлений, по которому должно идти это совершенствование, является развитие и укрепление материально-технической базы учебного заведения. Сюда относятся, в первую очередь, широкое внедрение технических средств обучения, оснащение лабораторий и кабинетов новейшим оборудованием и приборами, модернизация лабораторных стендов и макетов, с учетом последних достижений науки и техники на современной компонентной базе.

Исследования показали, что память человека значительно улучшается при активном поведении в отличие от пассивного „потребления". В то время как при слушании запоминается только 20 %, запоминание повышается на 50 %, если что-то слышать и видеть. А максимального запоминания на 90 % достигает тот, кто делает что-то практически.

Важным фактором высокой запоминаемости при самостоятельном проведении тестов является в частности тот факт, что люди часто действуют методом „проб и ошибок". Но для учебного материала это означает, что он защищен от неправильного использования.

Обучающие системы предназначены для обучения учеников и демонстраций в учебных классах [31].

Лабораторный практикум– это потенциально наиболее значимый и результативный компонент естественнонаучной, общей профессиональной и специальной подготовки в области техники и технологий, предназначенный для приобретения навыков работы на реальном оборудовании, с аналогами которого будущему специалисту, возможно, придется иметь дело в своей практической деятельности.

В последнее время, в связи с широким внедрением компьютерных моделирующих систем активно дискутируется вопрос о необходимости сохранения традиционной формы выполнения лабораторных работ на физических лабораторных стендах. Особенно часто это обсуждается для простых объектов типа механический маятник, транзистор, электрическая цепь и т.д., для которых имеющиеся математические модели адекватно описывают изучаемые процессы. В этой связи предлагается практически полностью отказаться от создания и поддержания дорогостоящих, громоздких, подчас, энергоемких и сложных в обслуживании физических лабораторных стендов.

Учебные лабораторные стендыэто форма реализации учебного лабораторного оборудования, предназначенная для экспериментального исследования физических процессов и технических показателей изучаемых объектов (рис. 9).

Выполнение учащимися лабораторных работ на лабораторных стендах является важным средством более глубокого усвоения и изучения учебного материала, а также приобретения практических навыков по экспериментальному исследованию и обращению с радиоизмерительными приборами.

Рисунок 9. Пример лабораторного стенда

Если рассматривать любой объект изучения как «черный ящик», то классическими приемами его исследования являются: подача на входы объекта совокупности тестирующих сигналов и точная количественная оценка реакции объекта по совокупности выходных показателей.

Специализированные лабораторные стенды, использующиеся в школе, представляют собою совокупность приборов, источников питания, источников тестирующих сигналов, исполнительных механизмов, технологических приспособлений для крепления, нагрузки и пр., отобранных специально для исследования конкретного и единственного объекта изучения.

Как правило, на таких диагностических стендах используются стрелочные измерительные приборы и простейшие ручные средства управления объектом (реостаты, латры, контакторы, потенциометры). Обучение сводится к снятию статических характеристик, причем основное внимание уделяется технологии получения экспериментальных данных и последующей их «ручной» обработке.

Достоинствомтакого подхода считается целевой отбор всего лабораторного оборудования для решения узкого перечня задач единственного объекта изучения, что исключает избыточность и, следовательно, обеспечивает минимальную стоимость лабораторного оборудования в пересчете на один стенд.

Недостатки такого лабораторного оборудования:

очень трудно реализовать фронтальное проведение работ, так как требуется большое количество стендов;

по этой же причине ограничивается перечень объектов экспериментального исследования;

значительно увеличиваются требуемые площади лабораторных помещений.

Кроме этого, для средней школы разрабатываются универсальные диагностические стенды, которые при необходимости могут быть использованы при обучении школьников, например стенд универсальный по основам автоматики и электронно-вычислительной техники «СТЕНД ОАВТ».

Универсальные лабораторные стенды, в отличие от специализированных стендов, предназначены для исследования группы сменных объектов изучения. Такой лабораторный стенд содержит инвариантную (общую для всех объектов) часть (измерительные приборы, источники сигналов, блоки питания и т.д.) и специальное оборудование, предназначаемое для каждого сменного объекта (сам сменный объект, специальные приспособления, исполнительные механизмы и пр.).

На универсальных лабораторных стендах, как правило, используются универсальные цифровые измерительные приборы, осциллографы, а также более совершенные средства управления в виде полупроводниковых регуляторов, полуавтоматических исполнительных механизмов и т.д. Более совершенный арсенал лабораторных средств позволил освободить обучаемых от ряда рутинных операций и направить их усилия на изучение содержательной части исследуемых физических процессов.

Недостаткиесть следствие универсальности и сменности оборудования: любое универсальное оборудование, как правило, более сложное, дорогое и избыточное, а при частой его смене уменьшаются сроки безотказной работы, т.е. увеличиваются эксплуатационные расходы.

Однако подобных стендов очень мало, они очень дорогостоящие и в основном приобретаются школами с углубленным изучением технических дисциплин.

Изучим требования, которые предъявляются к школьным лабораторным стендам:

Лабораторному стенду необходимо иметь по возможности минимальные размеры. Это необходимо для того, чтобы на поверхности рабочего стола можно было бы разместить все необходимые приборы.

Лабораторный стенд должен быть устойчив к механическим вибрациям, которые могут возникнуть при эксплуатации прибора.

В целях повышения безопасности работы с лабораторным стендом, его питание должно осуществляться от источника постоянного напряжения величиной 5В.

Лабораторный стенд должен обеспечивать максимальную наглядность изучаемой схемы, для чего предлагается применить многоцветную лицевую панель.

Лабораторный стенд должен иметь минимальное количество внешних соединительных проводников для коммутации, так как соединительные проводники контактных разъемов не обеспечивают надежного соединения.

Стенд должен давать учащимся практические навыки в сборке различных устройств, так как при этом теоретические сведения можно будет применить на практике. Поэтому минимальное количество внешних соединительных проводников определяется количеством и сложностью собираемых схем.

Стенд необходимо выполнить таким образом, чтобы в процессе проведения лабораторной работы можно было бы использовать минимальное количество приборов.

Стенд по своим функциональным возможностям должен обеспечивать проведение 10-13 лабораторных работ, для чего предусмотреть переключатель рода работ.

Элементной базой стенда должны быть интегральные микросхемы широко распространенных серий, и имеющих малое потребление. Что касается индикаторных элементов, то они так же должны быть доступными.

2.2. Основные технические характеристики диагностического стенда для изучения темы «Транзисторы»

Этапы разработки диагностического стенда.

Разработка концепции стенда.

Разработка функциональной (структурной) схемы.

Разработка принципиальной схемы.

Расчет принципиальной схемы.

Макетирование и проверка.

Разработка печатной платы.

Так как разработка принципиальной схемы и ее расчет достаточно сложны и требуют специальных знаний, рассмотрим уже существующие принципиальные схемы.

Для того чтобы дать основные технические характеристики, необходимо выбрать принципиальную схему для изготовления диагностического стенда. Рассмотрим несколько вариантов принципиальных схем.

Один из вариантов диагностических стендов для школьников предложен в учебнике («Технология» 9 класс, под ред. В.Д.Симоненко, стр. 92)

Рисунок 10. Стенды для проверки транзисторов p-n-pи n-p-n.

В этом варианте используются два отдельных диагностических стенда для разных типов транзисторов. Основное достоинство стенда – это простота и наглядность, т.е. при изменении тока базы сразу видно изменение тока коллектора.

Но при своей кажущейся простоте эти стенды требуют больших финансовых затрат на их изготовление, т.к. миллиамперметры, использованные в схемах относятся к разряду дорогостоящего оборудования. Еще одним недостатком предложенных схем является неудобство работы: на каждом из стендов можно проверить транзисторы только определенной структуры. Еще одним из недостатков является последующий расчет коэффициента усиления транзистора. Без наличия электронно-вычислительной техники этот процесс может занять несколько минут. При практической деятельности и нехватке времени работа на этих стендах может сильно замедлить работу. При неправильном выборе стенда, в некоторых случаях это может привести к выходу исследуемого транзистора из строя.

Рассмотрим другой вариант диагностического стенда.

Рисунок 11. Принципиальная схема [29, c.34]

Достоинства схемы. По сумме стоимости элементов схема при изготовлении обойдется дешевле. Не требуется последующий расчет, так как можно заранее переградуировать миллиамперметр в соответствии с изучаемыми транзисторами.

Но при этом предложенная схема обладает рядом недостатков. Степень наглядности по сравнению с ранее рассмотренной схемой сильно уменьшена. Невозможно заранее включить правильную структуру транзистора, если она неизвестна заранее. Это может привести в некоторых случаях к выходу из строя исследуемого транзистора.

Рассмотрим еще одну схему:

Рисунок 12. Принципиальная схема испытателя транзисторов[1]

При исправности проверяемого транзистора мигает с частотой 0,5 Гц один из светодиодов VD1 или VD2, указывающих структуру, и слышны колебания ЗЧ около 10ОО Гц.

Достоинства данной схемы:

- дает возможность проверить исправность биполярных транзисторов и определить их структуру;

- конструкция очень проста;

- при замене микросхемы К155ЛН1 на микросхему К1533ЛН1 очень низкая потребляемая мощность;

- отсутствие стрелочных индикаторов;

- звуковая и световая сигнализация исправности исследуемых транзисторов;

- малые габаритные размеры.

Недостатки:

- невозможность определения коэффициента усиления h21Э.

- стенд по сути больше индикаторный, чем диагностический, т.е. только показывает работоспособность транзистора.

Данная схема не была выбрана для дальнейшей разработки из-за отсутствия возможности определения одного из основных параметров транзистора, такого как коэффициент усиления h21Э.

Кроме рассмотренных принципиальных схем была изучена концепция диагностического стенда с применением светодиодных излучателей вместо стрелочных приборов.

Рисунок 13. Принципиальная схема диагностического стенда транзисторов

Данная схема при кажущейся сложности очень проста в изготовлении. Основным недостатком этой схемы является низкая наглядность. Однако числовые значения измерительных приборов компенсированы работой светодиодов и мгновенным определением структуры транзистора. В подавляющем большинстве случаев при диагностике транзисторов численные значения измерительных приборов не требуются.

Достоинствами этой схемы являются: быстрое определение исправности транзистора, его структуры, быстрое определение коэффициента усиления h21Э. На проверку транзистора затрачивается 5-10 секунд. Не требуются расчеты. На лицевую панель выведены только: колодка для подключения транзистора, ручка потенциометра, выключатель питания и два светодиода. Также достоинством этой схемы является ее низкая потребляемая мощность. Что сильно увеличивает срок службы гальванического элемента.

Еще одним положительным моментом данного диагностического стенда является его небольшая цена изготовления – не более 100 рублей (в ценах 2009 года). При хорошем финансировании в школе может быть собрано несколько таких диагностических стендов.

Таким образом, получается маленький, мобильный и долго живущий стенд.

Таким образом, наилучшим вариантом при работе с учениками является последняя принципиальная схема.

Для выбранной принципиальной схемы была рассмотрена функциональная схема и разработана печатная плата.

Описание принципа работы диагностического стенда и его принципиальной схемы.

Рисунок 14. Структурная схема устройст­ва

Диагностический стенд предназначен для проверки работоспособности маломощных биполярных тран­зисторов и измерения их ста­тического коэффициента пере­дачи тока базы h21э. Он позволяет обнаружить замыка­ния или обрывы в транзисто­рах, распознать их структуру проводимости. Диапазон из­мерения статического коэффи­циента передачи составляет 10. ..690, измерение произво­дится при фиксированных зна­чениях напряжения между кол­лектором и эмиттером (4...5 В) и тока коллектора (2,5...3,5 мА). В отличие от аналогичных устройств, прибор име­ет более широкий диапазон измерения, отсутствуют мо­точные узлы и переключатель структуры транзистора, что уп­рощает его изготовление и экс­плуатацию. Диагностический стенд может быть использован для провер­ки диодов любой мощности на обрыв и замыкание выводов, а также для определения выво­дов анода и катода.

Структурная схема – Рисунок 13.

Прямоугольные импульсы противофазной полярности ча­стотой около 3 Гц с генерато­ра С1 (точки А и Б) поступают в одну диагональ измерительно­го моста, образованного эле­ментами R1, R2, VD2 и испы­тываемым транзистором VT1. Другая диагональ (точки В и Г) подключена к входу коммутатора DA1. Принцип из­мерения статического коэффи­циента передачи тока базы VT1 основан на фиксации мо­мента равенства напряжений в точках В и Г при изменении тока базы резистором R1. В этом случае токи в цепях коллектора и базы VT1 будут обратно пропорциональны ве­личинам сопротивлений рези­сторов R2 и R1, т. е.

Ток коллектора Ikопределя­ется величиной резистора R2. При значении R2=1 кОм вели­чину статического коэффици­ента передачи тока отсчитыва­ют непосредственно по шкале резистора R1, проградуированной по значению сопротивле­ния в килоомах в конкретном положении подвижного контак­та. Подключение к измеритель­ному мосту микросхемы DA1 с большим входным сопротивле­нием (десятки мегаом) влия­ния на режим измерения не оказывает.

Напряжение между коллек­тором и эмиттером VT1 в мо­мент измерения h21Э равно сумме напряжения стабилиза­ции стабилитрона VD2 и вели­чины падения на переходе ба­за-эмиттер VT1 и составляет в данной схеме 4,0...5,0 В. Смена полярности диагностически стендного на­пряжения в совокупности с применением симметричных стабилитронов позволяет про­верять транзисторы любой структуры без дополнительной коммутации в схеме.

Стабилитрон VD1 предназ­начен для фиксации потенци­алов в точках В и Г при протекании обратного тока че­рез транзистор или его обры­ве. С помощью светодиодов HL1 и HL2 индицируются со­стояния выходов генератора G1 и компаратора DA1. Не­трудно проследить, что для транзистора любой структуры при малых значениях сопро­тивления R1 (VT1 близок к на­сыщению) уровни напряжений на этих выходах изменяются синфазно и ни один из свето­диодов не горит. То же самое происходит при подключении транзистора с пробитыми пере­ходами независимо от положе­ния движка резистора R1.

При плавном увеличении сопротивления R1 наступает мо­мент, когда компаратор пере­стает переключаться. Для тран­зисторов структуры п-р-п на выходе компаратора этому со­ответствует низкий уровень на­пряжения (мигает светодиод HL1), для р-п-р — высокий уро­вень (мигает светодиод HL2). Потенциалы точек В и Г изме­рительного моста при этом близки и по отношению R1/R2 определяют статический коэф­фициент передачи h21э.

При наличии обрывов в про­веряемых транзисторах либо отключении их от измеритель­ной схемы поочередно мига­ют оба светодиода.

Принципиальная схема показана на рис 12. Дадим ее описание.

Прямоугольные им­пульсы формируются симмет­ричным мультивибратором на транзисторах VT1—VT4, обла­дающим повышенной нагру­зочной способностью транзи­сторных ключей [5]. Цепочки VD2 VD3 и VD4—VD9 являют­ся аналогами симметричных стабилитронов с напряжения­ми стабилизации соответствен­но около 2В и 4,5 В при токах 0,005...5 мА. Применение низ­ковольтных стабилитронов ти­пов КС133А, КС147А непри­емлемо из-за их слабого эф­фекта стабилизации при токах менее 3 мА. Компаратор вы­полнен на микромощном ОУ К140УД12. Конденсаторы СЗ, С4 устраняют паразитное мер­цание светодиодов, возникаю­щее из-за различной скорости переключения мультивибрато­ра и компаратора.

При испытании полупровод­никовых диодов их подключа­ют к гнездам «Э» и «К» разъема XS1. Если диод испра­вен и его анод соединен с гнездом «К», то мигает свето­диод HL1, если с гнездом «Э» — мигает HL2. При подсоеди­нении пробитого диода либо с внутренним обрывом пове­дение светодиодов НL1 и HL2 соответствует подключению транзисторов с аналогичными дефектами.

Вместо рекомендованных полупроводниковых приборов можно использовать любые транзисторы серий КТ315, КТ342, диоды Д310, Д312, КД102А (VD1, VD10) и КД503А, КД510А (VD6—VD9), светодиоды АЛ307 (HL1, HL2). Конден­саторы могут быть типов К50-6; К53-1А (С1, С2) и КМ-6 (СЗ, С4). Постоянные резисторы — типа МЛТ. Резистор R7 необходимо подобрать с отклонением от номинала не более ±1% либо применить типов С2-23, С2-29. Переменный резистор R5— типа ВК-а с функциональной характеристикой В. Для повы­шения точности отсчета пока­заний можно применить два последовательно соединенных резистора, например, номина­лами 680 кОм и 100 кОм, при этом необходимо суммировать показания шкал обоих рези­сторов.

Разъем XS1 может быть лю­бого типа, конструкционно-удобного для подключения ис­пытуемых транзисторов. Ис­точник питания — батарея «Крона» или «Корунд».

Конструкция и внешнее оформление стенда могут быть любыми.

Для диагностического стенда была разработана печатная плата. Вариант печат­ной платы приведен на рис. 14,15.

Рисунок 15. Рисунок печатной платы.

Рисунок 16. Расположение элементов на печатной плате

Правильно собранный при­бор налаживания не требует. Градуировку шкалы резистора R5 производят омметром с учетом сопротивления рези­стора R6.

Работоспособность стенда сохраняется при снижении напряжения питания до 7 В, при этом ток коллектора проверя­емого транзистора при изме­рении h21э снижается до 1,0... 1,5 мА.

Ток, потребляемый устрой­ством от батареи напряже­нием 9 В, не превышает 12 мА.

В заключение следует от­метить, что диагностический стенд не боится короткого замыкания между входными гнездами [28,44].

Этапы сборки стенда.

Изготовление печатной платы.

Рисунок печатной платы распечатывается на листе бумаги в масштабе 1:1. Из одностороннего стеклотекстолита вырезается кусок необходимых размеров 50х50 мм. Рисунок печатной платы закрепляется на стеклотекстолите при помощи липкой ленты. Острым кернером не сильным ударом молотка намечаются будущие отверстия. Рисунок платы снимается с текстолита и по намеченным отверстиям стеклотекстолит сверлится сверлом, диаметром 0,8 мм. Текстолит зачищается мелкой наждачной бумагой до образования блестящей поверхности.

При помощи рейсфедера наносятся контактные площадки и соединяются дорожками согласно рисунку нитрокраской типа НЦ. После просыхания краски, печатная плата ретушируется и травится в растворе хлорного железа (Fe2Cl3) до полного растворения незакрашенных областей.

Затем нитрокраска смывается растворителем (Р646). Слегка зачищается наждачной бумагой №0. Затем обслуживается припоем ПОС-61 (для печатного монтажа ПОС-40 не приемлем ввиду высокой температуры плавления).

Сборка печатной платы.

Подобрать радиоэлектронные компоненты, согласно приложенной спецификации.

Таблица 3

Спецификация элементов

Обозначение

элемента

Тип элемента Кол-во элементов Возможная замена
R1, R4 МЛТ-0,125 5,6к 2  
R2, R3 МЛТ-0,125 22к 2  
R5 ВК-а 680к 1  
R6 МЛТ-0,125 10к 1  
R7 С2-29 1к ±1% 1 С2-23
R8 МЛТ-0,125 1к 1  
R9 МЛТ-0,125 1М 1  
С1, С2 К50-6 10мкФ х15В 2 К53-1А
СЗ, С4 КМ-6 2,2мкФ 2  
VT1, VT2,VT3, VT4 КТ315Б 4 КТ342
VD1, VD10 Д311 2 Д312, Д310, КД102А
VD2, VD3, VD4, VD5 АЛ102Б 4  
VD6, VD7, VD8, VD9 КД503А 4 КД510А
DA1 К140УД1208 1 К140УД12
HL1, HL2 АЛ102Б 2 АЛ307Б, АЛ307Г
GB1 «КРОНА» 9В 1 батарейки типа 6F22
Q1 МТД 1-1 1  

В соответствии с рисунком расположения элементов, вставить элементы в соответствующие отверстия и запаять припоем ПОС-61. При пайке необходимо использовать спиртоканифоль (раствор канифоли в этиловом спирте в соотношении 1:3). Пайка должна быть полускелетной. После окончания сборки места пайки промыть этиловым спиртом.

Проверка работоспособности диагностического стенда.

Подключить питание в диагностическую колодку вставить исправный транзистор в соответствии с маркировкой выводов. Подать питание при помощи выключателя, потенциометр R5 вывести в области максимальных значений и убедится в работоспособности стенда путемнаблюдения за миганием одного из светодиодов.

Путем вращения потенциометра R5 найти точку начала или прекращения мигания одного из светодиодов (точку гестерезиса).

Изготовление корпуса диагностического стенда.

Корпус можно изготовить из:

- фольгированного стеклотекстолита, соединив детали пайкой.

- пластмассы, соединив детали клеем.

- тонкой фанеры, соединив детали клеем или уголками и винтами.

Эскиз одного из вариантов корпуса представлен в Приложении 1.

Предложенные габаритные размеры (длина-ширина-высота): 75х65х25мм.

Окончательная сборка.

Поместить печатную плату внутрь изготовленного корпуса, вывести наружу выключатель, светодиоды, движок потенциометра и разъемную панель для подключения транзистора.

Потребляемая мощность диагностического стенда – 90 мВт.

2.3.Методика выполнения лабораторных работ на диагностическом стенде

Для работы школьников с диагностическим стендом по теме «Транзисторы» был разработан подробный конспект урока, который включил в себя рекомендации по каждому из этапов урока.

Тема урока: «Транзисторы и диагностика их работоспособности».

Урок рассчитан на 2 учебных часа.

Тип урока:комбинированный.

Цели урока:

Цели урока:

Обучающая – дать понятие о транзисторах, их разнообразии, цоколевке выводов.

Воспитательная – воспитывать аккуратность и внимательность при работе с полупроводниковыми приборами.

Развивающая – формировать умение работы с диагностическим стендом и справочными материалами.

Методы обучения:рассказ, объяснение, беседа, демонстрация учебных приемов при работе с диагностическим стендом, демонстрация работы транзисторов.

Дидактические материалы:учебник, конспект урока, электронная презентация, диагностический стенд, несколько видов транзисторов.

Формируемые знания, умения, навыки:

При работе с диагностическим стендом формируется знание о расположении выводов транзистора (КБЭ – коллектор-база-эмиттер). Когда ученики работают с конкретным транзистором, происходит процесс запоминания расположения выводов транзистора.

Также формируется умение и навык работы со справочным материалом. А именно определение расположения выводов (цоколевки) транзисторов по справочнику.

Основные понятия: транзистор; p-n-переход; n-p-n, p-n-pструктура; коэффициент усиления транзистора; потенциометр; светодиод.

ХОД УРОКА

Таблица 4

Элементы внешней структуры Элементы внутренней структуры Деятельность учителя Деятельность учащихся Примечание
Вводный инструктаж Подготовка учащихся к изучению нового материала

-Здравствуйте, ребята! Сегодня на уроке мы будем изучать транзисторы. Поэтому запишите тему урока «Транзисторы и диагностика их работоспособности».

Что нам предстоит сегодня сделать: изучить, что такое транзисторы, какие они бывают, зачем они нужны и где применяются. Наверняка вы что-то слышали о транзисторах.

Далее мы будем учиться диагностировать работоспособность транзисторов при помощи небольшого устройства, которое называется диагностическим стендом.

Сразу хочу предупредить, что в этой работе вы должны быть очень внимательны и сосредоточены.

Ученики записывают тему урока в тетради.

Ученики слушают.

Учитель сообщает тему и цели урока, делает это ненавязчиво.

Учитель в своем объяснении может опираться на предложенную презентацию в качестве наглядного материала (слайд 1).

Сообщение новых знаний

Итак, запишем определение. Транзисторы – это очень распространенные полупроводниковые приборы, которые используются для усиления электрических сигналов в самых различных радиоэлектронных устройствах (радиоприемники, телевизоры, компьютеры).

Принцип работы транзисторов мы изучать не будем. Это вам предстоит на физике. Но некоторые данные из физики мы изучать будем.

Ученики записывают определение. Ученикам не нужно записывать полное определение транзисторов, необходимый текст под запись выделен курсивом, можно использовать и другие определения транзисторов. Учитель работает со 2 слайдом презентации
 

Разновидностей транзисторов очень много.

Как вы видите на слайде, транзисторы классифицируются пометоду изготовления, применяемым материалам, особенностям работы, назначению, мощности, диапазону рабочих частот и по другим признакам.

Если делить транзисторы по физической структуре и механизму управления, то наиболее распространенные в этой группе биполярные и полевые транзисторы. Существуют и другие типы транзисторов, но они мало распространены. Например, однопереходные, специального назначения (оптотранзисторы) и др. Оптотранзисторы часто путают с фотодиодами.

По мощности транзисторы бывают маломощные. Именно с таким мы сегодня и будем работать. Средней и большой мощности. По частоте: низко-, средне-, высоко- сверхчастотные. По материалу: германиевые и кремниевые.

Ученики слушают.

Ученики записывают классификацию в тетрадь.

Слайд 3.

Предложенную классификацию лучше записать в тетради, так как в учебнике такой классификации нет.

На слайдах 4, 5 приведены примеры разных групп транзисторов. При показе слайдов 4 и 5 необходимо обратить внимание учеников на внешний вид транзисторов.

  Первыми появились точечные транзисторы, которые сейчас уже не применяются. Ученики слушаю, смотрят. Слайд 6.
 

Как вы уже, наверно, заметили транзисторы сильно различаются по внешнему виду. Существует множество типов корпусов – корпуса различаются по дизайну и функциональному назначению (высокая теплоотдача, возможность закрепления на радиаторе)).

Основных типов корпусов транзисторов около 50. Их помнить не надо. Это справочные данные. Но при этом надо помнить, что в одном и том корпусе расположение выводов (цоколевка) может быть разным, в зависимости от типа транзистора. Т.е. разные типы транзисторов могут быть в одних и тех же корпусах.

Ученики случают.

Записывают.

Учитель просто рассказывает.

Под запись в тетрадь:

Большое внешнее разнообразие.

Расположение выводов называется цоколевка.

 

Современные транзисторы еще называются плоскостными. Как я вам уже рассказывал, наиболее часто встречаются две группы: полевые и биполярные. Для начала рассмотрим полевые транзисторы.

Полевые транзисторы еще называют канальными. Полевые транзисторы имеют 3 или 4 вывода.Отечественные полевые транзисторы обозначаются буквами КП или 2П.

Ученики слушают.

Работа со слайдом 7.

Под запись: полевые транзисторы имеют 3 или 4 вывода.

 

Самой распространенной группой транзисторов являются биполярные транзисторы. Поэтому на них мы остановимся более подробно. Биполярные транзисторы обозначаются буквами ГТ, 1Т, КТ, 2Т.

Биполярные транзисторы бывают 2 типов: р-n-p и n-p-n. Они чаще всего имеют 3 вывода. На слайдах вы можете видеть, что биполярные транзисторы очень разнообразны. Обратите внимание на их внешний вид, размеры – на одной из картинок приложена линейка.

Ученики слушают.

Слайд 8,9.

 

Как вы уже поняли, транзисторы бывают двух видов. Именно эти виды указывают на структуру транзистора.

Средняя область транзистора называется базой, одна крайняя область – эмиттером, другая – коллектором. Таким образом, в транзисторе имеются два р-п-перехода – эмиттерный между эмиттером и базой и коллекторный между базой и коллектором. Расстояние между ними должно быть очень малым, не более единиц микрон, т. е. область базы должна быть очень тонкой. Это является важнейшим условием для хорошей работы транзистора. Кроме того, обычно концентрация примесей в базе значительно меньше, чем в коллекторе и эмиттере. С помощью металлических электродов от базы, эмиттера и коллектора сделаны выводы.

Транзистор может работать в трех режимах в зависимости от того, каковы напряжения на его переходах. Работа в активном режиме получается в случае, если на эмиттерном переходе напряжение прямое, а на коллекторном – обратное. Режим отсечки или запирания достигается подачей обратного напряжения на оба перехода. Если на обоих переходах напряжение прямое, то транзистор работает в режиме насыщения. Активный режим является основным. В частности, он используется в большинстве усилителей и генераторов.

 

Слайд 10.

Более подробная теоретическая информация (см. Приложение 2)

 

На этом слайде вы видите таблицу. Вам в дальнейшее работе с транзисторами потребуется знать, что такое структура транзистора.

Теперь нам нужно немного обратится к физике.

Записывают.

Слайд 11. Таблица под запись: 2 типа биполярных транзисторов: р-n-p и n-p-n, условное обозначение, структура.
 

Так как главной функцией транзисторов является усиление электрических сигналов, то необходимо знать, что такое коэффициент усиления.

Коэффициент усиления – это отношение тока коллектора к току базы. Т.е. h21э — коэффициент передачи тока в режиме малого сигнала в схеме с общим эмиттером. Коэффициент передачи означает отношение величины сигнала на выходе к величине сигнала на входе, он называется также коэффициентом усиления.

Слушают. Слайд 12. Учитель должен объяснить, что именно этот параметр ученики будут определять при помощи диагностического стенда.
Первичное закрепление

По таблице ответьте мне, какие структуры бывают у биполярных транзисторов?

Обратите внимание на условное обозначение транзисторов, теперь посмотрите на учебник, страница 92. Найдите на схеме включения транзисторы. Попробуйте определить их структуру.

Ответы на вопросы: Структура транзисторов бывает р-n-p и n-p-n.

Ответы: рис. 27.1 - р-n-p структура, 27.2 - n-p-n – структура

Работа с учебником и с презентацией.

Ниже дополнительно указан список вопросов и ответов для первичного закрепления.

Создание ориентировочной основы деятельности

Сейчас мы будем учиться работать со справочником. Учитель показывает последовательность работы со справочником.

Взять транзистор и определить его маркировку при помощи справочника (например, раздел цветовая и кодовая маркировка транзисторов).

По таблице «Параметры отечественных биполярных транзисторов» найти тип транзистора.

Определить структуру транзистора.

Определить коэффициент усиления h21Э.

Определить номер рисунка.

Найти нужный рисунок.

По рисунку определить расположение выводов транзистора.

Ученики слушают. Ученики смотрят последовательность выполнения практической работы. При помощи презентации – слайды 13-15 (указания по работе со справочником) учитель объясняет последовательность работ со справочником.
Самостоятельная работа учащихся и текущий инструктаж Самостоятельная работа учеников по получению новых умений

Учитель выдает ученикам по 2-3 транзистора.

Учитель делает целевые обходы.

Исправляет ошибки, помогает.

Ученики выполняют практическую работу.  
Заключительный инструктаж Обобщение и систематизация изученного Сегодня на уроке мы изучили разнообразие транзисторов. Научились работать со справочником. Слушают Учитель производит анализ работы учеников, объясняет допущенные ошибки. Отмечает лучших.
  Контроль и оценка знаний, умений, навыков Проверяет тетради. Ученики убирают рабочие места, сдают работы на проверку. Учитель собирает практические работы на проверку.
  Выдача домашнего задания Прочитать учебник стр. 91-93 Слушают, записывают д/з  

Вопросы для первичного закрепления:

Что такое транзисторы? Они представляют собой полупроводниковые приборы, пригодные для усиления мощности и имеющие три вывода или больше.

Сколько переходов могут иметь транзисторы? Транзисторы могут иметь разное число переходов между областями с различной электропроводностью.

Какие транзисторы наиболее распространены? Наиболее распространены транзисторы с двумя р-п-переходами. Эти транзисторы называют биполярными.

Предположите, почему биполярные транзисторы так называются? Так как их работа основана на использовании носителей заряда обоих знаков.

Как назывались первые транзисторы? Первые транзисторы были точечными, но они работали недостаточно устойчиво. И сейчас не применяются.

Как называются современные транзисторы, что они из себя представляют? Плоскостные. Плоскостной биполярный транзистор представляет собой пластинку германия или другого полупроводника, в которой созданы три области с различной электропроводностью.

Коротко расскажите о структуре транзистора? Средняя область транзистора называется базой, одна крайняя область – эмиттером, другая – коллектором. Таким образом, в транзисторе имеются два р-п-перехода – эмиттерный между эмиттером и базой и коллекторный между базой и коллектором. Расстояние между ними должно быть очень малым, не более единиц микрон, т. е. область базы должна быть очень тонкой. Это является важнейшим условием для хорошей работы транзистора. Кроме того, обычно концентрация примесей в базе значительно меньше, чем в коллекторе и эмиттере. С помощью металлических электродов от базы, эмиттера и коллектора сделаны выводы.

Перечислите режимы работы транзистора. 1. Режим отсечки – оба p-n перехода закрыты, при этом через транзистор обычно идет сравнительно небольшой ток. 2. Режим насыщения – оба p-n перехода открыты. 3. Активный режим – один из p-n переходов открыт, а другой закрыт.

После изучения теоретического материала выполняются лабораторные работы.

Лабораторная работа №1: «Определение исправности и коэффициента усиления транзисторов при помощи диагностического стенда».

Подготовка к лабораторной работе.

Цель лабораторной работы – научиться определять исправность и коэффициент усиления транзисторов при помощи диагностического стенда.

Теоретический материал:

Транзисторы – это очень распространенные полупроводниковые приборы, которые используются для усиления электрических сигналов в самых различных радиоэлектронных устройствах (радиоприемники, телевизоры, компьютеры).

Разновидностей транзисторов очень много.

Транзисторы классифицируются пометоду изготовления, применяемым материалам, особенностям работы, назначению, мощности, диапазону рабочих частот и по другим признакам.

Если делить транзисторы по физической структуре и механизму управления, то наиболее распространенные в этой группе биполярные и полевые транзисторы. Существуют и другие типы транзисторов, но они мало распространены. Например, однопереходные, специального назначения (оптотранзисторы) и др. Оптотранзисторы часто путают с фотодиодами.

По мощности транзисторы бывают маломощные. Именно с таким мы сегодня и будем работать. Средней и большой мощности. По частоте: низко-, средне-, высоко- сверхчастотные. По материалу: германиевые и кремниевые.

Первыми появились точечные транзисторы, которые сейчас уже не применяются.

Транзисторы сильно различаются по внешнему виду. Существует множество типов корпусов – корпуса различаются по дизайну и функциональному назначению (высокая теплоотдача, возможность закрепления на радиаторе)).

Основных типов корпусов транзисторов около 50. Их помнить не надо. Это справочные данные. Но при этом надо помнить, что в одном и том корпусе расположение выводов (цоколевка) может быть разным, в зависимости от типа транзистора. Т.е. разные типы транзисторов могут быть в одних и тех же корпусах.

Современные транзисторы еще называются плоскостными. Как я вам уже рассказывал, наиболее часто встречаются две группы: полевые и биполярные. Для начала рассмотрим полевые транзисторы.

Полевые транзисторы еще называют канальными. Полевые транзисторы имеют 3 или 4 вывода.Отечественные полевые транзисторы обозначаются буквами КП или 2П.

Самой распространенной группой транзисторов являются биполярные транзисторы. Поэтому на них мы остановимся более подробно. Биполярные транзисторы обозначаются буквами ГТ, 1Т, КТ, 2Т.

Биполярные транзисторы бывают 2 типов: р-n-p и n-p-n. Они чаще всего имеют 3 вывода. На слайдах вы можете видеть, что биполярные транзисторы очень разнообразны. Обратите внимание на их внешний вид, размеры – на одной из картинок приложена линейка.

Как вы уже поняли, транзисторы бывают двух видов. Именно эти виды указывают на структуру транзистора.

Средняя область транзистора называется базой, одна крайняя область – эмиттером, другая – коллектором. Таким образом, в транзисторе имеются два р-п-перехода – эмиттерный между эмиттером и базой и коллекторный между базой и коллектором. Расстояние между ними должно быть очень малым, не более единиц микрон, т. е. область базы должна быть очень тонкой. Это является важнейшим условием для хорошей работы транзистора. Кроме того, обычно концентрация примесей в базе значительно меньше, чем в коллекторе и эмиттере. С помощью металлических электродов от базы, эмиттера и коллектора сделаны выводы.

Транзистор может работать в трех режимах в зависимости от того, каковы напряжения на его переходах. Работа в активном режиме получается в случае, если на эмиттерном переходе напряжение прямое, а на коллекторном – обратное. Режим отсечки или запирания достигается подачей обратного напряжения на оба перехода. Если на обоих переходах напряжение прямое, то транзистор работает в режиме насыщения. Активный режим является основным. В частности, он используется в большинстве усилителей и генераторов.

Так как главной функцией транзисторов является усиление электрических сигналов, то необходимо знать, что такое коэффициент усиления.

Коэффициент усиления – это отношение тока коллектора к току базы. Т.е. h21э — коэффициент передачи тока в режиме малого сигнала в схеме с общим эмиттером. Коэффициент передачи означает отношение величины сигнала на выходе к величине сигнала на входе, он называется также коэффициентом усиления.

Вспомнить, как работать со справочником.

Последовательность работы со справочником.

Взять транзистор и определить его маркировку при помощи справочника (например, раздел цветовая и кодовая маркировка транзисторов).

По таблице «Параметры отечественных биполярных транзисторов» найти тип транзистора.

Определить структуру транзистора.

Определить коэффициент усиления h21Э.

Определить номер рисунка.

Найти нужный рисунок.

По рисунку определить расположение выводов транзистора.

Приборы и оборудование.

Наименование Кол-во Технические характеристики
Диагностический стенд Один на четверых

Питание от автономного источника.

Потребляемая мощность 90 мВт

Программа работы.

По справочнику определить расположение выводов транзистора.

Вставить транзистор в гнезда диагностического стенда так, как было определено по справочнику.

Работая потенциометром, определить структуру транзистора и коэффициент усиления. Полученные данные записать в таблицу.

Таблица 5

Номер пункта Тип транзистора Его структура Границы коэффициента усиления Полученный результат Вывод об исправности транзистора
1          

Проверить, таким образом, все выданные транзисторы.

Обработка результатов опытов.

Изучить полученные результаты и сделать выводы о работоспособности транзисторов. Выводы записать в отчет.

Лабораторная работа № 2 «Сборка однокаскадного усилителя с предварительной проверкой исправности транзистора».

Подготовка к лабораторной работе.

Цели лабораторной работы:

- научится собирать однокаскадный усилитель;

- изучить основы использования генератора низкочастотных колебаний и осциллографа;

- научиться проверять транзисторы на работоспособность.

Теоретический материал по работе с генератором низких частот и осциллографом.

Генератор низкой частоты служит для создания (генерирования) электри­ческих колебаний низкой частоты (18-200 000 Гц). Он используется для производства, на­ладки и ремонта радиоэлектронных устройств (рис. 8б).

Генератор является радиоэлектронным устройством, в зависимости от вида сигнала содержащий разные функциональные узлы. Общими узлами, для разных видов генераторов, являются: источник исходного сигнала (перестраиваемый автогенератор или кварцевый синтезатор частоты), усилители, выходные формирователи сигнала, выходной аттенюатор, цепи управления, цепи стабилизации выходного уровня и блок питания. Дополнительно в составе генератора могут быть различные модуляторы, формирователи временных интервалов и другие компоненты. В некоторых генераторах форма выходного сигнала синтезируется цифровым методом, с помощью ЦАП. Существуют также генераторы сигнала оптического диапазона, их работа основана на принципах квантовой электроники.

Электронный осциллограф служит основным радиоизмеритель­ным прибором. Главной его частью является электронно-лучевая трубка, аналогичная той, которая используется в телевизорах. С помощью осцилло­графа можно как наблюдать, так и измерять различные характеристики электрических сигналов (рис. 6а).

В самом упрощенном виде осциллограф представляет собой вольтметр с элект­ронно-лучевой трубкой. Однако у новичка этот прибор, со всеми его органами управления и видеоэкраном, вызывает одновременно восхищение и смущение. Осциллограф может быть одним из наиболее ценных типов оборудования при поиске неисправностей.

Основным преимуществом данного устройства является то, что оно предос­тавляет изображение формы измеряемого сигнала. Большинство осциллографов используют вертикальное и горизонтальное электростатическое отклонение луча электронной пушки с помощью двух пар вертикальных и горизонтальных пластин.

Хотя осциллограф широко используется для определения амплитуды напря­жения, с его помощью можно измерять частоту, период, наблюдать фронты вол­новых сигналов, фазовый угол и частотные характеристики (рис. 9).

Основные органы управления осциллографом и их функции.

Интенсивность - управление яркостью электронного луча.

Фокус - регулировка ширины луча.

Управление по вертикали - управление положением электронного луча по вертикали.

Управление по горизонтали - управление положением электронного луча по горизонтали.

Усиление по вертикали - регулирует высоту представления формы сиг­нала.

Усиление по горизонтали - регулирует ширину представления формы сигнала.

Управление разверткой - регулирует частоту генератора горизонтальной развертки.

Селектор синхронизации - позволяет выбрать внешнюю или внутрен­нюю синхронизацию.

Регулировка по оси Z - изменяет модуляцию следа сигнала.

Шкала калибровки - предоставляет шкалу для измерений колебаний на­пряжения.

Настройка осциллографа обычно выполняется следующим образом:

Поставите регуляторы интенсивности, фокуса и синхронизации на минимум.

Установить регуляторы по вертикали и горизонтали в среднее положение.

Включить осциллограф и установите регулятор интенсивности на мини­мальную яркость.

Дать осциллографу нагреться в течение 1-2 мин и регулятором фокуса установить контрастность.

Установить сигнал в центр с помощью соответствующих регуляторов.

Подключить источник переменного тока 6,3 В к входу по вертикали для калибровки.

Поскольку напряжение 6,3 В является среднеквадратичным значением амплитуды синусоиды 9 В (или двойной амплитуды 18В), установить уси­ление по вертикали на диапазон 1,8 делений (рис. 10).

Настроить синхронизацию, чтобы появилась статическая картинка трех периодов синусоидальной кривой.

Теперь осциллограф настроен и откалиброван.

Рисунок 8. Откалиброванныйэкраносциллографа

Каждое деление отныне соответствует 10 В. Для измерений других напря­жений можно использовать аттенюатор, который позволяет умножить цену деления на 0,1, 1,10 и т.д.

С помощью внутреннего калибратора, можно настроить осциллограф на цену деления 1 В.

Более сложные измерительные приборы имеют встроенные калибраторы, отдельные и независимые средства работы с запуском, средства поиска луча.

Рисунок 17. Схема однокаскадного усилителя.

Приборы и оборудование.

Наименование Кол-во Технические характеристики
Осциллограф С1-55 1  
Генератор НЧ Г3-110 1  
Источник питания Б5-7 1 От сети – 220 В
Диагностический стенд 1

Питание от автономного источника.

Потребляемая мощность 90 мВт

Резистор на основании 1 R31 кОм
Резистор на основании 2 R1, R2 10 кОм
Конденсатор на основании 2 10 мкФх25В
Транзистор на основании 1 КТ3102
Провод соединительный с наконечником под зажим 11  
Провод соединительный с пальчиковым наконечником 3  

Рисунок 18. Примеры элементов на основании, используемых в лабораторной работе.

Рисунок 19. Монтажная схема однокаскадного усилителя..

Программа работы.

Подсоединить к транзистору соединительные провода с пальчиковыми наконечниками.

Пальчиковые наконечники вставить в гнезда диагностического стенда и определить исправность транзистора.

Отсоединить соединительные провода с пальчиковыми наконечниками.

Собрать схему, согласно рисунку, используя соединительные провода.

Убедиться в правильности сборки схемы.

Подключить источник питания, генератор и осциллограф к схеме.

Исследовать схему, работая с приборами в следующей последовательности.

Подключить источник питания, соблюдая полярность.

Подключить генератор ко входу исследуемой схемы соблюдая полярность (сигнальный вывод к входу, общий – к минусу питания).

Подключить осциллограф к входу схемы соблюдая полярность (сигнальный вывод к входу, общий – к минусу питания).

Включить осциллограф.

Настроить осциллограф (см. пункт«Технические средства обучения электрорадиотехнике»).

Выставить на входном делителе напряжения предел 5 В/дел.

Выставить переключателем управления разверткой время равное 2 мс/дел.

Включить источник питания.

Включить генератор.

Выставить частоту равную 1 кГц.

Выставить напряжение на выходе равное 0,01 В.

Селектором синхронизации и ручкой управления синхронизации настроить синхронизацию, чтобы появилась статическая картинка синусоидальной кривой.

Измерить размах сигнала на входе, данные занести в таблицу.

Подключить осциллограф к выходу схемы соблюдая полярность (сигнальный вывод к выходу, общий – к минусу питания).

Селектором синхронизации и ручкой управления синхронизации настроить синхронизацию, чтобы появилась статическая картинка синусоидальной кривой.

Измерить размах сигнала на выходе, данные занести в таблицу.

Подсчитать коэффициент усиления схемы, согласно формуле Ku=Uвых/Uвх. Данные занести в таблицу.

Провести 5 измерений, увеличивая напряжение на выходе генератора на 0,03 В. (Повторяя пп. 7.12-7.17).

Коэффициент усиления транзистора Размах сигнала на входе Размах сигнала на выходе Коэффициент усиления схемы
1        
2…        
…5        

Обработка результатов опытов

Сделать вывод о зависимости изменения коэффициента усиления схемы от сигнала на входе.

Методика выполнения лабораторных работ – см. Приложение 3.

2.4. Методические рекомендации по работе на диагностическом стенде

Чтобы обучить школьников работе на диагностическом стенде самостоятельно, необходимо сначала объяснить необходимые термины и понятия; рассказать, как работать с диагностическим стендом; показать методы работы, проконтролировать самостоятельную работу учащихся.

Какие понятия надо знать, чтобы работать на диагностическом стенде:

- транзистор;

- p-n-переход;

- n-p-n, p-n-pструктура;

- коэффициент усиления;

- потенциометр;

- светодиод.

Изучаемый диагностический стенд используется для проверки работоспособности и структуры транзисторов, определение коэффициента усиления транзистора h21Э, проверки работоспособности диодов и стабилитронов, и определения их полярности. Например, для входного контроля элементов перед сборкой радиоэлектронных схем. Проверка работоспособности транзисторов необходима перед сборкой электронных схем и во время поиска неисправностей.

Определение исправности транзистора при помощи омметра не дает полноты картины об исправности транзистора, так как могут быть целы p-n-переходы, но вследствие утечки тока по кристаллу будет низким коэффициент усиления h21Э.

Определение коэффициента усиления транзистора необходимо в некоторых случаях - в тех случаях, когда собираемые схемы критичны к этому показателю. И транзисторы не соответствующие по коэффициенту усиления нижнему пределу справочных данных считаются непригодными к дальнейшей эксплуатации. А транзисторы с коэффициентом усиления ниже 10 являются браком.

К сожалению, диагностические стенды не позволяют проверить транзистор на соответствие единичного коэффициента усиления по амплитудно-частотной характеристике. Для этого нужно собрать однокаскадный транзисторный усилитель и при помощи осциллографа и генератора определить частоту единичного усиления. Что является граничной частотой работы транзистора.

При работе с диагностическим стендом формируется знание о расположении выводов транзистора (КБЭ – коллектор-база-эмиттер). Когда ученики работают с конкретным транзистором, происходит процесс запоминания расположения выводов транзистора.

Также формируется умение и навык работы со справочным материалом. А именно определение расположения выводов (цоколевки) транзисторов по справочнику.

При работе с диагностическим стендом, в процессе формирования умений и навыков можно выделить следующие этапы работы:

Показ умения и постановка цели овладения им. Так перед практическим занятием ученики должны научиться читать справочный материал.

Ознакомление с составом умения, осознание учащимися последовательности выполнения действий. Учитель говорит, что при чтении справочных таблиц нужно найти в ней соответствующую графу или строчку для определения типа транзистора, сделать вывод о диапазоне и нижней границе коэффициента усиления. По одной из граф найти номер рисунка, показывающего расположение выводов. В специализированных подробных справочниках рисунок транзистора с расположением выводов находится рядом с его техническими характеристиками.

Показ учителем образца выполнения действий. Последовательность действий:

- взять транзистор;

- по справочнику определить расположение выводов (КБЭ);

- вставить в гнезда (КБЭ) диагностического стенда транзистор в соответствии с ранее определенным по справочнику расположением выводов;

- включить диагностический стенд. Для этого необходимо перевести выключатель, установленный на передней панели диагностического стенда в положение «включено».

- вращая ручку потенциометра найти точку начала мигания одного из светодиодов. Сопротивление потенциометра в этой точке в килоомах будет равно коэффициенту усиления данного транзистора. Мигание соответствующего светодиода укажет на структуру транзистора (n-p-nили p-n-p). В конкретном случае это светодиоды HL1 или HL2. Если в любом положение потенциометра светодиод мигает или не мигает, т.е. нет точки перехода от потухшего светодиода к мигающему, либо мигают оба светодиода, то этот транзистор неисправен.

На этом этапе полезно предупредить школьников о возможных ошибках при использовании умения.

Типичные ошибки:

- невнимательная работа со справочником. Учитель должен обратить внимание учеников, что транзисторы в одинаковом корпусе могут иметь разные варианты выводов. И даже если ученики правильно определят номер рисунка, необходимо обращать внимание на правильную букву, обозначающую расположение выводов транзистора.

- неправильно вставить транзистор в диагностическую колодку, несоответствие с цоколевкой транзистора. Так как стенд защищен от выхода из строя от неправильно вставленного транзистора, можно исправить допущенную ошибку, вынуть транзистор и вставить заново согласно определенной по справочнику цоколевке. Обязательно сверившись со справочником.

4. Тренировочные упражнения для овладения умением. При этом школьники сначала могут повторять действия по указанию учителя.

5. Самостоятельное применение умения, его перенос на новый материал и использование для решения следующей задачи. Например, для сборки однокаскадного усилителя.

Работа выполняется в парах или в группах по 4 человека. Каждой группе выдается диагностический стенд и 10-15 транзисторов, часть из которых должна быть неисправна. Каждой группе выдается справочник или ксерокопия нужных страниц.

При работе ученики должны заполнить таблицу (распределение по графам):

Номер пункта Обозначение транзистора Его структура Границы коэффициента усиления Полученный результат Вывод об исправности транзистора
1          

Для того чтобы обеспечить ученикам тренировку, учителю необходимо иметь определенный запас исправных и неисправных транзисторов.

Тренировочные упражнения для овладения умением. Для того чтобы овладеть данным умением, ученики должны проверить исправность нескольких транзисторов. При этом школьники повторяют действия по указанию учителя.

Учитель делает целевые обходы.

Первый обход – проверка готовности учеников к работе. Наличие тетрадей, нарисованных таблиц. Наличие в каждой группе необходимого количества транзисторов, диагностического стенда, школьных принадлежностей.

Второй обход - контроль выполнения работы. Правильность последовательности работы, внимательность при работе со справочником, при определении расположения выводов транзистора.

Выводы по главе

В ходе второй главы было изучено разнообразие диагностических стендов, применяемых в технологическом образовании. Даны характеристики каждому типу диагностических стендов, отмечены их достоинства и недостатки. Выделены стенды, использующиеся при обучении школьников.

Чтобы дать основные технические характеристики диагностического стенда, который можно использовать для изучения темы транзисторов, было изучено несколько существующих принципиальных схем, которые можно использовать для поставленной цели. Выделены достоинства и недостатки каждой из рассмотренных схем. В результате выбрана такая принципиальная схема, которая не требует больших денежных затрат, имеет небольшие размеры, а также не требует затрат времени на расчеты, сразу показывая результат. Для выбранной схемы даны необходимые технические характеристики, дано описание ее возможностей, принципов работы.

Выделены этапы сборки самого диагностического стенда на основе выбранной принципиальной схемы.

В последнем параграфе разработан подробный конспект урока с применением диагностического стенда, даны методические рекомендации по работе на разработанном диагностическом стенде, последовательность работ на стенде. Разработана электронная презентация по изучению темы «Транзисторы» с выполнением практической работы с диагностическим стендом.

Заключение

В ходе выполнения работы были изучены работы ряда авторов, занимающихся проблемами раздела «Электрорадиотехника» в образовательной области "Технология.

Поставленные задачи реализованы, а именно:

Изучены цели и задачи, стоящие при изучении электрорадиотехники в общеобразовательной школе. Изучено содержание образования школьников по разделу «Электрорадиотехника». Для этого изучена общеобразовательная программа по выбранному разделу. Так как программа дает только примерную тематику, был изучен учебник по соответствующему разделу.

Во втором параграфе изучены методы и формы изучения электрорадиотехники в школьном курсе «Технология». Разработаны схемы методов и форм обучения, даны описания основным методам и формам обучения.

Изучены технические средства обучения школьников электрорадиотехнике. Дана классификация технических средств, используемых при обучении школьников «Электрорадиотехнике». Даны характеристики технических средств, изучены возможности каждого из изучаемых технических средств.

Вторая глава посвящена разработке диагностического стенда. В первом параграфе второй главы изучено понятие диагностических (лабораторных) стендов, их назначение, рассмотрены требования к диагностическим стендам, которые можно использовать при работе со школьниками.

Далее были изучены принципиальные схемы нескольких диагностических стендов. Выделены достоинства и недостатки каждой из них. Выбрана одна из изученных принципиальных схем. Для этой схемы разработана печатная плата.

Даны основные технические характеристики выбранного и разработанного диагностического стенда.

Разработаны методические рекомендации по работе на разработанном диагностическом стенде. Разработан подробный конспект урока, включающий теоретический материал по теме «Транзисторы», необходимый для работы с диагностическим стендом. К уроку разработана электронная презентация. Для темы транзисторы разработаны лабораторные работы.

Список используемой литературы

Арбузов Ю.В., Леньшин В.Н., Маслов С.И., Поляков А.А., Свиридов В.Г. О проекте отраслевого стандарта «Системы автоматизированного лабораторного практикума удаленного доступа» [Текст] // Проблемы информатизации высшей школы. - Выпуск 3-4. - 1997. – С. 65-72.

Бабанский Ю. К. Оптимизация процесса образования [Текст]: учеб. Пособие. - М. - 1977.

Бердышев А.В. Технология в школе: предметно-функциональный подход [Текст] / Бердышев А.В. // Школа и производство №2. - 2002.

Воронков Э.Н.Вернуть трудовому воспитанию достойное место в школе [Текст] / Воронков Э.Н. // Школа и производство. - №1. – 2004, с.2-3.

Воронков Э.Н., Савинов И.С., Файрушин А.Р. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ «Программно-технический комплекс по основам электроники «Полупроводниковые диоды и транзисторы» [Текст]/ Воронков Э.Н. - № 2004612100. - 13 – 09 - 2004 г.

Гиркин И. В. Новые подходы к организации учебного процесса с использованием современных компьютерных технологий [Текст]/ Гиркин И. В. // Информационные технологии. - № 6. - 1998.

Горбунова Т.В. Проектная культура в технологическом образовании: Методическое пособие для учителей технологии и студентов инженерно-педагогических факультетов (специальность – "Технология и предпринимательство") [Текст]/ Горбунова Т.В. - Калуга: Изд-во КГПУ им. К.Э. Циолковского, 2002. – 112с.

Журналы «Радио» № 1-12, 1989 г.

Жучков В.М. Теоретические основы концепции предметной области "Технология" для педагогических вузов [Текст]/ Жучков В.М. – СПб.: Изд-во РГПУ им.А.И. Герцена. - 2001. – с.64-69.

Иванова Л.А. Активизация познавательной деятельности учащихся при изучении физики [Текст]/ Иванова Л.А. - М.: Просвещение, 1986.

Карачев А.А. Как обучать технологии [Текст]/ Карачев А.А. // "Школа и производство". - №6. - 1998, - С.53-57.

Кальченко А., Мацвейко А. Генераторы импульсов с малым временем восстановления. [Текст]/ Кальченко А. и др. - Сб. «В помощь радиолюбителю». - Вып. 66. - М.: ДОСААФ, 1979, с. 20—24.

Карачев А.А. Актуальные проблемы технологического образования российских школьников // Школа и производство. - №2. - 2003.

Карачёв А. А., Полумиенко В. В. Изучение раздела «Радио­электроника» образовательной области «Технология» на функцио­нальном уровне: Теория и практика подготовки учителей техноло­гии и предпринимательства [Текст]: Межвузовский сборник научных ста­тей /Карачёв А. А., Полумиенко В. В. - Ульяновск, 2001 г. – 39 с.

Карачёв А. А., Полумиенко В. В. Экспериментальная про­грамма раздела «Радиотехника» модуля «Электрорадиотехнология» образовательной области «Технология». [Текст]: Новое содержание образо­вательной области «Технология» - М.:«Эслан» 2002. - 37 с.

Карпачев А. Прибор для про­верки транзисторов [Текст]/ Карпачев А. // Радио, 1984. - № 7. - с. 37.

Киверин Н., Испытатель маломощных транзисторов [Текст]/ Киверин Н.// Радио №5, 1987 г. - стр.34.

Кругликов Г.И. Методика преподавания технологии с практикумом: [Текст]: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений /Кругликов Г.И. – М.: Издательский центр "Академия", 2002. - 480 с.

Лабораторное оборудование, мебель, посуда [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.techradius.com/pages/461/

Маршалек А. Педагогические основы обучения электронике в системе непрерывной общетехнической подготовки учащихся республики Польша. [Текст]: дис. док. пед. наук / Маршалек А. -13. 00. 02. - М., 2001.

Микушин А.В., Сажнев А.М., Сединин В.И. Цифровые устройства и микропроцессоры [Текст]: учебное пособие./ Микушин А.В. и др. – Новосибирск. - ВЕДИ, 2005.

Пидкасистый П. И. Самостоятельная познавательная деятельность школьников в обучении [Текст]: Теоретико-экспериментальное исследование. - М.: Педагогика, 1980. - 240 с.

Полумиенко В.В., Карачёв А.А. Изучение раздела «Радиоэлектроника» образовательной области «Технология» на функциональном уровне [Текст] / Полумиенко В.В., Карачёв А.А. // Теория и практика подготовки учителей технологии и предпринимательства: Межвузовский сборник научных статей. - Ульяновск, 2001. — С. 36 — 39.

Полумиенко В.В., Карачёв А.А. Использование функционального подхода к изучению электрорадиотехнологических модулей в общеобразовательной школе [Текст]: учебно-методическое пособие / МПГУ. — М., 2003. - 124 с. - Рукопись деп. в ИТОП РАО, дата 24.07.2003 г. № 23 - 03, 12,56 п.л. (авторских - 50%).

Полумиенко В.В., Карачёв А.А. Перспективы модернизации содержания раздела «Радиоэлектроника» образовательной области «Технология» [Текст] // Технологе - экономическое образование в XXI веке: Сборник трудов Международной научно — практической конференции. / Новосибирск: НГПУ, 2003.

Полумиенко В.В., Карачёв А.А. Устройство для изучения функциональной структуры радиоэлектронных устройств и систем [Текст] / Патент на изобретение № 2215334. г. Москва 27 октября 2003 г. - 16 с.

Полумиенко В.В., Карачёв А.А. Устройство для изучения функциональной структуры электротехнических и радиоэлектронных устройств и систем [Текст] / Свидетельство на полезную модель № 26349. г. Москва 27 ноября 2002 г.

Полумиенко В.В., Карачёв А.А. Функциональный подход к изучению радиоэлектроники в школе [Текст] // Совершенствование подготовки учителей технологии в условиях реформирования образования: Материалы международной научно - практической конференции 15-16 февраля 2001 г. -М.: Эслан, 2001. - С. 266.

Программа средних общеобразовательных учреждений. Тру­довое обучение. Технология [Текст] / Под ред. Ю. Л. Хотунцева, В. Д. Си­моненко. -М.: Просвещение, 1996 г. - 224 с.

Рознатовский А. Испытатель транзисторов [Текст]/ Рознатовский А. // Радио, 1983. - № 5. - С. 53.

Симоненко В.Д. Основы технологической культуры [Текст]: учеб. пособие / Симоненко В.Д. - М.: Издательство Вентана-Граф. - 1998. -268с.

Симоненко В.Д. Технологическая культура и образование [Текст]: учеб. пособие / Симоненко В.Д.. - Брянск: Издательство БГПУ. - 2001. -214с.

Технология [Текст]: Учебник для учащихся 9 класса общеобразовательных учреждений. – 2-е изд., перераб/ Под ред. В.Д.Симоненко. – М.: Вентана-Граф, 2006.

Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника [Текст]/ Титце У., Шенк К.// Мир, 1983.

Томал Дэн, Уидмер Нил. Поиск неисправностей в электронике [Текст]: учеб. пособие для специалистов / Томал Д., Уидмер Н.; пер. с англ. С.О.Махарадзе. – М: НТ Пресс, 2007.

Угрюмов Е. Цифровая схемотехника [Текст]: Учебное пособие / Угрюмов Е. - Санкт-Петербург BHV, 2001.

Уэйкерли Дк. Ф. Проектирование цифровых устройств [Текст]/ Уэйкерли Дк. Ф. - М. Постмаркет, 2002.

 


[1] http//www. схема74.narod.ru

Слайды презентации:

1. Титульный.

2. Объект и предмет.

3. Цель

4. Задачи.

5. Тематический план изучения раздела «Электрорадиотехника» в старших классах школы

6. Методы и формы изучения подраздела "Электрорадиотехника".

7. Основные технические рсдества обучения школьников электрорадиотехнике.

8. Глава 1. (схема).

9. Учебные лабораторные стенды.

10. Пример лабораторного стенда.

11. Этапы разработки диагностического стенда.

12. Вариант принципиальной схемы диагностического стенда №1.

13. Вариант принципиальной схемы диагностического стенда №2.

14. Вариант принципиальной схемы диагностического стенда №3.

15. Вариант принципиальной схемы диагностического стенда №4.

16. Печатная плата.

17. Этапы сборки стенда.

18. Вариант эскиза корпуса диагностического стенда.

19. Основные выводы.

20. Спасибо за внимание.

 

 

 

Скачать диплом:

Данный текст доступен только для авторизованных пользователей сайта

Скачать презентацию к диплому:

Данный текст доступен только для авторизованных пользователей сайта

Для получения возможности скачивания файлов и добавления комментариев - войдите на сайт или зарегистрируйтесь.