Using of information technologies by studing theoretical and general electrotechnician

Bikovskaya L.V., Vorobjeva S.A. (vorobevasa@mail.ru), Semenova N.G. (sem@unpk.osu.ru)

The state general education institution of high professional education “The Orenburg State University”

Abstract

Fast development of computer technics lets using of modern information technologies by studying TGE course on all kinds of students training: lectures, practices, laboratory works, and also on independent and creative work of students

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И ОБЩЕЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Быковская Л.В., Воробьева С.А. (vorobevasa@mail.ru), Семенова Н.Г. (sem@unpk.osu.ru)

Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования Оренбургский государственный университет (ГОУ ВПО ОГУ)

Изначально информационные технологии создавались не для нужд образования. Однако в последнее время большое распространение получили программно педагогические средства (ППС), позволяющие подойти к подготовке инженеров различных специальностей более творчески с меньшими затратами времени. Студенты электроэнергетических специальностей обладают достаточно глубокими знаниями по математике, физике, информатике. Поэтому в Оренбургском государственном университете на кафедре теоретической и общей электротехники внедрение информационных технологий (ИТ) ведётся по всем видам учебных занятий.

Лекционный курс читается в специализированной лекционной аудитории с применением мультимедиа технологий, обеспечивающих высококачественную графику, звук, анимацию, видеофрагменты. Максимальное использование элементов ИТ происходит на практических занятиях, при самостоятельной и исследовательской работе студентов. В настоящее время на кафедре для этих целей используется программный пакет Mathcad, выпускаемый фирмой Math-Soft, Inc. Пакет Mathcad чрезвычайно прост в использовании и легок в обучении, что является важным, так как студенты большинства специальностей изучают электротехнику и ТОЭ на младших курсах. С помощью Mathcad в электротехнике можно просто и быстро выполнить такие расчеты, как решение систем линейных алгебраических уравнений, действия с комплексными числами, разложение графически заданных функций в ряды Фурье, операции прямого и обратного преобразования Лапласса, построение графиков различной сложности. Данные вычисления используются студентами при выполнении типовых расчетно-графических заданий (всего 6), таких как: расчет линейных цепей постоянного и синусоидального тока, расчет трехфазной цепи и цепи несинусоидального тока, расчет переходных процессов в линейных и нелинейных цепях. С другой стороны, использование Mathcad облегчает только математические вычисления и повышает точность расчетов, апеллируя к знаниям по электротехнике. Для успешного контроля процесса обучения студентов разработаны и применяются тесты промежуточного контроля знаний, что позволяет освободить преподавателя от рутинной работы.

Важным звеном в преподавании курсов теоретической и общей электротехники являются лабораторные работы, которые проводятся на специально разработанных учебных стендах. В процессе проведения лабораторной работы студенты приобретают практические навыки сборки схем и работы с электроизмерительными приборами. К недостаткам такого подхода в образовании следует отнести проблемы техники безопасности, значительные затраты времени на сборку и отладку схем, а также потребность в дорогостоящем оборудовании и значительных материальных средствах на его частый ремонт и замену. Следует также отметить, что возможности реальных стендов ограничены для проведения лабораторных работ по разделам «Переходные процессы» и «Исследование электрических цепей при несинусоидальных токах и напряжениях». Учитывая широкое применений ИТ, на кафедре ТОЭ создан виртуальный лабораторный практикум в системе схемотехнического моделирования «Electronics Workbench», разработанной компанией Interactive Image Technologies. Виртуальный лабораторный практикум включает в себя основные разделы курса ТОЭ и курса «Электротехника и электроника» и насчитывает 20 лабораторных работ. «Electronics Workbench» - виртуальная электронная лаборатория максимально приближенная к реальной лаборатории, позволяет сократить время на подготовку и проведение эксперимента. Выполняя лабораторную работу в «Electronics Workbench», студент застрахован от случайного поражения электрическим током, а приборы – от выхода из строя из-за перегрузок. Недостатком является невозможность приобретения практических навыков. Поэтому каждый преподаватель вправе выбрать необходимый уровень сочетания реальных и виртуальных лабораторных работ. В процессе обучения у студентов вырабатываются устойчивые навыки как моделирования электрических схем любого уровня сложности, так и навыки обращения с компьютером, которые будут полезны в будущем при изучении специальных предметов и в профессиональной деятельности.

Литература

1. Очков В.Ф. Mathcad 8 Pro для студентов и инженеров [Текст] – М.: КомпьютерПресс, 1999. – 523 с.

2. Панфилов Д.И. Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях в 2 т. [Текст]: Практикум на Electronics Workbench т.1/ Панфилов Д.И., Иванов В.С., Чепурин И.Н.- М.:ДОДЭКА, 1999. – 304 с.