Интегрированный урок как средство формирования межпредметных компетенций



Интегрированный урок- это особый тип урока, объединяющего в себе обучение одновременно по нескольким дисциплинам при изучении одного понятия, темы или явления. Или же — интегрированным уроком называют любой урок со своей структурой, если для его проведения привлекаются знания, умения и результаты анализа изучаемого материала методами других наук, других учебных предметов.

Не случайно интегрированные уроки именуют еще и межпредметными, а формы их проведения самые разные: семинары, конференции, путешествия и т. д. Поэтому идея интеграции стала в последнее время предметом интенсивных теоретических и практических исследований в связи с начавшимися процессами дифференциации в обучении. Ее нынешний этап характерен как эмпирической направленностью — разработкой и проведением преподавателями интегрированных уроков, так и теоретической — созданием и совершенствованием интегрированных курсов, в ряде случаев объединяющих многие предметы, изучение которых предусмотрено учебными планами. В таком уроке всегда выделяются: ведущая дисциплина, выступающая интегратором, и дисциплины вспомогательные, способствующие углублению, расширению, уточнению материала ведущей дисциплины.

Интегрированный урок связан с выходом за узкие рамки одного предмета, соответствующей понятийно-терминологической системы и метода познания. На нем можно преодолеть поверхностное и формальное изучение вопроса, расширить информацию, изменить аспект изучения, углубить понимание, уточнить понятия и законы, обобщить материал, соединить опыт учащихся и теорию его понимания, систематизировать изученный материал.

Как показывает наш многолетний опыт к использованию интегрированного урока учителя прибегают нечасто и главным образом в следующих случаях:

1. При обнаружении дублирования одного и того же материала в учебных программах и учебниках;
2. При лимите времени на изучение темы и желании воспользоваться готовым содержанием из параллельной дисциплины;
3. При изучении обобщённых категорий, законов, принципов, охватывающих разные аспекты человеческой жизни и деятельности;
4. При выявлении противоречий в описании и трактовки одних и тех же явлений, событий, фактов в разных науках;
5. При демонстрации более широкого поля проявления изучаемого явления, выходящего за рамки изучаемого предмета;
6. При создании проблемной, развивающей методики обучения предмету.

В ходе подготовки к интегрированному уроку преподаватель, прежде всего, должен определить:

– свои мотивы проведения интегрированного урока и его цель;

– состав интегрирования, т. е. совокупность объединяемых компонентов;

– форму интегрирования;

– характер связей между соединяемым материалом;

– структуру (последовательность) расположения материала;

– методы и приёмы его предъявления;

– методы и приёмы переработки учащимися нового материала;

– способы увеличения наглядности учебного материала;

– распределения ролей с учителями интегрируемого предмета;

– критерии оценивания эффективности урока;

– форму записи подготовленного урока;

– формы и виды контроля обученности учащихся на данном уроке.

Интеграция дает возможность, с одной стороны, показать учащимся «мир в целом», преодолев разобщенность научного знания по дисциплинам, а с другой — высвобождаемое учебное время использовать для полноценного осуществления профильной дифференциации в обучении.

Иначе говоря, с практической точки зрения, интеграция предполагает усиление межпредметных связей, снижение перегрузок студентов, расширение сферы получаемой информации студентами, подкрепление мотивации обучения

Междисциплинарный курс (МДК) — система знаний и умений, отражающая специфику вида профессиональной деятельности и обеспечивающая освоение компетенций обучающимися в рамках профессионального модуля. Общая компетенция (ОК)- способность успешно действовать на основе практического опыта, умений и знаний при решении задач, общих для многих видов профессиональной деятельности, а также вне профессиональной сферы. Профессиональная компетенция (ПК)-способность успешно действовать на основе умений, знаний и практического опыта при выполнении задания, решении задачи профессиональной деятельности.

Предлагаем один из вариантов разработанного и проведенного сценария интегрированного урока двух учебных дисциплин в группах 2-го курса специальности 08.02.09 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий» по предметам «Электротехника» и «Основы электроники» — 4 часа.

Интегрированный урок двух учебных дисциплин.

«Электротехника»

«Основы электроники»

Тип: Интегрированный урок — 4 часа.

«Основы электроники», «Электротехника» — урок новых знаний по реализации МПС, систематизации и обобщения знаний.

Тема урока: «Основы электроники» — «Графические аналитические расчеты параметров п/п диодов и транзисторов, стабилитронов»

Тема урока: «Электротехника» — Снятие вольт-амперной характеристики нелинейных элементов.

Общие цели урока:

– Систематизация и синтез методов расчета параметров нелинейных элементов электрической цепи.

– Применение методов и приемов электротехники для расчета параметров электронных приборов.

– Формирование общепрофессиональных компетенций для переноса их с одной учебной дисциплины на другую.

Цели коммуникативные:

– Сотрудничество преподавателей на этапе двух взаимосвязанных тем учебных дисциплин;

– Сотрудничество: преподаватель-студент на уровне интеграции реализуемых целей урока.

Оснащение урока: мультимедийная установка, лабораторная установка «Уралочка», карточки индивидуальных заданий, бланки отчетов.

Технологические карты урока

Этапы, элементы урока	Деятельность преподавателя инаглядные пособия	Деятельность студентов
1. Повторение изученного теоретического материала по теме «Нелинейные электрические сети»	«Электротехника»	Повторение расчетных формул, записи, обсуждения, область применения
2. Этапы графических и аналитических расчетов нелинейных электрических цепей	«Основы электроники»	«Индивидуальные сообщения, визуальное восприятие информации, фронтальный опрос по проблемным вопросам
3. Этапы выполнения графического расчета параметров п/п диодов и транзисторов	«Основы электроники»	Работа с характеристиками ВАХ, определение
4. Применение расчетных формул законов Ома, Кирхгофа	«Основы электроники», «Электротехника»	Формулы и расчеты
5. Формирование обобщенных приемов и умений при расчете п/п стабилитронов	«Основы электроники», «Электротехника»	Выполнение графической части и записи формул в конспект
6. Методика расчетов и применений для конкретных целей	Анализ выполнения отдельных фрагментов урока	Индивидуальная работа по карточкам

Сценарий урока

Согласно плану урока преподаватели поставили цель: Совместными усилиями сформировать у студентов умения по применению знаний в любых нестандартных ситуациях.

Виды деятельности преподавателей: Конструктивно-преобразующая, ускоряющая обмен информацией между двумя взаимосвязанными дисциплинами.

Первая часть урока:

1. По учебной дисциплине «Электротехника» студентами были подготовлены информационные ключи, где совместно с преподавателем необходимо было:

– выполнить графические методы расчета электрических цепей с нелинейными элементами;

– студенты должны были усвоить основные методы и приемы при расчетах электрических цепей: последовательных, параллельных и смешанных;

– выделить ведущие идеи по построению совместных ВАХ для электрических цепей разных смешанных соединений;

– подготовлена мультимедийная презентацию на заданную тему.

2. Выполнение лабораторной работы «Снятие вольт-амперной характеристики нелинейных элементов».

Лабораторно-практическая часть № 1. «Снятие» вольт-амперной характеристики нелинейных элементов

Рис. 1.

Инструкция к работе:

1. Определить размещение приборов на столе.
2. Собрать электрическую схему.
3. Определить цену деления приборов.
4. Установить на магазине сопротивлений заданную преподавателем величину.
5. Предъявить собранную электрическую схему для проверки преподавателю.
6. Установить ключ S₁ в нейтральном положении, ключ S₂ в положении (1).
7. Включить автомат постоянного тока, снять ВАХ резистора, поднимая потенциометром напряжение от ‘0’до заданного значения. Показания приборов записать в таблицу. Автомат отключить.
8. Установить ключ S₂ в нейтральном положении, ключ S₁ в положении (1).
9. Включить автомат постоянного тока, снять ВАХ нелинейного элемента (лампы), поднимая потенциометром напряжение от ‘0’ до заданного значения. Показания приборов записать в таблицу. Автомат отключить.
10. Установить ключ S₂ в нейтральном положении, ключ S₁ в положении (2).
11. Включить автомат постоянного тока, снять ВАХ с последовательно включенным R и Н (резистора и лампы) поднимая потенциометром напряжение от ‘0’ до заданного значения. Показания приборов записать в таблицу. Автомат отключить.
12. Установить ключ S₁ и S₂ в положении (1).
13. Включить автомат постоянного тока, снять ВАХ с параллельно соединенных R и Н поднимая потенциометром напряжение от ‘0’ до заданного значения. Показания приборов записать в таблицу. Автомат отключить.
14. Построить в общей системе координат в одинаковом масштабе ВАХ резистора и лампы. По данным характеристикам графически построить их общее ВАХ и для последовательного и параллельного соединения.
15. Полученные опытным путем ВАХ и для последовательного и параллельного соединений нанести в этом же масштабе на график. Результаты сравнить.
16. Сделать вывод.

Резюме: с помощью преподавателя студенты должны проанализировать:

– полученную учебную информацию;

– систематизировать общие приемы и методы расчета нелинейных электрических цепей, где закон Ома в «чистом виде» неприменим;

– подготовиться к переносу полученных знаний для расчета характеристик полупроводниковых приборов.

Вторая часть урока:

Расчет параметров электронных приборов — как нелинейных элементов электрических цепей: диодов, транзисторов, стабилитронов.

2.1 Методические ключи: [вопросы и задания для студентов]:

– вспомнить и записать законы Ома, Кирхгофа, уравнение электрического равновесия для простейшей электрической цепи;

– выделить те свойства р-п переходов, которые изменяются под действием напряжения (U), используя дифференциальный метод (приращение функций);

– записать для прямой ветви ВАХ р/п перехода формулу: проанализировать её для условия: если - возрастает, то что будет с (Ответ: уменьшается). Убедиться, что это не соответствует закону Ома, т. к. ВАХ характеристика нелинейна, а на свойства р-п перехода влияет напряжения. Если проанализировать аналогично обратную ветвь, то используя метод дифференцирования получаем совершенно другие выводы -вначале растет, а после пробоя: U=const; I растет до ∞, a- резко уменьшается.

2.2 Переход к параметрам транзистора: для расчета h параметров требуется построить нелинейные входные-выходные характеристики, построить линию нагрузки (метод из Электротехники) и используя метод проращивания, (как у диодов). Найти — коэффициент усиления.

2.3 Подробно рассматривается пример расчета параметров электрической цепи с Рбаласным; стабилитроном и R-нагруз. Схемы принципиальная и замещения демонстрировались на экране. Следить за этапами расчета параметров стабилитрона студенты могли по слайдам на экране и по информации не бумажных носителях.

Рис. 2. Параметрический стабилизатор напряжения: а — схема; б — пояснение принципа действия по ВАХ; в — схема замещения

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) позволяет графически решить уравнение электрического состояния стабилизатора напряжения при RH=∞: .При увеличении напряжения UBX(положение 1) на Uвх, например, из-за повышения напряжения сети, ВАХ резистора R6переместится параллельно самой себе и займет положение 2. Из рис. Б видно, что напряжение мало отличается от напряжения Uст1, т. е. практически напряжение на стабилитроне и на нагрузочном резисторе RHостанется неизменным.

При одновременном изменении нагрузочного тока Iн и входного напряжения Uвх ток Iст будет изменяться от некоторого минимального тока Iст мин до максимального тока Iст макс. Минимальному току Iст мин будут соответствовать согласно рисункам минимальные Uвх мин и Rн мин, а максимальному току Iст макс — Uвх макс и Rн макс- При таких изменениях для нормальной работы параметрического стабилизатора сопротивление резистора Rбдолжно быть таким, чтобы ток стабилитрона был бы не менее Iст мин, т. е. не выходил за пределы рабочего участка ВАХ стабилитрона.

Пример расчета. В параметрическом стабилизаторе на стабилитрон КС508А определить сопротивление резистора R6,коэффициент стабилизации KстUи максимальный ток стабилитрона Iмакс, если Uн=11 В, Rн= 1,5 кОм и Uвх изменяется от 17 до 27 В.

Параметры стабилитрона КС508А: UCT=11 В, Rдиф = 11,5 Ом, Iст мин = 0,25 мА, Iст макс=23 мА.

Решение. 1. Для определения сопротивления резистора воспользуемся формулой

Rб = = = 792 Ом..

2. KстU = = = 34,4,

где Uвх ном = 0,5(Uвх мин + Uвх макс) = 0,5(17+27) = 22 В.

3. .

Следовательно, стабилитрон КС508А по максимальному току не перегружается, так как Iмакс< Iст макс.

2.4 Закрепление учебного материала — решение задачи на расчет параметров электрической схемы со стабилитроном. Задачи заранее были разложены на учебных столах, дополнительная информация была выведена на экраны.

2.5 Для самоконтроля студенты могли сравнить свои ответы с контрольными цифрами, выведенными на экран.

Заключительная часть.

Для повышения интереса к теме студенты познакомились с оптронами, где уже оба элемента нелинейные и несвязанны электрически. Однако параметры одного элемента — входного, изменяются при подаче сигнала на вход другого элемента.

Резюме:

В заключительной части студенты сделают вывод: что электрическое сопротивление нелинейных элементов в электронике зависит от многих внешних и внутренних факторов — напряжения, света, температуры, механических воздействий и т. д.

Урок достиг поставленных целей:

– систематизация знаний и умений;

– перенос сформированных умений на другие нестандартные ситуации.

Оснащение урока наглядным современным, т. к. использовались все носители информации которые рационально сопровождали каждый этап урока.

Внеаудиторная самостоятельная работа студента

По первой части урока: Заполнить бланки отчета по лабораторно-практической работе

Отчёт

По лабораторной работе № ___

«Снятие ВАХ нелинейных элементов ипроверка опытом расчета нелинейных цепей»

Цель работы:__________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Перечень машин, приборов иих технические данные

№	Наименование	Усл. обозн.	Тип	Предел измерен.	Цена деления	Класс точности	Кол-во
	Источн. тока						1шт
	Реостат						1шт
	Амперметр						1шт
	Вольтметр						1шт
	Сопротивлениия						1шт
	Лампа накаливания						1шт

Таблица наблюдений иподсчётов.

№ П/П	Резистор		Лампа		R и H Последовательно		R и H Параллельно
	U,B	I,A	U,B	I,A	U,B	I,A	U,B	I,A
1
2
3
4

По второй части урока: Выполнить расчеты по вариантам согласно таблицы. Построить в масштабе по своим расчетам ВАХ стабилитрона.

Варианты для индивидуальной самостоятельной работы.

Определить сопротивление резистора Rб, коэффициент стабилизации KстUи максимальный ток стабилитрона в параметрических стабилизаторах на различных стабилитронах, тип и параметры которых, а также величины Rн, Uвх мин и Uвх макс представлены в таблице.

Таблица 1

Тип стабилитрона	Uст = Uн, В	Rдиф, Ом	Iст мин, мА	Iст макс, мА	Rн, кОм	Uвх мин, В	Uвх макс, В
КС406А	8	6,5	0,5	35	1,0	10	15
Д815Е	15	3,8	25	550	0,1	20	30
2С527А	27	80	1	30	2	60	80
КС168А	6,8	20	3	45	1.5	12	20
КС196А	9,6	18	3	20	5,0	15	30
КС620А	120	150	5	42	20,0	150	220

Заключительная часть

Дифференцированные оценки по итогам урока.

Реализуемые цели

1. Расширение информационного поля студентов;
2. Перенос полученной информации в электронную версию на основе реализации МПС в другие учебные дисциплины.
3. Грамотное продвижение полученных общих навыков для дальнейшего выполнения расчетно-практических и расчетно-графических работ по вышеперечисленным учебным дисциплинам